车桥结构原理介绍.ppt

一、汽车前、后桥总成构造与原理,目 录,一、车桥功用和分类 二、转向桥构造 三、驱动后桥构造,车桥(也叫车轴)是汽车底盘行驶系的重要组成部分，我们把发动机比做汽车的心脏，那么车桥就是汽车的两条腿。车桥通过悬架和车架（或承载式车身）相连，两端安装汽车车轮。其功用是传递车架(或承载式车身)与车轮之间各方向作用力及其力矩。 根据悬架结构不同，分整体式和断开式两种：整体式车桥有如一个巨大的杠铃，中部为刚性的实心或空心梁，两端通过悬架系统支撑着车身，通常与非独立悬架配合，一般应用在中重型货车和客车上；断开式车桥象两把雨伞插在车身两侧，再各自通过悬架系统支撑车身，只能与独立悬架配用，一般用在轿车和轻型客车上。,一、车桥的功用和分类,根据车桥上车轮的作用不同，车桥也分成转向桥、驱动桥、转向驱动桥和支承桥四种。其中转向桥和支承桥都属于从动桥。大多数货车采用前置后驱动（FR），大型客车则采用后置后驱动（RR），因此前桥作为转向桥，后桥（或中桥）作为驱动桥；而一般轿车采用前置前驱动（FF），此时前桥成为转向驱动桥，后桥充当支持桥。至于越野车则是四轮驱动（4WD），前桥为转向驱动桥。 通常我们也根据车桥在整车上的相对位置分为前桥、中桥和后桥。以下就分别介绍汽车前后桥结构。前桥为整体式转向桥，中、后桥为串连式驱动桥，它具有承载能力强，通过性好的特点。,前桥图片,后桥图片,二、转向桥及前轮定位,整体式转向桥的结构基本相同，由两个转向节和一根横梁（轴）组成。故称为整体式转向桥。对应有断开式转向桥，多与独立悬架配合使用。,图例1：转向桥总成分解图（30N-00005）,图例2：转向桥总成剖视图（30N-00005）,1、转向桥结构分解,转向节,前梁,主销,楔形锁销,转向节利用主销与前梁铰接，带有螺纹的楔形锁销将主销固定在前梁拳部的孔内，使之不能转动。,前梁（前轴），主要起承载作用，锻造成型。中间断面为工字形（因此常称为工字梁），这样可保证其质量最小而在垂向平面内的刚度大、强度高；两头略成方形可提高抗扭强度。 中部向下弯曲，可降低发动机位置，从而降低汽车重心，同时还可减小变速箱输出轴与传动轴之间的夹角。 其主要设计参数有板簧中心距、主销中心距、落差及板簧座截面尺寸及主销倾角。,板簧座,主销中心距,板簧中心距,工字断面,方形断面,前梁 30N-01011,转向主销 30N-01021,主销将转向节和前梁铰接在一起，以实现车轮的转动。有实心、空心、圆柱形和阶梯形几种形式。,转向节 30N-01017,俗称羊角，为锻件，其颈部需经淬火。它绕主销相对前梁转动，实现转向。轴径处安装轴承，轮毂绕其转动，实现前进/后退。,轴径安装轴承,左/右转向节臂 30N-01041/01042,也叫梯形臂、横拉杆臂，属保安件，锻件。通过两孔用螺栓与转向节相连，锥孔与横拉杆球销连接，形成转向梯形，实现汽车转向时内外车轮近似绕同一圆心转动，从而减小轮胎磨损。,直拉杆臂 30N-01044,通常称上臂，属保安件，锻件。它通过螺栓固定在转向节上耳上，通过锥孔与直拉杆相连，将转向力矩传到转向节上。 通常安装于左转向节上。方向盘右置时，则安装与右转向节上。,转向节,直拉杆臂,左转向节臂,制动底板,制动底板紧固在转向节的凸缘面上。,在左转向节的上耳处安装着转向直拉杆臂，后者与转向直拉杆相连；转向节的下耳处安装着与转向横拉杆相连的转向梯形臂（转向节臂）。