汽车底盘机械系统构造与检修第九章

第九章车架与车桥9.1车架9.2车桥9.3转向车轮定位9.1车架车架是跨接在各车桥之间的桥梁式结构，是整个汽车的安装基础。其功用是支承连接汽车的各零部件并保证其正确的相对位置，承受来自车内外的各种载荷。①首先应满足汽车总布置的要求。汽车在复杂的行驶过程中，固定在车架上的各总成和部件之间不应发生干涉。②车架还应具有足够的强度与合适的刚度，同时要求其质量尽可能小。③车架结构应尽量简单，并有利于降低汽车重心和获得较大的转向角，以提高汽车行驶的稳定性和机动性。9.1.2要求9.1.1功用9.1.3车架类型与结构边梁式车架中梁式车架综合式车架1．变形的检修例如，双桥汽车的平行边梁式车架，以钢板弹簧支应上钢板销承孔的轴线为基准，构成3个矩形框，如图所示。可测量每个矩形框两条对角线的长度差及其位置度误差来判断车架在垂直方向和水平方向上的应变，这种划分矩形框的办法俗称为“三段法”。其优点除了定位精度高，测量准确外，还可提高前、后桥的平行度和轴距的准确性。9.1.4车架的检修1—前钢板弹簧前支座2—前钢板弹簧后支座3—后钢板弹簧前支座4—后钢板弹簧后支座（1）检修车架变形的准备①左、右同名钢板弹簧支座上的钢板销孔同轴度误差不大于2mm，如图所示。否则应先进行校正。②车架宽度公差为-3～+4mm。③纵梁上翼面与腹面的直线度公差为3/1000mm，纵梁全长不大于1%。④纵梁腹面对于上翼面的垂直度公差为腹面高度的1%。9.1.4车架的检修1—芯轴支承2—芯轴（2）两对角线的技术条件①用细钢丝作对角线，并用专用工具牵引。②两对角线长度差不得大于5mm，否则表示车架有水平扭曲。③两对角线交叉，其位置度误差不得大于2mm。否则，表示车架垂直方向上发生翘曲变形。车架变形后，应进行校正。待校正合格后再进行修理，以减小校正应力。9.1.4车架的检修1—芯轴支承2—芯轴2．车架裂纹的焊修车架的焊修宜选用成本低的快捷焊接法，但必须严格焊接工艺，否则将会影响焊接质量。①认真清洁除锈，彻底清除接头两侧的旧漆层。②在裂纹两端打止裂口，开坡口。③选用碱性的低氢焊条。④采用直流电源，大电流。⑤电源反接。⑥多层多道焊。采用多层多道焊有利于获得很好的效果，同时用锤击减应力。可适当降低焊速，以防止产生淬硬组织，配合大电流又可提高生产效率。⑦在环境温度低于0℃条件下焊接，接头周围应预热至100℃。9.1.4车架的检修3．车架补块的应用补块挖补法宜于修理车架产生的腐蚀和纵梁脸面上的短裂纹、翼面和脸面过渡处的贯通性裂纹。常用的补块有椭圆形和三角形，可从旧车架上割取。椭圆形补块用于修补脸面上的裂纹，三角形补块用于修补贯通性裂纹，如图所示。补孔用氧-乙炔气割而成，割口要求光洁，补块与补孔间隙为2.0～2.5mm。补块镶入补孔后，采用分段减应焊法，按车架焊接规范焊接。9.1.4车架的检修(a)(b)1—纵梁2—补孔

4．覆板的应用覆板紧贴在纵梁外侧的上翼面和腹面上，用于加强纵梁完全断裂或接近完全断裂处纵梁局部的强度，与纵梁铆接或焊接。对使用覆板的要求如下：①覆板长度在400～600mm范围内，只能覆焊一层，禁止覆焊多层，以防止局部刚度过大，影响纵梁的弹性。②使用覆板后，不得形成新的危险断面。③覆板翼面与脸面的过渡处和纵梁上翼面与脸面的过渡处不能贴合，覆板边缘较纵梁边缘小5mm，如图所示。④只覆上翼面和腹面，不得覆下翼面。⑤脸面端面尖角处不得有裂纹。9.1.4车架的检修1—横梁2—纵梁5．车架的重铆车架纵、横梁连接铆钉松动后，将影响车架的刚度和弹性。车架修理时应取掉松动的铆钉，重铆新铆钉。9.1.4车架的检修9.2

