汽车行驶系统车桥和车轮

第十二章汽车行驶系统第二节车桥和车轮要求：了解驱动桥、转向桥、转向驱动桥、支重桥，掌握前轮定位，了解子午线轮胎特点，掌握轮胎的气压、花纹及标注方法，了解车轮结构。车桥（也称车轴）通过悬架和车架（或承载式车身）相连，它的两端安装车轮，其功用是传递车架（或承载式车身）与车轮之间各方向的作用力及其力矩。车桥整体式车桥，车桥中部是刚性的（空心或实心）梁，犹如一个巨大的杠铃，两端通过悬架系统支撑着车身，整体式车桥与非独立悬架配合。断开式车桥，为活动关节结构，象两把雨伞插在车身两侧，再各自通过悬架系统支撑车身，断开式车桥与独立悬架配用。

根据驱动方式的不同，车桥也分成转向桥、驱动桥、转向驱动桥和支持桥四种。其中转向桥和支持桥都属于从动桥。大多数汽车采用前置后驱动(FR)，因此前桥作为转向桥，后桥作为驱动桥。而前置前驱动(FF)汽车则前桥成为转向驱动桥，后桥充当支持桥。一、转向桥利用车桥中的转向节使车轮偏转一定的角度，实现汽车的转向。转向桥通常位于汽车的前部，又称前桥。转向桥的结构基本相同，由两个转向节和一根横梁组成。转向节以主销为轴旋转，车轮就装在转向节上。主销是车轮转动的轴心，这个轴的轴线并非垂直于地面，车轮本身也不是垂直的，我们将在车轮定位部分具体论述。转向桥组成（整体式、非断开式）解放CA1091型汽车转向桥（前桥）这类转向桥结构大体相同，主要由前轴，转向节，主销和轮毂等部分组成。车桥两端与转向节绞接。前梁的中部为实心或空心梁。前轴主销转向节制动鼓轮毂转向节（上臂）转向横拉杆转向纵拉杆断开式转向桥断开式转向桥的作用与非断开式转向桥一样，所不同的是断开式转向桥与独立悬架匹配，断开式车桥为活动关节式结构。

螺旋弹簧、减振器转向节纵拉杆中臂悬臂梯形臂梯形臂横拉杆横拉杆二、转向轮的定位参数转向轮的转向轴心——主销并非垂直于地面，而是朝两个方向产生倾角，即主销内倾角和主销后倾角。车轮本身也有一个外倾角和前束。1、主销后倾角。站在车身左侧，观察车的左前轮，我们会发现主销是向后倾倒的。这样做的主要目的是为了让主销的延长线与地面的交点在车轮触地点的前面。主销后倾角能形成回正的稳定力矩。设计转向桥时，使主销在汽车的纵向平面内，其上部有向后的一个倾角（主销后倾角）。2、主销内倾角

站在车的后部，观察车的右前轮，我们发现主销向左倾倒，也即向内侧倾倒。设计转向桥时，使主销在汽车的横向平面内，其上部向内的一个倾角（主销内倾角）。主销内倾角是在前梁设计中保证的，由机械加工来实现（使主销孔轴线上端向内倾斜）。这样做的目的是为了在转弯的时候让车轮产生倾斜。使转向操纵轻便。3、车轮外倾角

除了上述的主销后倾和内倾两个角度以保证汽车稳定直线行驶外，车轮中心平面也不是垂直于地面的，而是向外倾斜一个角度，称为车轮外倾角。因为假如空车时车轮正好垂直于地面，则满载时，车桥因受压产生变形，中间下沉，两端上翘，车轮便随之变为内倾，这样将加速轮胎的磨损。另外，内倾的车轮从两端向内挤压轮毂上的轴承，加重了它的负荷，降低了使用寿命。因此在安装车轮时要预先使车轮有一定的外倾，这也使其与拱行路面相适应。4、车轮前束