,直拉杆臂,转向横拉杆总成 33N-03050,横拉杆通常为冷拔钢管，两头通过左右接头与左右转向节臂相连，形成转向梯形，实现左右车轮同时转向并保持内外转角的合理匹配。同时，通过旋转横拉杆调节其总成长度完成前束的调整。,横拉杆,接头总成,左右接头结构相同，但与横拉杆旋装的螺纹旋向相反，球销上端与梯形臂锥孔相连，可绕球心作一定范围内的摆动。,（1）主销内倾角是指在横向平面内主销上部向内倾斜的一个角度y。一般为5-8，它使主销轴线与路面的交点至车轮中心平面的距离e（即主销偏移距）减小，从而可减小转向时需加在方向盘上的力，使转向轻便；它还使车轮转向时不仅有绕主销的转动，还伴随有车轮轴及前梁向上的移动，当方向盘松开时，所储存的上升位能使转向轮自动回正，保证了汽车直线行驶的稳定性。,2、车轮定位参数,（2）车轮外倾角是指车轮在安装时，其轮胎中心不是垂直于水平面，而是向外倾斜一个角度a。约为0.5-1.5，它可避免汽车重载时车轮产生内倾，同时和拱形路面相适应。 （3）主销后倾角是指在在纵向平面内主销上部向后倾斜一个角度B。通常在3以内，它使主销轴线与路面的交点位于轮胎接地中心之前，该距离K称为后倾拖距。这时，汽车转向引起的离心力使路面对车轮作用着一阻碍其侧滑的侧向反力，使车轮产生绕主销旋转的回正力矩，保证了汽车有较好的直线行驶稳定性。,（4）前束：为了消除汽车行驶时因车轮外倾导致的车轮前端向外张开的不利影响（具有外倾角的车轮滚动犹如滚锥），可使车轮安装时两前轮中心平面不平行，且左右轮前面轮缘间的距离A小于后面轮缘间的距离B，使车轮每一瞬时的滚动方向是向着前方，前束即B-A，一般汽车约为3-5mm。,3、前制动器 3501N-010/020,车轮制动器为行车制动，有鼓式和盘式之分。图示为鼓式制动器，采用S形凸轮配滚轮的张开机构使蹄片轴张开，也有的采用楔形张开机构，有气刹和油刹两种。,制动蹄带摩擦片、滚轮总成 3501N-085/185 由摩擦片和蹄片轴铆接 而成，经凸轮张开后其外圆表面与制动鼓内圆表面压紧，产生摩擦制动力距。,制动底板 3501N-026/126,制动器通过它固定在转向节凸缘上，有冲压和铸造底板两种。,凸轮轴 3501N-041/042,头部为S形，另一端花键与制动调整臂连接，在气室推杆的作用下旋转一个角度，使蹄片轴向外张开，实现制动。楔块式制动器凸轮头部则为楔形。,制动调整臂,为汽车刹车间隙调整装置，蜗轮的内花键与凸轮轴的外花键配合，当制动器摩擦片磨损时，转动蜗轮、蜗杆副，带动凸轮转动一定角度，可调整制动器的预留间隙至要求值，分自动和普通两种。,蜗杆,蜗轮,轮毂制动鼓总成,为旋转组件，应保证一定的动平衡量，避免汽车高速行驶时产生摆动，同时，也是重要的刹车组件和散热件。刹车鼓的位置有外包和内置式两种，图示为内置式。,轮毂制动鼓总成分解图,前轮毂,通过两轮毂轴承支撑在转向节上，并在其上转动。十个螺栓孔分别连接车轮和制动鼓。,前制动鼓,内圆表面有较高跳动量要求，通过它与张开的摩擦片产生摩擦力距，实现行车制动。同时，可将车轮产生的热量向外散发，有制动盘和制动鼓两种形式。,前支架,耳部通过两螺栓固定制动气室。其本身固定在转向节上，一般固定在制动底板上。,制动气室,制动气室是执行装置，其作用是将进入膜片腔的高压气体经推杆总成转换成机械能而输出，传递给制动调整臂。弹簧腔为刹车后的回位机构。