第八章汽车悬架系统之车架与车桥

第八章车车架架与车桥桥§8.1车架的构构造§8.2转向桥与与转向驱驱动桥§8.3转向轮定定位§8.1车架的构构造一、车架的功功用和要要求：1.安装汽车车各种总总成部件件，并使使他们保保持正确的的相对位位置。2.承受来自自车上和和地面的的各种静静、动载载荷。要求：1.满足汽车车总体布布置的要要求。2.具有足够够的强度度和刚度度，且其其质量应应尽可能能小。3.要求车架架结构尽尽可能简简单，并并有利于于降低汽汽车质心心和大的的转向角角。二、车架的类类型和构构造1.独立车架架独立车架架按其结结构形式式可分为为：边梁式、、X轿车车架架箱型断面面的车架架、梯梯形车架架平台式、、中梁式式综合式等等几种。。2.承载式车车身（即即其车身身兼作车车架作用用）现代轿车车绝大多多数采用用承载式式车身，，这种车车身也称称为无梁梁式车架架。§8.2转向桥与与转向驱驱动桥车桥可以以分成转向桥、、驱动桥桥、转向向驱动桥桥和支持持桥等类型一、转向向桥转向桥可可以与非非独立悬悬架相配配，也可可以与独独立悬架相相配1.与非独立立悬架匹匹配的转转向桥汽车非独独立悬架架转向桥桥主要由由前梁、、转向节节、转向向主销等等几部分分组成。。2.与独立悬悬架匹配配的转向向桥独立悬架架采用的的断开式式转向桥桥，如图图轿车的的转向桥桥与前悬悬架：减减振器加加速振动动的衰减减，提高高行驶平平顺性；；上摆臂臂和上球球头销不不可拆，，靠弹簧簧自动调调整间隙隙；下摆摆臂和下下球头销销可拆，，靠垫片片调整间间隙；属属于无主主销式转转向节。二、转向向驱动桥主要用于于一些轿轿车与全全轮驱动动的汽车的的前桥上上，它既既作为转转向桥，，也作为为驱动桥桥使用，，如图所所式：§8.3转向轮定定位一、概述述：要想保证证汽车在在行驶中中的安全全与舒适适，汽车车的四个个车轮并并不是垂垂直于地地面的，，必须考考虑许多多因素来来确定车车轮与地地面的角角度，即即车轮定定位。所谓转向向轮定位位，就是是汽车的的每个转转向轮、、转向节节和车桥桥与车架架的安装装应保持持一定的的相对位位置。通常车轮轮定位主主要指前前轮定位位，但现现代大多多数轿车车，由于于速度快快，对行行驶稳定定性有更更高的要要求，除除前轮定定位外，，还需要要后轮定定位，即即四轮定定位。二、前轮轮定位参参数：前轮定位位参数有有四个：：主销后后倾、主主销内倾倾、前轮轮外倾、、前轮前前束主销后倾倾定义：：当汽车车水平停停放时，，在汽车车的纵向向垂面内内，主销销上部向向后倾斜斜一个角角度r,称为主销销后倾角角。作用：保证汽车车直线行行驶的稳稳定性。。（即在动动态下车车轮有自自动回正正作用，，且车速越越高，回回正作用用越大））。分析：当汽车直直线行驶驶时，若若转向轮轮偶然受受到外力力作用而而稍有偏偏转（例例如向右右偏转，，如图中中箭头所所示），，将使汽汽车行驶驶方向向向右偏离离。这时时由于汽汽车本身身离心力力的作用用，在车车轮与路路面接触触点b处，路面面对车轮轮作用着着一个侧侧向反作作用力Y。

反力Y对车轮形形成饶主主销轴线线作用的的力矩M〓F×L，其方向向正好与与车轮偏偏转方向向相反。。在此力力矩作用用下，将将使车轮轮回复到到原来中中间位置置，从而而保证汽汽车能稳稳定地直直线行驶驶，故此此力矩称称为稳定定力矩（（回正力力矩）。。但此力矩矩也不宜宜过大，，否则在在转向时时为了克克服此稳稳定力矩矩，驾驶驶员须在在转向盘盘上施加加较大的的力（即即所谓转转向盘沉沉重）。。因稳定定力矩的的大小取取决于力力臂l的数值，，而力臂臂又取决决于后倾倾角r的大小，，因此，，为了不不使转向向盘沉重重，主销销后倾角角r不宜过大大。现在在γ一般采用用不超过过2-3°°的后倾角角。