车轮有了外倾以后，在滚动时就会导致两侧车轮向外滚开。由于转向横拉杆和车桥的约束使车轮不可能向外滚开，于是车轮在无法按照自己的预想轨迹滚动的情况下，势必产生横向滑动，从而加重了轮胎的磨损。为了消除这种不良影响，在安装车轮时，使汽车两前轮并不平行，俯视车轮，会发现两前轮就象人的内八字脚一样。这称为车轮前束。在外倾角和前束的共同作用下车轮基本上可以沿直线滚动而没有什么横向影响了。以上就是车轮定位的四个要素：主销后倾角、主销内倾角、车轮外倾角和车轮前束。三、转向驱动桥在许多轿车（如FF型）和全轮驱动的越野汽车上，前桥既是转向桥，还兼起驱动的作用，称为转向驱动桥。转向驱动桥与转向桥的区别就是一切都是空心的，横梁变成了桥壳，转向节变成了转向节壳体，因为里面多了根驱动轴。这根驱动轴因被位于桥壳中间的差速器一分为二，而变成了两根半轴，内半轴和外半轴。转向驱动桥的结构特点：半轴分成两段，其间用万向节连接，主销分成上、下两段，转向节轴颈作成中空式结构，以便半轴穿过其中。主减速器差速器内半轴外半轴万向节转向节壳体主销主销车轮与与轮胎胎。车轮与与轮胎胎是汽汽车行行驶系系中的的重要要部件件，其其功用用是：：支承承整车车；缓缓和由由路面面传来来的冲冲击力力；通通过轮轮胎同同路面面间存存在的的附着着作用用来产产生驱驱动力力；汽汽车转转弯行行驶时时产生生平衡衡离心心力的的侧抗抗力，，在保保证汽汽车正正常转转向行行驶的的同时时，通通过车车轮产产生的的自动动回正正力矩矩，使使汽车车保持持直线线行驶驶方向向；承承担越越障提提高通通过性性的作作用等等。一、车车轮车轮使使介于于轮胎胎和车车轴之之间承承受负负荷的的旋转转组件件，通通常由由两个个主要要部件件轮辋辋和轮轮辐组组成。。轮辋是是车轮轮上安安装和和支承承轮胎胎的部部件，，轮辐辐是在在车轮轮上介介于车车轴和和轮辋辋之间间的支支承部部件。。轮辋辋和轮轮辐可可以是是整体体式的的、永永久连连接式式的或或可拆拆卸的的。车车轮还还包括括轮毂毂。（一））车轮轮的类类型按轮辐辐的构构造，，车轮轮可分分为两两种主主要形式：：辐板式式和辐条式式。按车轴轴一端端安装装一个个或两两个轮轮胎，，车轮可可分为为单式车车轮和双式车车轮。1、辐板式式车轮轮为了减减轻轿轿车车车轮质质量，，辐板板选用较薄薄材料料。将将辐板板冲压压成起起伏形形状，，可以提提高刚刚度。。辐板板上开开有若若干孔孔，用用以减减轻质质量，，同时时有利利于制制动器器散热热，安安装时时也便便于用用手拿拿车轮轮。轮辋轮辐挡圈气门嘴嘴伸出出口载货汽汽车双双式车轮在同一一轮毂毂上安安装两两副相相同的的辐板和轮轮辋，，就构构成了了双式式车轮轮，这这种车轮常常用于于负荷荷比较较大的的货车车后桥桥上。轮毂车轮车轮2、辐条式式车轮轮这种车车轮的的轮辐辐是钢钢丝辐辐条（a））或是与与轮毂毂铸成成一体的铸铸造辐辐条（（b））。图注：：1-轮轮辋2-衬块块3-螺螺栓4-辐条5-配合锥面面6-轮毂辐条条式车轮，其中钢丝辐条轮辐辐，一般用在在赛车和高级轿轿车上。另一一种是和轮毂铸成一一体的铸造辐辐条，一般装在重型型汽车上。（二）轮辋的类型轮辋的常用形式：深槽轮辋、平底轮辋1、深槽轮辋图注：1、3：挡圈2、锁圈代号DC，（DropC-enterRim））这种轮辋中部部是深凹形环环槽便于外胎胎拆装。深槽槽式轮辋结构构简单，刚度度大，重量相相对轻，对于于小尺寸弹性性较大的轮胎胎最为适宜，，多用于小轿轿车及其它小小型车上。