,弹簧腔,膜片腔,推杆总成,压缩空气,推杆推出,气室爆炸图,外壳,弹簧,卡箍,膜片,外壳盖,盘,三、驱动后桥,驱动桥由主减速器、差速器、半轴和驱动桥壳等几部分组成，其功用是将万向传动装置传来的发动机转矩传给驱动车轮，实现降速并增大转矩。半轴是差速器与驱动轮之间传递扭矩的实心轴，其内端一般通过花键与半轴齿轮连接，外端与轮毂连接。桥壳是安装主减速器、差速器、半轴、轮毂和悬架的基础件，主要作用是支承并保护主减速器、差速器和半轴等。同时，它又是行驶系的主要组成件之一，和从动桥一起承受汽车质量使左、右驱动车轮的轴向相对位置固定汽车行驶时，承受驱动轮传来的各种反力、作用力和力矩，并通过悬架传给车架。,驱动后桥总成图,减速器总成,2402X-010,制动器总成,3502X-015,后桥壳总成,2401X-010,35X-02066,制动毂轮毂总成,后桥分解图,后桥解剖图,后桥动力传动示意图,发动机传动轴中桥贯通轴-后桥输入端 突缘后桥主动锥齿轮 | 后桥从动锥齿轮-后桥差速器-左右半轴-左右轮端,后桥壳总成,后桥壳总成主要由桥壳半壳、轮毂轴管、钢板弹簧导向座、滑板、上推力杆支架、下推力杆架、加强圈、后盖等组成。桥壳是安装主减速器、差速器、半轴、轮毂和悬架的基础件，起着支承并保护主减速器、差速器和半轴的作用。同时，它又是行驶系的主要组成件之一，和从动桥一起承受汽车重量，使左、右驱动车轮的轴向相对位置固定。汽车行驶时，承受驱动轮传来的各种作用力及反力力矩，并通过悬架传给车架。,加强圈,2401X-025,轮毂轴管,2401X-021,上推力杆支架,2401X-037,后盖,2401X-031,钢板弹簧导向座,2401X-045,下推力杆左支架,2401X-035,下推力杆右支架,2401X-036,桥壳,2401X-016,三角板,2401X-017,2401X-017,2401X-042,滑板,后桥主减速器总成,后桥主减速器是后桥的主要构成部分，由主锥总成、主减速器壳及差速器轴承盖总成、锥齿轮差速器总成组成，主减速器中的主从动齿轮起着减速和改变传动力方向的作用，它影响着整个车桥的质量和使用寿命，是车桥的两个关键部件,也是易损件。,后桥主锥总成,锥齿轮差速器总成,主减速器壳及差速器轴承盖总成,后桥主减速器分解图,后桥主减速器剖开图,主锥总成,2402X-025,后桥主动锥齿轮,2402X-069,O型圈,2402X-131,调整垫片-锥齿轮前侧,2402X-161,调整垫片,2402X-036,轴承盖,2402X-065,突缘总成,2402X-060,油封,2402X-071,平垫圈,2402X-072,六角开槽螺母,Q500B0860,开口销,27315E,后轴承,27315E,前轴承,2402X-033,轴承,锥齿轮差速器总成,2402X-026,后桥从动锥齿轮,2402X-317,锥齿轮差速器左壳,2402X-318,锥齿轮差速器右壳,2402X-335,半轴齿轮,2402X-331,十字轴,2402X-345,行星齿轮,7520E,轴承,减总爆炸图,后桥轮毂制动毂总成,轮毂制动毂总成由轮毂、制动毂、齿圈、密封圈、螺栓组成，根椐轮毂和制动毂的配合形式不同而分为内置式和外包式两种，轮毂制动毂总成外接轮辋和轮胎。,31X-04080,轮毂油封,31X-00011,齿圈,31X-04015,轮毂,35X-02075,制动毂,后桥刹车器总成,后桥左刹车器,后桥右刹车器,我公司系列产品主要使用鼓式制动器，它主要由底板、制动蹄、促动机构（油压促动机构为分泵、油管、轮缸，气压为气室、调整臂、凸轮）、定位肖和回位弹簧组成。