第8章车架与车轮

1、 一、车桥的功用：一、车桥的功用：在车架与车轮间传递各方向的作用及力矩。在车架与车轮间传递各方向的作用及力矩。二、车桥的分类：二、车桥的分类： 1、按悬架结构不同分为：、按悬架结构不同分为： 整体式车桥整体式车桥配用非独立悬架配用非独立悬架 断开式车桥断开式车桥配用独立悬架配用独立悬架 2、按车轮的作用分：、按车轮的作用分： 转向桥转向桥 驱动桥驱动桥（前章已经讲过）（前章已经讲过） 转向驱动桥转向驱动桥 支持桥支持桥第八章第八章 车桥和车轮车桥和车轮车桥通过悬架和车架相联接，两端安装车轮。车桥通过悬架和车架相联接，两端安装车轮。第一节第一节 车桥车桥三、转向桥：三、转向桥： （一）功用：（一

2、）功用：利用车桥中的转向节使车轮可以偏转一定角度以实现汽车的转利用车桥中的转向节使车轮可以偏转一定角度以实现汽车的转 向，且承受一定的载荷。常称为向，且承受一定的载荷。常称为前桥前桥。 （二）组成：（二）组成：前轴、转向节、主销前轴、转向节、主销 （三）整体式转向桥的结构及工作原理：（三）整体式转向桥的结构及工作原理：前轴断面为前轴断面为“工工”字形，以提高轴的字形，以提高轴的抗弯强度；两端加粗的拳部有通孔。抗弯强度；两端加粗的拳部有通孔。（四）断开式转向桥的结构特点：（四）断开式转向桥的结构特点：（一）功用：（一）功用：驱动汽车行驶，并在转向时引导车轮偏转，完成转向。驱动汽车行驶，并在转向时

3、引导车轮偏转，完成转向。满足既转向又驱动的需要，半满足既转向又驱动的需要，半轴分成内半轴、外半轴两段，其轴分成内半轴、外半轴两段，其间用等速或准等速万向节连接，间用等速或准等速万向节连接，主销也分成上下两段；主销也分成上下两段；（二）结构特点：（二）结构特点：转向节轴颈部分做成中空，以转向节轴颈部分做成中空，以便外半轴穿过其中。便外半轴穿过其中。四、转向驱动桥：四、转向驱动桥：（三）应用：（三）应用： 轿车和全轮驱动的越野汽车轿车和全轮驱动的越野汽车四、转向轮定位参数：四、转向轮定位参数：当转向轮偶遇外力（如碰到石块等），车轮会出现左右摆动和当转向轮偶遇外力（如碰到石块等），车轮会出现左右摆动

4、和上下跳动，使车轮着地轨迹弯曲，严重影响汽车的行驶安全性，上下跳动，使车轮着地轨迹弯曲，严重影响汽车的行驶安全性，增加轮胎磨损，降低行驶系和转动系一些零部件的寿命。因此，增加轮胎磨损，降低行驶系和转动系一些零部件的寿命。因此，要求转向轮应能经常保持稳定行驶。即要求：要求转向轮应能经常保持稳定行驶。即要求：转向车轮偶遇转向车轮偶遇受外力作用或转向盘稍有转动而偏离直线行驶时，有自动回复受外力作用或转向盘稍有转动而偏离直线行驶时，有自动回复到直线行驶的能力；到直线行驶的能力；当车轮偏转一定角度后，在放松转向盘当车轮偏转一定角度后，在放松转向盘时有迅速回至直线行驶的能力。时有迅速回至直线行驶的能力。

5、转向轮越稳定，汽车保持直线行驶的性能越好，操纵也越轻便。转向轮越稳定，汽车保持直线行驶的性能越好，操纵也越轻便。转向轮的稳定，主要与转向轮、主销、前轴之间的安装的相对转向轮的稳定，主要与转向轮、主销、前轴之间的安装的相对位置有关。这些转向轮的定位参数有：位置有关。这些转向轮的定位参数有：主销后倾角、主销内倾角、前轮外倾角、前轮前束主销后倾角、主销内倾角、前轮外倾角、前轮前束（3）分析：）分析：转向主销装好后，上端略向后倾，主销轴线的延长线与路面交点转向主销装好后，上端略向后倾，主销轴线的延长线与路面交点A 落在落在 轮胎与路面的接触点轮胎与路面的接触点B之前。当汽车行驶时，若偶遇外力而偏转，由