深槽轮辋平底轮辋对开式轮辋2、平底轮辋(b)代号（WFB），其一边的凸缘缘与轮辋制成成一体，锁圈圈2嵌入轮辋辋的环槽内以以阻止挡圈1的脱落。主主要用于中、、重型载货汽汽车，自卸汽汽车和大客车车。3、对开式轮辋辋(c)代号DT。此轮辋由左左右可分的两部部分组成。。两部分轮辋之之间用螺栓栓紧固在一一起。这种种结构使轮轮胎的安装装特别可靠靠，并且装装卸也较方方便。（三）国产产轮辋规格格的表示方方法轮辋规格用用轮辋名义义宽度和轮轮辋名义直直径以及轮轮缘高度代代号来表示示的。轮辋的名义义宽度，对对现有结构构，以英寸寸（in）表示一般轮轮辋取二位位小数。当当使用新设设计轮胎以以毫米数值值表示，要要求新设计计轮辋也以以毫米数值值表示。轮辋名义直直径是轮辋辋与轮胎相相配合的公公称直径D4轮辋的名义义直径，对对于深槽轮轮辋，半深深槽式轮辋辋，深槽宽宽轮辋的名名义直径不不在图纸上上直接反映映，对于平平底式轮辋辋和全斜底底轮辋的名名义直径则则可在图纸纸上直接查查出。轮辋结构形形式代号，，用符号“”表示一件式式轮辋，如如深槽式轮轮辋；用符符号“”表示多个式式轮辋，如如平底式轮轮辋。在轮轮辋名义宽宽度代号之之后的拉丁丁字母表示示轮缘的轮轮廓，有些些类型的轮轮辋（如平平底宽轮辋辋），其名名义宽度代代号也代表表了轮缘轮轮廓，不再再用字母表表示。最后面的代代号表示了了轮辋廓类类型代号，，它们是深深槽轮辋（（DC），深槽宽轮辋辋以（WDC）表示，半深深槽式轮辋辋以（SDC）为表示，平平底轮辋以以（FB）表示，平底底宽轮辋以以（WFB）表示，全斜斜底轮辋以以（TB）表示，对开开式轮辋以以（DT）表示。例如切诺基基汽车新设设计轮辋规规格是：1536JJ。第一位数字字表示直径径英寸，“X”表示了连接接的方式，，第二个数数字表示轮轮辋的宽度度（英寸）），最后一一位或两位位英文字母母表示轮辋辋凸缘的形形状，凸缘缘形状用于于列字母表表示：J、K、L、JK、、JJ。我国汽车轮轮辋规格表表示方法是是轮辋宽度度，连接方方式的符号号，轮辋名名义直径，，表示轮缘缘形状符号号。如Audi100铝合金车轮轮：6J314，，Audi100钢制车轮：：5?J314是辐板式车车轮，轮辐辐与轮辋焊焊接而成，，J型表示50深槽轮辋辋。“X”表示深式轮轮辋一件，，14表示示轮辋直径径。夏利桥桥车轮辋型型号4J312，，4J312，，它表示为轮轮辋宽度4英寸和4英寸，，丁代表轮轮缘高度为为17.0(mm)，名义直径为为12英寸寸，“X”表示连接方方式是深式式轮辋。二、轮胎现代汽车几几乎都采用用充气轮胎胎。轮胎安装在在轮辋上，，直接与路路面接触，其作用用是：1）和汽车车悬架共同同来缓和汽汽车行驶时所受到到的冲击，，并衰减由由此而产生的振振动，以保保证汽车有有良好的乘乘坐舒适性性和行驶平平顺性。2）保证车车轮和路面面有良好的的附着性（（应具有增强强附着作用用的花纹），以提高高汽车的牵牵引力、制制动力和通通过性。3）承受汽汽车的重力力，并传递递其它方向向的力和力力矩。（一）、轮轮胎分类按用途分：：载货汽车车轮胎（重型、中型型和轻型载载货汽车轮轮胎）和轿车轮轮胎。按胎体结构构分：充气气轮胎（分分有内胎、无无内胎两种）和实实心轮胎。。现代汽车绝绝大多数采采用充气轮轮胎。充气轮胎按胎体中帘帘布线排列列的方向不不同，可分分为：普通斜交胎胎、带束斜斜交胎和子午线胎。