制动时，促动机构促使制动蹄片张开与制动鼓内壁接触，利用蹄片与制动毂间的摩擦阻力实现刹车。,3530X-001,制动气室,35X-02029,气室支架,3502X-041,S凸轮,防尘罩,3502X-022,3502X-101,制动蹄总成,3502X-132,蹄片轴,二、前、后桥的一些安装调整方法,一、 车轮前束的调整 1) 用千斤顶将前轴顶起，并用支架支撑起来，确保轮胎离开地面。 2) 轮胎面中心画上箭头，每个轮胎的胎面上画出中心线。 3) 把转向轮固定在车辆直行位置上。 4) 在前轮的前方，将前束量具与前轴平行放置（分别指向左右前轮) 。 5) 将前束量具的指针顶放在与转向轴头轴线的高度位置。 6) 分别把指针对准左右两轮胎的中心线，记下量具的读数。假设量具的读数为“A”。 7) 使用上述（5) 和（6) 相同的方法，将量具移到前轴后方，指针对准左右两轮胎的中心线，记下量具的读数。假设量具的读数为“B”。 注意：此项测量时，应该将轮胎转动180度，两次测量部位应该处于同一位置。 8) 用B减去A，就可以得到前束值。,1) 如果测量出的前束值与技术参数不符，放松横拉杆接头夹紧螺栓和转动横拉杆，直到获得正确的前束值。 前束值：03 mm（参考） 2) 前束调整完后，拧紧卡箍螺栓及螺母。 拧紧力矩：40-50 N.m,二、气室推杆与调整臂角度的检查；,1) 左右气室推杆与调整臂的角度应一致，以保证制动时左右制动力的一致； 2) 当处于最大制动状态时，气室推杆与调整臂的角度应为90，保证最大的力矩。 调整:若不符合，可通过旋转气室推杆上的U型叉进行调整： 1) 脱开气室推杆与调整臂的连接； 2) 松开锁紧螺母，旋转U型叉直至长度符合要求； 3) 拧紧锁紧螺母，连接气室推杆与调整臂；,三、制动间隙的调整,1) 用扳手顺时针转动调整臂蜗杆的六方头，直至转不动为止，这时制动摩擦片和制动鼓接触（此时用手转动轮子，轮子应转不动) 2) 逆时针转动该蜗杆六方头270度（转动力矩较大，会听到咔咔声) ，目的是确保制动鼓与制动器摩擦片的间隙（此时用手转动轮子，轮子应能转动且无卡滞) 。 若为自动调整臂则也可用0.75-0.8Mpa的气压反复制动40-50次左右,使其自动调整至该范围。 注意:同一车轮最大与最小间隙的差值0.3mm。,四、 ABS的检测、调整；,1) 将电工万用表打在交流档，电压量程档20V以内。 2)检查:将万用表的检测探针插入传感器的输出接线端子内，转动轮毂，速度30r/min，此时若电压信号0.2V, 说明ABS传感器工作正常; 若电压信号0.2V，说明ABS传感器与齿圈间隙过大，应调整至0.7mm以内； 3) 同时还应当细致观察：瞬间最大电压U1与瞬间最小电压U2之比应小于2.5，否则，即使平均电压0.2V,也说明齿圈安装偏摆,跳动超差,必须重新安装齿圈。 注意：检测满足以上两项要求才算合格。,五、 前轮毂预紧力的调整,轮鼓轴承调整后，在汽车行驶头10KM内应注意轮鼓的温度，如有发热现象，说明轴承调得过紧，须重新调整，调整方法如下： a) 装上转向节减磨垫片； b) 在转动轮毂的同时以150-180Nm的力矩拧紧调整螺母。 C) 松动调整螺母回退大约30，转动制动鼓23圈，使轴承正确就位。 d) 用一根绳子沿车轮螺栓饶1/2圈并用弹簧秤拉上。 