6、于之前。当汽车行驶时，若偶遇外力而偏转，由于 汽车本身的离心力汽车本身的离心力F通过车轮对路面作用，在车轮与路面接触点通过车轮对路面作用，在车轮与路面接触点B处，处， 就引起路面对车轮作用一个向心反作用力就引起路面对车轮作用一个向心反作用力Y，由于，由于Y力不通过主销轴，力不通过主销轴， 故形成了使车轮绕主销轴线旋转的力矩故形成了使车轮绕主销轴线旋转的力矩YL，在此力矩作用下，车轮，在此力矩作用下，车轮 回复原来的中间位置，保证汽车稳定直线行驶。回复原来的中间位置，保证汽车稳定直线行驶。 （2）作用：）作用：当汽车直线行驶，因偶受外力而发生偏离时，即能产生相应的稳当汽车直线行驶，因偶受外力而发

7、生偏离时，即能产生相应的稳 定力矩，使汽车转向轮自动回正，保证汽车稳定直线行驶。定力矩，使汽车转向轮自动回正，保证汽车稳定直线行驶。（一）主销后倾角（一）主销后倾角（ = 23）（4）结构保证：）结构保证：在前桥连同钢板弹簧一起装到车架在前桥连同钢板弹簧一起装到车架上时，使前桥略微向后倾斜而成。上时，使前桥略微向后倾斜而成。（1）定义：）定义：主销轴线在纵向平面上的投影与地面垂线间的夹角称主销后倾角。主销轴线在纵向平面上的投影与地面垂线间的夹角称主销后倾角。（二）主销内倾角（二）主销内倾角（=58） （1）定义：）定义：主销轴线在横向垂直平面内的投影与垂线间的夹角。主销轴线在横向垂直平面内的投

8、影与垂线间的夹角。（2）作用：）作用：使车轮转向后能自动回正，保证汽车直线行驶。使车轮转向后能自动回正，保证汽车直线行驶。（3）分析：）分析：当转向轮在外力作用下由中间位置向外侧倾一个角度时，当转向轮在外力作用下由中间位置向外侧倾一个角度时， 转向轮连同整个汽车前部向上抬起一个相应的高度。这转向轮连同整个汽车前部向上抬起一个相应的高度。这 样，在汽车本身的重力使转向轮回到原来的中间位置。样，在汽车本身的重力使转向轮回到原来的中间位置。（4）结构保证：）结构保证：使前梁两端的主销孔轴线上端向内倾斜而成。使前梁两端的主销孔轴线上端向内倾斜而成。（1）定义：）定义：通过车轮中心的汽车横向通过车轮中心

9、的汽车横向平面与车轮平面的交线与平面与车轮平面的交线与地面垂直之间的夹角。地面垂直之间的夹角。（四）前轮前束（四）前轮前束（A-B = 8A-B = 812 12 ）（2）作用：）作用：使汽车满载时车轮与路面接近垂直。使汽车满载时车轮与路面接近垂直。车轮有了外倾角后，滚动时就类似滚锥向车轮有了外倾角后，滚动时就类似滚锥向外滚开，由于转向横拉杆及车桥的约束使外滚开，由于转向横拉杆及车桥的约束使车轮不向外滚开，车轮将在地面上出现边车轮不向外滚开，车轮将在地面上出现边滚边滑的现象，从而增加了轮胎的磨损。滚边滑的现象，从而增加了轮胎的磨损。为了消除前轮外倾带来的不良后果。为了消除前轮外倾带来的不良后果