轮胎的结构构分为三部部分：胎体体、帘布、、外胎面。。胎体较柔软软，外胎面面刚性较大大，中间的的帘线起到到加强胎体体强度和定定型的作用用，多加以以金属丝提提高轮胎的的弹力性能能。1、有内胎胎的充气轮轮胎图注：1-外胎2-内胎胎3-垫带这种轮胎主主要由外胎、内胎和和垫带组成。内胎中中充满压缩空气，外外胎用来保护内胎不不受损伤且具有一定定弹性；垫带放在内内胎下面，，防止内胎胎与轮辋硬硬性接触受受损伤。轮胎结构与与名词术语语胎面（冠））带束层（或为帘布层层和缓冲层层）轮胎缘（胎胎圈）胎侧外胎内胎车轮胎肩胎体轮胎的结构构充气轮胎的的构造图1-胎冠2-胎肩3-胎侧4-胎胎圈1~4从轮廓线线范围看5-胎面6-缓冲层层（带束层））7-帘布层层5~7从截面径径向看，着着眼于轮胎胎内部材料料组成、作作用。而外胎则主主要由胎冠冠、胎肩，，胎侧和胎胎圈等部分分组成。（1）普通斜交轮轮胎普通斜交轮轮胎的特点点是帘布层和缓冲冲层各相邻邻层帘线交交叉排列，各层帘线与与胎冠中心心线成小于90的交角，因而叫斜斜交轮胎。在在帘布层与与胎面之间间为缓冲层。（2）子午线轮胎胎此种轮胎的的帘线与胎胎面中心线呈呈90°或或接近90°角排排列，帘线线分布如地球的子午午线，因而而称为子午线轮胎胎。在帘布布层与胎面之间为为带束层。。带束层内内各层帘线线与胎面中中心线夹角角为10°°~20°°。轿车轮胎大大致分为子子午线轮胎胎和斜线轮轮胎。斜线线轮胎的帘帘线按斜线线交叉排列列，故而得得名。胎体体构成了轮轮胎的基本本骨架，从从外胎面到到胎侧的柔柔软度是一一致的。虽虽然斜线轮轮胎的噪音音小，外胎胎面柔软，，低速行驶驶时乘坐舒舒适性好，，且价格便便宜，但其其综合性能能不如子午午线轮胎，，汽车厂家都都是以子午午线轮胎为为前提研制制新车的，，随着子午午线轮胎的的不断改进进，斜线轮轮胎将基本本上被淘汰汰。子午线轮胎胎与普通斜斜线胎相比比，弹性大大，耐磨性性好，滚动动阻力小，，附着性能能好，缓冲冲性能好，，承载能力力大，不易易刺穿；缺缺点是胎侧侧易裂口，，由于侧向向变形大，，导致汽车车侧向稳定定性稍差，，制造技术术要求高，，成本高。。子午线轮胎胎的帘布层层相当于轮轮胎的基本本骨架，其其排列方向向与轮胎子子午断面一一致，由于于行驶时轮轮胎要承受受较大的切切向作用力力，为保证帘线线的稳固，，在其外部部又有若干干层由高强强度、不易易拉伸的材材料制成的的带束层(又称箍紧紧层)，其其帘线方向向与子午断断面呈较大大的交角(70-75度)，材料多选选用玻璃纤纤维、聚酰酰胺纤维或或钢丝等高高强度材料料，既起到到固定帘线线的作用，，同时利用用束带来提提高胎面的的刚性。轮轮胎侧面的的刚性小于于胎面的刚刚性，所以以在转弯时时轮胎侧面面因受地面面横向力作作用发生变变形，从而而保证了外外胎面的触触地面积基基本保持不不变。2、无内胎的充充气轮胎（图20—27）1－橡胶密密封层2－自粘层3－槽纹4－轮辋5－气门门嘴这种轮胎外外观上与普普通轮胎相相似，但胎圈外侧侧上有若干干道同心环环形槽纹，在轮胎胎内空气压压力作用下下，槽纹能使胎圈紧贴在轮辋辋边缘上，，使之与轮辋保保证良好气气密性。无内胎的充充气轮胎近近年来在轿轿车和一些货车车上的使用用日益广泛泛，它没有有内胎，空空气直接压压入外胎中中。轮胎花纹轮胎花纹主主要分为普通花纹、越野花纹和混合花纹。