e) 沿水平方向拉弹簧秤，使轮毂制动鼓转动90以上，记下弹簧秤的平均读数预紧载荷。预紧力：2050 N f) 使调整螺母的槽与转向节孔对准，穿上开口销，锁止调整螺母38。注意：当预紧载荷额定值不在规定的范围时，更换调整螺母或重新调整，使之预定载荷额定值在规定的范围之内。 在对前桥的装配调整完毕后要对车辆的制动以及转向效果进行路试检查。,前、后桥常见故障的一些处理方法,一、后桥发响 一般是以下原因造成的: (1)驱动桥内齿轮的间隙过小或过大； (2)主、从动齿轮装配不当； (3)齿轮轴承调整不当，及轴承座孔磨损后重新装配不同心； (4)太阳轮和半轴花键磨损，间隙变大； (5)驱动桥壳弯曲变形。 判断及排除办法: (1)行驶中如果中、后驱动桥出现连续的响声，用手摸驱动桥壳，如果有发热现象，可能是缺少润滑油，应停车检查油平面。 (2)如果行驶中出现有节奏的撞击声，一般是由于齿轮的齿隙过大，如果响声严重，应拆检减速器，检查齿轮磨损情况，如磨损严重应更换。 (3)如果在行驶中，响声随车速的提高而变大，滑行时声音小或消失，多半是轴承磨损和齿隙变化所致，应拆检更换轴承，调整齿隙。 (4)车辆在转弯行驶中，驱动桥出现响声，多半是差速器行星齿轮齿隙过大，半轴齿轮键槽和半轴齿磨损过甚，应拆卸，更换差速器行星齿轮和行星齿轮垫及半轴齿轮、半轴齿轮垫。 (5)如果行驶中突然发生异常的声响，多数是齿轮打坏，轴承散架。,二、半轴油封漏油,主要原因有以下几点： (1)驱动桥减速器内加油过多，油面超过正常的高度。 (2)驱动桥减速器通气孔堵塞，行驶时，油温升高，压力上升，油被挤出，造成油封损坏。 (3)油封变质老化，失去密封作用。 (4)油封安装不正。 (5)油封和半轴套管安装过松；半轴油封质量不好，尺寸不符。 (6)半轴轴颈磨损，尺寸变化。 (7)轮毂轴承松动，减速器轴承松旷，半轴上下抖动。 为了有效地防止半轴油封漏油，应做到以下几点： (1)每次换油，油应和要求油平面一样齐； (2)每次一级保养，均拆卸减速器通气孔清洗； (3)换用合格的半轴油封，建议使用配套厂生产的油封； (4)应正确安装油封，避免碰、刮； (5)二级保养检查轮毂轴承的紧度，使之不松动； (6)对老化油封及时更换。,三、轮鼓发热 轮鼓发热一般是轮鼓轴承预紧力过大，这一般发生在保养之后。在保养中没有按照规定要求扭紧轴头花帽，轴头花帽扭紧力矩过大使轴承的预紧力过大所致。应当按规定要求重新装配轮鼓。轮鼓轴承变形、损坏当然也造成轮鼓过热。 四、后轮磨轮胎 后轮磨轮胎有几种可能：轮胎钢圈变形、轮鼓轴承松旷、以及后桥错位都会造成磨轮胎的故障。而后桥错位一般是钢板中心螺丝断造成的。,五、制动鼓发热,造成制动鼓过热的因素较多，有制动机械部分的问题，也有制动控制气路系统的问题。 首先应注意检查在制动后，制动分室是否能迅速回位。如果制动气室不能回位或回位缓慢，可将气室推杆与制动调整臂拆离，再检查气室制动是否回位迅速，如果回位仍然缓慢，显然故障在制动气室及制动控制气路。如果气室与调节臂拆离后，明显回位顺畅，则应检查制动凸轮轴转动是否灵活。制动凸轮轴弯曲变形、轴衬套严重缺油或者制动凸轮轴支架变形错位，都会引起制动回位不畅从而使制动鼓过热的故障。 制动蹄回位弹簧折断或者松驰，不仅会使制动鼓过热，而且会产生摩擦的噪音。正常行驶时，制动摩擦片与制动鼓之间应有一定的间隙(一般在08毫米)，间隙过大会影响制动效果，间隙过小会产生过热。 