10、。在安在安置车轮时，使车轮两轮前边缘距离置车轮时，使车轮两轮前边缘距离B小于后小于后边缘距离边缘距离A，A-B之差称之差称前轮前束前轮前束。此外，。此外，前束也可用角度即前束角前束也可用角度即前束角来表示。来表示。（3）结构保证：）结构保证：设计时使转向节轴颈的轴线与水平面成一角度。设计时使转向节轴颈的轴线与水平面成一角度。（三）前轮外倾角（三）前轮外倾角（）由于外倾角是负值，可增加车轮接地由于外倾角是负值，可增加车轮接地 点的跨度，增加汽车的横向稳定性。点的跨度，增加汽车的横向稳定性。负外倾角是用来抵消当汽车高速行驶负外倾角是用来抵消当汽车高速行驶 且驱动力且驱动力F较大时，车轮出现的负前较

11、大时，车轮出现的负前 束以减少轮胎的磨损。束以减少轮胎的磨损。（五）后轮的外倾和前束：（五）后轮的外倾和前束：在有些发动机前置前驱动的轿车上，后轮是从动轮。汽车的驱动力在有些发动机前置前驱动的轿车上，后轮是从动轮。汽车的驱动力F通过纵臂作用于后轴上，如果车轮没有前束角，当汽车行驶时，通过纵臂作用于后轴上，如果车轮没有前束角，当汽车行驶时，在驱动力在驱动力F作用下，后轴将产生一定弯曲，使车轮出现前转现象，作用下，后轴将产生一定弯曲，使车轮出现前转现象，会使轮胎出现偏磨损。会使轮胎出现偏磨损。（1）后轮前束的作用：）后轮前束的作用： （2）后轮外倾角）后轮外倾角(负值负值)的作用：的作用： （一）

12、车轮的类型：（一）车轮的类型：由轮毂、轮辋以及二者之间的连接部分组成。由轮毂、轮辋以及二者之间的连接部分组成。一、作用：一、作用：支承整车；缓和由路面传来的冲击；通过轮胎与路面间存在的附着作用支承整车；缓和由路面传来的冲击；通过轮胎与路面间存在的附着作用产生驱动力和制动力；产生驱动力和制动力；汽车转弯行驶时产生平衡离心力的侧抗力，在保汽车转弯行驶时产生平衡离心力的侧抗力，在保证汽车正常转向行驶的同时，通过车轮产生的自动回正力矩使汽车保持证汽车正常转向行驶的同时，通过车轮产生的自动回正力矩使汽车保持直线行驶方向；直线行驶方向；承担越障提高通过性的作用。承担越障提高通过性的作用。第二节第二节 车轮

13、与轮胎车轮与轮胎由挡圈、辐板、轮辋、由挡圈、辐板、轮辋、气门嘴孔组成。辐板大气门嘴孔组成。辐板大多由钢板冲压制成，与多由钢板冲压制成，与轮辋焊接。轿车的辐板轮辋焊接。轿车的辐板所用钢板较薄，常冲击所用钢板较薄，常冲击成起伏多变的形状以提成起伏多变的形状以提高抗扭刚度；为保证高高抗扭刚度；为保证高速行驶的平衡性，还加速行驶的平衡性，还加有平衡块。有平衡块。二、车轮：二、车轮：（1）深槽轮辋：）深槽轮辋：结构简单，刚度大，质量较小。适用于轿车上小尺寸大弹结构简单，刚度大，质量较小。适用于轿车上小尺寸大弹 性的轮胎。性的轮胎。 （2）平底轮辋：）平底轮辋：挡圈为整体的，外加锁挡圈为整体的，外加锁 圈

14、，用于货车。圈，用于货车。 （3）对开式轮辋：）对开式轮辋：内外两部分组成，两者用螺栓联成一体，有的有挡圈有的内外两部分组成，两者用螺栓联成一体，有的有挡圈有的 无挡圈（用与轮辋制成一体的轮缘代替挡圈）。用于货车。无挡圈（用与轮辋制成一体的轮缘代替挡圈）。用于货车。 （二）轮辋的类型：（二）轮辋的类型：此外还有此外还有半深槽轮辋、深槽宽轮辋、平底宽轮辋、全斜底轮辋半深槽轮辋、深槽宽轮辋、平底宽轮辋、全斜底轮辋等。等。常见的常见的1英寸=25.4毫米二、轮胎二、轮胎 ：（1）与汽车悬架共同来缓和汽车行驶时所受到的冲击，并衰减由此而产生的）与汽车悬架共同来缓和汽车行驶时所受到的冲击，并衰减由此而产