现代代高速汽汽车由于于轮胎气气压降低低、弹性性增加（（因采用用扁平低低压胎，，轮胎变变形增加加），而而引起稳稳定力矩矩增加，，因此r可以减小小至或接接近于零零，甚至至为负。。γ安装时予予以保证证，一般般不可调调。主销内倾倾定义：当汽车水水平停放放时，在在汽车的的横向垂垂面内，，主销轴轴线与地地面垂线线的夹角角β为主销内内倾角。。作用：①①自动回回正作用用（尤其其是在静静态下））②转转向轻便便分析：如图汽车车在直线线位置，，当车轮轮转过一一个角度度，车轮轮轴线就就离开水水平面往往下倾斜斜，致使使车身上上抬，势势能增加加。这样样汽车本本身的重重力就有有使转向向轮回复复到原来来中间位位置的效效果。让我们看看一看极极限情况况,即转向轮轮转到相相反一面面，车轮轮轴线下下倾最多多。图中中车轮陷陷入了路路面以下下，而车车轮是不不可能陷陷入路面面以下，，所以只只能是车车身抬高高一些。。由于主销销内倾，，使得主主销轴线线与地面面的交点点到车胎胎中心线线的距离离减小，，从而减减小了转转向阻力力矩使转转向轻便便。但距离值值也不宜宜过小（（即β过大），，否则转转向时，，车路绕绕主销偏偏转会产产生较大大的滑动动，增加加了车轮轮与路面面的摩擦擦阻力，，反而造造成转向向沉重。。β角一般不不大于8°，但有些些车为了了提高行行驶稳定定性和制制动稳定定性，其其主销内内倾角均均较大，，如奥迪迪100型轿车14.2°；天津夏夏利7100型轿车12°±±30ˊˊ。C为40-60mm设计上予予以保证证，平时时不可调调。前轮外倾倾定义：在在汽车的的横向平平面内，，前轮中中心平面面向外倾倾斜一个个角度α，称为前前轮外倾倾角。前轮外倾倾角的作作用是：：（1）防止车车轮出现现内倾；；（2）减少轮轮毂外侧侧小轴承承的受力力，防止轮胎胎向外滑滑脱；前轮外倾倾α（3）便于与与拱形路路面接触触；分析：1）（A）若轮胎胎内倾，，路面垂垂直反力力F产生的分分力F2向外，增增加了轮轮胎脱出的的可能性性。（说说明汽车车超载是是很危险险的，它它会大大大增加轮轮胎内倾倾的可能能性，造造成轮胎胎甩出））（B）轮胎垂垂直于地地面，路路面垂直直反力F，不产生生分力。。（说明明：汽车车要按规规定装载载，因为为有了前前轮外倾倾，汽车车满载后后，轮胎胎基本上上垂直于于地面。。）（C）只有轮轮胎外倾倾，路面面垂直反反力F产生的分分力F2向内，使使得轮胎胎紧紧靠靠在转向向节上，，提高了了轮胎的的工作安安全性。。（说明明：主要要针对于于普通斜交胎胎）2）有了前前轮外倾倾，使距距离进一一步减小小，利于于转向轻轻便。3）在公路路上行车车，一般般开车爱爱走中间间，前轮轮外倾能能适应路路拱需要。。α角一般1°左右。（（不宜过过大，否否则，轮轮胎偏磨磨损严重重）设计计上予以以保证，，平时不不可调。。前轮前束束从俯视图图看，两两侧前轮轮最前端端的距离离B小于后端端的距离离A，（A-B）称为前前轮前束束。前轮前束束的作用用是消除除前轮外外倾造成成的前轮轮向外滚滚开趋势势，减轻轻轮胎磨磨损。分析：车轮有了了外倾角角后，在在滚动时时就类似似于滚锥锥，从而而导致两两侧车轮轮向外滚滚开。由由于转向向横拉杆杆和车桥桥的约束束车轮不不致向外外滚开，，车轮将将在地面面上出现现边滚边边向内滑滑的现象象，从而而增加了了轮胎的的磨损。。为了避避免这种种由于圆圆锥滚动动效应带带来的不不良后果果，将两两前轮适适当向内内偏转，，即形成成前轮前前束。前前束值是是靠人工工调整的的，通过过检查A和B的距离相相减，对对照不同同车型的的前束值值，不符符应调整整（通过过横拉杆杆调整））。三、后轮轮定位参参数为了防止止高速行行车出现现“激转转”及自自动转向向现象，，在结构构设计上上应确保保汽车具具有不足足转向特特性。汽汽车后轮轮具有一一定程度度的外倾倾角和前前束，可可提高行行驶的稳稳定性。。后轮外倾倾角为了对载载荷进行行补偿，，采用独独立后悬悬架-的大多