车桥1．功用车桥通过悬架与车架（或承载式车身）相连，两端安装车轮，其功用是传递车架（或承载式车身）与车轮之间的各方向作用力。2．车桥的类型①按配用悬架结构不同，车桥分为整体式和断开式两种。②按车桥上车轮的作用不同，车桥分为转向桥、驱动桥、转向驱动桥和支持桥4种类型。其中转向桥和支持桥都属于从动桥。在后轮驱动的汽车中，前桥不仅用于承载，兼起转向作用，称为转向桥；后桥不仅用于承载，兼起驱动作用，称为驱动桥。越野汽车和前轮驱动汽车的前桥，除了承载和转向的作用外，还兼起驱动作用，所以称为转向驱动桥。只起支承作用的车桥称为支持桥。9.2.1车桥概述转向桥通常位于汽车前部，能使装在其两端的车轮偏转一定的角度，实现汽车转向。它除承受垂直载荷外，还承受纵向力和侧向力以及这些力产生的力矩。因此，转向桥必须有足够的强度和刚度；车轮在偏转过程中相对运动的各个部件之间摩擦力应尽可能小；还应保证车轮正确的安装定位角，从而保证汽车操纵轻便、行驶稳定。各种车型的转向桥结构基本相同，主要由前轴、转向节和主销等组成。前轴是前桥的主要零件，按其断面形状，转向桥可分为工字梁式和管式两种类型。9.2.2转向桥工字梁型转向桥1—轮毂轴承2—轮毂3—制动鼓4—前轴5—滚子止推轴承6—主销7—衬套8—油封9—转向节9.2.2转向桥管式转向桥1—轮辋2—轮毂轴3—主销4—前轴拳形件5—车轮转角限位螺钉6—推力轴承7—转向节臂8—转向横拉杆9—前轴（管式截面）10—钢板弹簧座前桥驱动汽车和四轮驱动汽车的前桥，既起转向桥的作用，又兼起驱动桥的作用，故称为转向驱动桥。转向驱动桥如图所示。它由主减速器、差速器、半轴和桥壳组成。但由于转向时转向车轮需要绕主销偏转一个角度，故与转向轮相连的半轴必须分成内外两段（内半轴和外半轴），其间用万向节（一般多用等角速万向节）连接，同时主销也因此而分制成两段（或用球头销代替）。转向节轴颈部分做成中空的，以便外半轴穿过其中。此种类型的转向驱动桥多采用麦克弗逊式独立悬架，其特点是结构简单，布置紧凑，具有良好的接近性，便于维修，而且转弯半径小，机动性好。9.2.3转向驱动桥1—半轴2—转向器3—制动器支持桥通常位于汽车后部，一般只承受垂直载荷。因此，支持桥必须有足够的强度和刚度，从而保证汽车承载重荷、行驶稳定。各种车型的支持桥结构基本相同，如图所示。9.2.4支持桥1—支持桥2—制动器3—车轮4—悬架9.2.5转向桥主要零件的检修1．前轴的检修前轴的耗损包括主销孔、钢板弹簧座与定位孔的磨损，前轴变形与裂纹。（1）前轴的磨损①钢板弹簧座平面磨损；②主销承孔的磨损。（2）前轴变形的检修①前轴变形的检验；②前轴变形的检验设备；③前轴校正方法。2．转向节的检修转向节的重点检修内容是磨损与隐伤。（1）隐伤的检验（2）磨损的检修①转向节轴磨损的检修；②转向节轴锁止螺纹的检验；③转向节上面的锥孔的检验。（3）主销衬套的加工①主销衬套的更换；②主销衬套孔的加工。9.3转向车轮定位为了保证汽车直线行驶的稳定性和操纵的轻便性，减少轮胎和其他机件的磨损，转向车轮、转向节和前轴三者与车架的安装应保持一定的相对位置关系，这种安装位置关系称为转向车轮定位，也称前轮定位。对于两端装有主销的转向桥，汽车转向时，转向车轮会围绕主销轴线偏转，如图a所示。但在大多数断开式转向桥中没有主销，采用上、下球头销代替主销，上、下球头销球头中心的连心线相当于主销轴线，如图b所示。1—转向轴线2—转向主销3—上球头销4—下球头销（a）