普通花纹细细而浅，适适用于比较较好的硬路路面。越野野花纹凹部部深而且粗粗，在软路路面上与地地面附着性性好，越野野能力强，，适用于矿矿山、建筑筑工地等地地面情况。。混合花纹如如图介于普普通花纹和和越野花纹纹之间，中中部为菱形形、纵向锯锯齿形或烟烟斗形花纹纹，两边为为横向越野野花纹，适适于城市、、乡村之间间的路面行行驶的汽车车。我国采用英制（计量单位位）表示法表示示轮胎尺寸寸：D-外直径；d-内直径（即即轮辋直径径）；B-断面宽度；H-断面高度。按国家标准胎体帘线材料以汉语拼音表示。如M-棉帘布，R-人造丝帘布，N-尼龙帘布，G-钢丝帘布，ZG-钢丝子午线帘布轮胎。轮胎侧面注注有“△”、“-”、“□”等符号或注注有“W”、“D”等文字，表表示轮胎最最轻的部分分，安装内内胎时，应应将气门嘴嘴对准符号号安装，以以使轮胎周周围的重量量平均，保保持轮胎高高速转动时时平稳。如如箭头“”则表示有方方向性的轮轮胎。按箭箭头指的方方向为旋转转方向安装装。高压胎用DB表示，D代表轮胎名名义外径，，B为轮胎的断断面宽度，，单位为英英寸。“”表示高压胎胎。高压胎胎在汽车上上很少采用用。低压胎用B-d表示，B是轮胎断面面宽度，d为轮辋直径径，“-”表示低压胎胎。由于断断面B约等于断面面高度H，所装轮辋尺尺寸d可按d=D-2B计算。轮胎断面宽宽度和高度度比（扁平平比）是描描述轮胎尺尺寸的重要要指标。表不同名名义直径的的轮胎最高高行驶速度度国外轮胎规规格多样化化，我国轮轮胎的规格格标志主要要分为英制制和公制规规格标志。。英制规格标标识：一般普通断断面货车轮轮胎和轿车车斜交轮胎胎使用此种种标志。它它主要如以以下部分表表示。A轮胎名义断断面宽度，，单位为inB轮胎结构标标志（子午线轮胎胎的结构标标志用“R”表示，斜交交轮胎的结结构标志用用“-”表示）C轮辋名义直直径，单位位为inD层级（层级指轮胎胎承受最大大负荷的特特定强度标标志，它不不一定代表表帘布层的的实际层数数，例如9.00规规格12层层级轮胎，，可有几种种实际层数数，但最大大负荷为2050kg）。英制规格标标识示例6.5R166P.R.6.5:轮胎名义断断面宽度（（6.5in）R:子午线轮胎胎标志16:轮轮辋名义直直径6P.R.:轮胎层级为为6（最大大负荷为635kg相应气压为为3.50kg）。公制规格标标志：一般子午线轿车车轮胎使用这种表表示，它包包括下内容容：A轮胎名义断断面宽度，，单为mmB轮胎名义高高宽比C速度符号D轮胎结构标标志E轮辋名义直直径单位为为inch轮胎名义高高宽比是指指轮胎安装装在理论轮轮辋上的断断面高度与与断面宽度度之比。公制规格标标志示例195/60HR14195:轮胎名义断断面宽度（（195mm）60:轮胎名义高高宽比（H/B≈0.60））H:速度符号（（210km/h））R:子午线轮胎胎标志14:轮轮辋名义直直径（14in）为了统一，，国际标准准化组织（（ISO）现定新轮胎胎规格标志志由下面内内容组成：：①轮胎名名义断面宽宽度，单位位为（mm）②轮胎名义高高宽比③轮胎结结构标志④轮辋名名义直径，，单位为in⑤负荷指数⑥速度符符号。例如：195/60R1485H195:轮胎名义断断面宽度（（195mm）60:轮胎名义高高宽比（H/B≈0.60））R:子午线轮胎胎标志14:轮辋辋名义直径径（14in）85:负荷指数