15、生的 振动，以保证汽车有良好的乘坐舒适性和行驶平顺性。振动，以保证汽车有良好的乘坐舒适性和行驶平顺性。（2）保证车轮和路面有良好的附着性以提高汽车的牵引性、制动性和通过性。）保证车轮和路面有良好的附着性以提高汽车的牵引性、制动性和通过性。（3）承受汽车的重力，并传动其它方向的力和力矩。）承受汽车的重力，并传动其它方向的力和力矩。 因此轮胎必须有适宜的弹性和承受载荷的能力。同时在其与路面直接接触的胎因此轮胎必须有适宜的弹性和承受载荷的能力。同时在其与路面直接接触的胎 面部分，应具有以增强附着作用的花纹。面部分，应具有以增强附着作用的花纹。（一）作用（一）作用 ：（二）充气轮胎的类型（二）充气轮胎

16、的类型帘布层（双数）和缓帘布层（双数）和缓冲层各相邻层帘线交冲层各相邻层帘线交叉排列叉排列，各帘布层与，各帘布层与午断面达到交角为午断面达到交角为52 54 ，帘布层数帘布层数越多强度越大，但弹越多强度越大，但弹性降低。性降低。（1 1）普通斜交胎）普通斜交胎（三）有内胎充气轮胎的组成（三）有内胎充气轮胎的组成帘线与子午断面一致，其强度得到充分利用；帘布层数帘线与子午断面一致，其强度得到充分利用；帘布层数少，轮胎重量轻，胎体柔软。少，轮胎重量轻，胎体柔软。子午线轮胎优点：子午线轮胎优点：附着性能好、滚动阻力小，使用寿命长。附着性能好、滚动阻力小，使用寿命长。胎冠不易剌穿，行驶变形小，油耗低。胎

17、冠不易剌穿，行驶变形小，油耗低。帘布层少，胎侧薄，所以散热好。帘布层少，胎侧薄，所以散热好。径向弹性大，缓冲性能好，负荷能力较大。径向弹性大，缓冲性能好，负荷能力较大。胎侧薄，胎冠较厚，在胎冠与胎胎侧薄，胎冠较厚，在胎冠与胎侧的过渡区易产生裂口；侧面变侧的过渡区易产生裂口；侧面变形大，侧向稳定性较差；技术要形大，侧向稳定性较差；技术要求高，成本也较高。求高，成本也较高。（2 2）子午线胎）子午线胎子午线胎与斜交胎不能混装于一辆车上。子午线胎与斜交胎不能混装于一辆车上。子午线轮胎缺点：子午线轮胎缺点： 普通花纹（普通花纹（a、b): 花纹细而浅，花纹块接地面积大，耐磨性、花纹细而浅，花纹块接地面

18、积大，耐磨性、 附着性较好。附着性较好。 但抗滑能力差，但抗滑能力差， 适用于较好的硬路面。适用于较好的硬路面。 越野花纹越野花纹(d、e): 凹部深而宽，在软路面上与地面的附着性好，越野能力强，凹部深而宽，在软路面上与地面的附着性好，越野能力强，抗滑能力好，适用于矿山、建筑工地以及一些软路面。抗滑能力好，适用于矿山、建筑工地以及一些软路面。 混合花纹混合花纹(c): 介于上述两种花纹之间，兼顾两者的使用要求，中部为菱形、介于上述两种花纹之间，兼顾两者的使用要求，中部为菱形、 锯齿形或烟斗形花纹，两边为横向越野花纹，适用与在城市、锯齿形或烟斗形花纹，两边为横向越野花纹，适用与在城市、 乡村之间

