第二十一章车桥和车轮

第二十一章车桥和车轮第一节车桥车桥特点车桥通过悬架与车架（或承载式车身）相连，两端安装车轮。车桥功用传递车架（或承载式车身）与车轮之间各方向的作用力及其力矩。车桥类型按悬架结构的不同可分为整体式和断开式两种；按车轮所起作用的不同可分为转向桥、驱动桥、转向驱动桥和支持桥。驱动桥转向桥桑塔纳汽车桑塔纳汽车前桥：转向驱动桥后桥：支持桥桑塔纳汽车车桥的应用两轴汽车前置前驱：转向驱动桥、支持桥四轮驱动：转向驱动桥、驱动桥前置后驱：转向桥、驱动桥后置后驱：转向桥、驱动桥断开式车桥：一般与独立悬架配合，左右车轮可以独立运动整体式车桥：一般与非独立悬架配合，车桥为一个整体；一、转向驱动桥许多轿车和全轮驱动越野车的前桥既是转向桥又是驱动桥，称为转向驱动桥。转向驱动桥主要由主减速器、差速器、万向节、转向节、主销等组成。一、转向驱动桥前轮轮毂固定在转向节上，汽车转向时转向节绕主销旋转，带动前轮绕主销旋转。转向驱动桥为了将动力传给前轮，又能使前轮偏转，必须在转向节内加装万向节，且主销的轴线必须通过万向节中心，以确保不发生运动干涉。一、转向驱动桥二、转向轮定位转向轮定位的功用和定位参数转向轮定位的功用：保证转向后转向轮（前）轮可以自动回正。转向轮的定位参数：主销后倾角、主销内倾角、前轮外倾角、前轮前束。主销后倾角γ主销有一定的后倾角，使主销延长线与地面的交点a向前偏移了一段距离l，转向后地面作用在车轮上的侧向力FY对主销形成一个转矩，该转矩具有使前轮回正的作用。二、转向轮定位主销内倾角β主销内倾角的作用是：使前轮自动回正；使转向操纵轻便；减小转向盘上的冲击力；二、转向轮定位前轮外倾α前轮外倾角的作用是：防止车轮出现内倾；减少轮毂外侧小轴承的受力，防止轮胎向外滑脱；便于与拱形路面接触；二、转向轮定位前轮前束从俯视图看，两侧前轮最前端的距离B小于后端的距离A，（A-B）称为前轮前束。前轮前束的作用是消除前轮外倾造成的前轮向外滚开趋势，减轻轮胎磨损。前轮定位参数小结实现自动回正功能：主销后倾：自动回正作用和车速有关，在安装时可调整的主销内倾：自动回正作用和车速无关，大小在设计前梁时予以保证，不可调实现直线行驶功能：车轮外倾：转向节设计时确定（转向节轴颈与水平面夹角），不可调前轮前束：通过调整转向横拉杆来实现第一节车桥后轮的外倾角和前束后轮的负外倾角可增加车轮接地点的跨度，增加汽车的横向稳定性；前束可抵消汽车高速行驶且驱动力F较大时，车轮出现的负前束（前张），减少轮胎的磨损；三、转向桥转向桥的结构比转向驱动桥简单，非断开式转向桥主要由前梁、转向节和主销组成。三、转向桥组成：前梁、转向节、主销。转向节臂转向梯形臂断开式转向桥断开式转向桥与独立悬架相匹配，其组成与非断开式相比有比较大的不同，主要由转向节、悬臂等组成。断开式转向桥：特点：与独立悬架配合，提高操纵稳定性、平顺性。广泛应用于轿车或轻型车辆的前桥车轮悬架总成转向横拉杆转向梯形臂中臂主转向臂纵拉杆球铰链四、支持桥既无转向功能又无驱动功能的桥称为支持桥，前置前驱轿车的后桥为典型的支持桥。