（b）主销安装在前轴上，其上端略向汽车后倾斜，这种现象称为主销后倾。在垂直于汽车支承平面的纵向平面内，主销轴线与汽车支承平面垂线之间的夹角γ为主销后倾角，如图所示。主销后倾的作用是形成回正力矩，保证汽车直线行驶的稳定性，并使汽车转向后回正操纵轻便。主销后倾，使主销轴线的延长线与地面的交点a位于车轮与路面的接触点b之前，a，b两点之间的距离称为主销后倾移距。设点b到主销轴线延长线之间的距离为L，汽车直线行驶时，若转向轮偶然受到外力作用而偏转（图中所示为沿前进方向车轮向右偏转），汽车将偏离行驶方向而右转弯。9.3.1主销后倾主销后倾由于汽车本身离心力的作用，在轮胎与路面接触点b处将产生一个路面对车轮的侧向反作用力y，内于反作用力y没有通过主销轴线，因而形成了一个使车轮绕主销轴线旋转的力矩yL，其方向正好与车轮偏转方向相反。在力矩作用下，使车轮具有恢复到原来中间位置的作用，从而保证了汽车直线行驶的稳定性。同理，在汽车转向后的回正过程中，此力矩具有帮助驾驶员使转向车轮回正的作用，使汽车转向后回正操纵轻便。9.3.1主销后倾主销后倾主销后倾角γ愈大，车速愈大，回正力矩yL愈大，转向轮偏转后自动回正的能力也愈强。但主销后倾角γ也不宜过大，一般γ角不超过2°～3°，否则在转向时为了克服此力矩，驾驶员需在转向盘上施加较大的力，使转向沉重。此外，有些汽车由于采用超低压轮胎，弹性增大，转向时因轮胎弹性变形而使轮胎与路面的接触点后移，使力矩yL增大，故主销后倾角可以减小，甚至为负值（即主销前倾）。主销后倾角一般是将前轴连同悬架安装在车架上时，使前轴向后倾斜而形成的。9.3.1主销后倾主销后倾主销安装在前轴上，其上端略向汽车内侧倾斜，这种现象称为主销内倾。在垂直于汽车支承平面的横向平面内，主销轴线与汽车支承平面垂线之间的夹角β称为主销内倾角，如图所示。主销内倾具有使转向轮转向操纵轻便的作用，如图a所示。主销内倾具有使转向轮自动回正的作用，如图b所示。主销内倾角既不宜过大，也不宜太小。整体式转向桥的主销内倾角是在制造前轴时将销孔轴线上端向车内倾斜而获得的。9.3.2主销内倾（a）

（b）转向车轮安装在转向节上时，其旋转平面上端向汽车外倾斜，这种现象称为转向车轮外倾。车轮旋转平面与垂直于车辆支承面的纵向平面之间的夹角a称为前轮外倾角，如图所示。车轮外倾角的作用是提高车轮工作的安全性和转向操纵的轻便性。前轮外倾角是由转向节的结构确定的，设计时使转向节轴颈的轴线与主销轴线的夹角上面大于90°，下面小于90°。9.3.3转向车轮外倾前轮外倾角车轮安装在车桥上，两前车轮的中心平面不平行，其前端略向汽车内侧倾斜，这种现象称为前轮前束。两前轮后端距离A大于前端距离B，其差值A-B称为前轮前束值，如图所示。前轮前束的作用是消除因车轮外倾所造成的不良后果，保证车轮不向外滚动，防止车轮侧滑和减轻轮胎的磨损。前轮前束值可以通过改变转向横拉杆的长度来调整。因为斜交轮胎的胎面和胎肩容易产生较大的变形，从而产生较大的外倾推力，所以，斜交胎采用的车轮前束值大于子午线轮胎所采用的车轮前束值。9.3.4前轮前束前轮定位是保证汽车操纵稳定性的关键，还影响制动过程中汽车方向的稳定性和轮胎的耗损。转向系、前桥、悬架乃至车架的故障都会影响前轮定位的准确性，造成汽车操纵性能变差。因此，前轮定位的检查与调整是汽车总装后一项极为重要的作业。汽车二级维护时必须检查调整前轮定位。9.3.5前轮定位调整1．整体式车桥前束的调整整体式车桥车轮定位中的主销内倾、前轮外倾完全由前桥结构来保证，是不可调的，而主销后倾多数由前钢板弹簧在空载状态下的弧度或由钢板弹簧与前轴间的楔形垫铁保证，一般情况下也不能调整，只有前束可以通过旋转横拉杆进行调整。前轮前束的调整方法如下：①检查调整好前轮、转向系各配合间隙。检查两侧前轮轮胎气压、气压差以及平衡性能，应符合原厂规定。检查主销后倾、主销内倾和前轮外倾值，应符合原厂规定，否则，应进行修理，修复后方能准确地调整前轮前束。②确定两前轮上的同名点。检查前束时，必须测量两前轮上位置相同完全对称的两个点之间的距离，两个点简称“同名点”。同名点选择必须符合原厂规定，多数制造厂规定同名点在轮胎的中线上，也有少数厂家规定的同名点处在两轮胎内侧胎体或外侧胎体上，还有的规定同名点在轮辋内侧边缘上。车辆左、右同名点的离地高