19、的路面上行驶的乡村之间的路面上行驶的 汽车轮胎。汽车轮胎。（四）轮胎花纹（四）轮胎花纹若驱动轮胎面采用人字形花纹，则应使人字尖端与旋转方向一致。若驱动轮胎面采用人字形花纹，则应使人字尖端与旋转方向一致。（五）轮胎选用原则（五）轮胎选用原则轮胎是汽车主要部件之一，它的选用正确对汽车性能影响直接，因而应按轮胎是汽车主要部件之一，它的选用正确对汽车性能影响直接，因而应按如下原则选择轮胎以利提高汽车行驶性能和延长其寿命。如下原则选择轮胎以利提高汽车行驶性能和延长其寿命。（1）轮胎类型的选择）轮胎类型的选择轮胎类型主要根据汽车类型和行驶条件来选择，货车普遍采用高强度尼龙轮胎类型主要根据汽车类型和行驶条件

20、来选择，货车普遍采用高强度尼龙帘布轮胎，使轮胎承载能力提高；越野车选用胎面宽，直径较大的超低压帘布轮胎，使轮胎承载能力提高；越野车选用胎面宽，直径较大的超低压胎，以提高附着性；轿车易采用直径较小的宽轮辋低压胎，以提高行驶稳胎，以提高附着性；轿车易采用直径较小的宽轮辋低压胎，以提高行驶稳定性；由于子午线的结构特点使其有很多优点，应为优先选择之列。定性；由于子午线的结构特点使其有很多优点，应为优先选择之列。（2）轮胎花纹的选择）轮胎花纹的选择轮胎花纹主要是据道路条件，行车速度，道路远近来进行选择。高速行驶轮胎花纹主要是据道路条件，行车速度，道路远近来进行选择。高速行驶汽车不宜采用加深花纹和横向花纹

21、的轮胎。在低速行驶汽车使用轮胎应采汽车不宜采用加深花纹和横向花纹的轮胎。在低速行驶汽车使用轮胎应采用加深花纹或超深花纹。用加深花纹或超深花纹。（3）轮胎尺寸和气压的选择）轮胎尺寸和气压的选择轮胎尺寸和气压主要是根据汽车承受载荷情况和行驶速度来选择，所选轮轮胎尺寸和气压主要是根据汽车承受载荷情况和行驶速度来选择，所选轮胎在承受静负荷值应等于或接近于轮胎的额定负荷。这些可通过查阅国家胎在承受静负荷值应等于或接近于轮胎的额定负荷。这些可通过查阅国家标准获得。值得注意的是在设定轮胎的实际使用气压时，应综合考虑汽车标准获得。值得注意的是在设定轮胎的实际使用气压时，应综合考虑汽车的运动性能，燃油经济性能，

22、振动和噪声等，才能延长轮胎的使用寿命。的运动性能，燃油经济性能，振动和噪声等，才能延长轮胎的使用寿命。（2）优点：）优点：轮胎穿孔时，压力不会急剧下降，能安全地轮胎穿孔时，压力不会急剧下降，能安全地 继续行使，不存在因内、外胎之间的摩擦和继续行使，不存在因内、外胎之间的摩擦和 卡住而引起的损坏；可直接通过轮辋散热，卡住而引起的损坏；可直接通过轮辋散热， 所以工作温度低，使用寿命较长；结构简所以工作温度低，使用寿命较长；结构简 单，质量较小。单，质量较小。（4）缺点：）缺点：途中修理较困难，且自粘层只有在穿孔尺寸途中修理较困难，且自粘层只有在穿孔尺寸 不大时方能粘合；天气炎热时自粘层可能软不大时方能粘合；天气炎热时自粘层可能软 化流动，从而破坏车轮平衡。化流动，从而破坏车轮平衡。（5）应用：）应用：无内胎充气轮胎近年来在轿车和一些货车上的使用日益广泛。无内胎充气轮胎近年来在轿车和一些货车上的使用日益广泛。（六）无内胎的充气轮胎：（六）无内胎的充气轮胎： （1）特点：）特点：无内胎，空气直接压入外胎中，要求外胎和轮辋之间有很好的密封性。无内胎，空气直接压入外胎中，要求外胎和轮辋之间有很好的密封性。（七）活胎面轮胎：（七）活胎面轮胎：胎面嵌入胎体上的槽内，并依靠胎体充胎面嵌入胎体上的槽内，并依靠胎体充