第二节车轮与轮胎车轮与轮胎的功用是：支承整车；缓和来自路面的冲击力；产生驱动力、制动力和侧向力；产生回正力矩；承担越障提高通过性的作用等。车轮与轮胎又称车轮总成，主要由车轮和轮胎两部分组成。一、车轮车轮是介于轮胎和车轴之间承受负荷的旋转组件，主要由轮辋、轮辐和轮毂组成。轮辋用于安装轮胎，轮辐是介于车轴和轮辋之间的支承部分车轮的类型按轮辐的构造，车轮可分为辐板式和辐条式两种。按车轴一端安装的轮胎数目，车轮可分为单式车轮和双式车轮。辐板式车轮辐条式车轮轮辋深槽轮辋：用于轿车和轻型越野车；平底轮辋：用于中型货车；对开式轮辋：用于中重型越野车。二、轮胎轮胎的作用缓冲减振；与路面相互作用产生驱动力、制动力和侧向力；保证汽车通过性；承受汽车重力；轮胎的类型和结构汽车轮胎按胎体结构不同可分为充气轮胎和实心轮胎。现代汽车绝大多数采用充气轮胎。充气轮胎按组成结构不同，又分为有内胎轮胎和无内胎轮胎两种。充气轮胎按胎体中帘线排列的方向不同，还可分为普通斜交胎和子午线胎。有内胎的充气轮胎轮胎（外胎）各部分的名称结构（2）普通斜交轮胎帘布层和缓冲层各相邻层帘线交叉，且与胎中心线呈小于90°角排列的充气轮胎，称为普通斜交轮胎。帘布层是外胎的骨架，用以保持外胎的形状和尺寸，通常由成双数的多层帘布用橡胶贴合而成。帘布的帘线与轮胎子午断面的交角（胎冠角）一般为52°～54°，相邻层帘线相交排列。帘布层数愈多，强度愈大，但弹性降低。在外胎表面上注有帘布层数。斜交轮胎的优点是：轮胎噪声小，外胎面柔软、制造容易，价格也较子午线轮胎便宜。斜交轮胎的缺点是：转向行驶时，接地面积小，胎冠滑移大，抗侧向力能力差，高速行驶时稳定性差，滚动阻力较大，油耗偏高，承载能力也不如子午线轮胎。（3）子午线轮胎帘布层帘线排列的方向与轮胎的子午断面一致。帘线的这种排列方式，使帘线的强度能得到充分利用，子午线轮胎的帘布层数一般比普通斜交胎可减少约40％～50％；胎体较柔软，弹性好。子午线轮胎的优点如下：接地面积大，附着性能好，胎面滑移小，对地面单位压力也小，因而滚动阻力小，使用寿命长。胎冠较厚且有坚硬的带束层，不易刺穿，行驶时变形小，可降低油耗3％～8％。因帘布层数少，胎侧薄，所以散热性能好。径向弹性大，缓冲性能好，负荷能力较大。在承受侧向力时，接地面积基本不变，故在转向行驶和高速行驶时稳定性好。子午线轮胎的缺点是：因胎侧较薄柔软，胎冠较厚在其与胎侧过渡区易产生裂口；吸振能力弱，胎面噪声大些；制造技术要求高，成本也高。（3）子午线轮胎（4）轮胎花纹（4）轮胎花纹2）无内胎的充气轮胎无内胎轮胎的优点是：轮胎穿孔时，压力不会急剧下降，能安全地继续行驶；无内胎轮胎中不存在因内外胎之间摩擦和卡住而引起损坏；气密性较好，可以直接通过轮辋散热，所以工作温度低，使用寿命长；结构简单，质量较小。

2）无内胎的充气轮胎3）活胎面轮胎活胎面轮胎的胎面是可更换的，其最大优点是在花纹严重磨损或磨光后，可以单独更换胎面。也可以根据不同使用条件更换不同花纹的胎面。其缺点是质量较大，使用中可能出现胎体和胎面环之间磨损，胎面环橡胶与钢丝体脱层。3．轮胎规格标记方法轮胎断面高度H与宽度B之比以百分比表示称为轮胎的扁平率。轮胎磨损与换位