因此制动鼓本身散热条件较差，频繁的制动会很快使制动鼓过热，严重时甚至将轮胎气咀烧损造成轮胎漏气。因此常在山区行驶的汽车在长距离下坡行驶时，应提倡使用发动机排气制动减速，尽量避免频繁使用行车制动。防止制动鼓过热。,六后桥传动异响,行驶中如果突然发生后桥减总异响，则应立即停驶进行检查。因为这种异响往往是零件损坏的表现。 差速器支承轴承散架、轴承严重点蚀或磨损、被动齿轮固定螺栓松动或脱落、传动齿轮或差速器齿轮打齿等都会造成严重异响。 如果发生齿轮磨损持续的响声，而且随车速的提高响声逐渐增大，这一般是由于轴承的点蚀、传动齿轮磨损或齿面划伤、点蚀产生的。如果正常行驶没有明显的响声，而在减速撤油时反而明显的噪音，这一般是由于传动齿轮齿背拉伤、点蚀造成的。 汽车在正常直线行驶时没有明显的噪音，在拐弯时明显产生不正常的声音，显然是差速器齿轮损伤或烧损产生的。 如果在更换新主、被动齿轮后产生持续的噪音，而且随车速的提高噪音增大，就应检查主、被动齿轮啮合间隙和齿面接触痕迹是否合格，特别应注意主、被动齿轮是否是配套装配。 桥壳变形也会产生后桥异响，在检查时应预注意。 发现后桥异响，不要再强行行驶，应立即进行拆检。因为轴承的散架、固定螺栓的松动、齿轮的损伤如不急时修理会造成更严重的后果。,七、轻踩制动时前轮发摆 在轻踩制动(部分负荷制动)时前轮发摆，这一般来说是制动鼓失圆，造成两侧车轮在部分负荷制动时产生制动效果不同步，时左刹、时右刹从而造成前轮摆动。此时应该将制动鼓拆卸检查并进行光削修理，轮胎钢圈变形、制动器精度差有时也会产生这种故障。,八、方向沉重,方向沉重的原因有两个方面因素，一方面是前桥转向系统机械部分造成的，另一方面是转向液压助力系统的故障。由于机械部分造成的转向沉重的主要原因是转向主销缺油。长期不保养，不向转向主销内加注润滑脂造成主销与衬套干磨，不仅增大转向阻力，严重时甚至会造成主销与衬套烧结。因此要求在保养中应向转向主销中加注润滑脂，般来讲应该将前桥顶起，用黄油枪向安装在凸轮轴座上的黄油咀注油，直到工宇梁与销孔上、下平面挤出油为止。,九、前轮磨轮胎,磨轮胎的故障响因素较为复杂。前束值不对显然要造成磨前轮胎，钢圈变形、轴头松动，工字梁变形，主销间隙过大等等都会造成磨轮胎的故障。轮胎磨损的型式也多种多样，有的是“推光头”，有的是“啃花纹”，有的是单侧“啃花纹”，有的隔一个花纹啃一下。因此排除轮胎故障是一项复杂的工作，即要考虑前轮定位各项参数变化的作用，又要检查其它方面因素的影响。,十、前轮制动跑偏,制动跑偏有两个方面的因素，方面是左、右制动蹄片间隙不同，使开始投入制动的时间 不同步造成的。另一方面左、右制动蹄片与制动鼓接触面积或由于油污造成接触摩擦力不相同从而产生不同的制动力矩也同样产生制动跑偏，因此当汽车制动跑偏而调整制动蹄片间隙不能解决问题时，就应拆卸制动鼓、制动器进行检查和光磨。,十一、更换制动蹄片的注意事项,在制动摩擦片磨损以后，或者是由于磨损摩擦片表面距铆钉头距离小于05mm，或者是摩擦片表面沾有油污，出现烧蚀、硬化现象，制动摩擦片最小厚度小于6mm时，均应该更换新的制动摩擦片，更换制动摩擦片时应注意以下事项： (1)在铆合新片前，应对制动蹄进行清洗、检查。制动蹄上的铆钉孔如果由于磨损变形，应进行修补并再重新打孔。蹄铁表面凸起部分应进行磨光。 (2)在同一车上的制动摩擦片最好是同一个厂生产的，如果做不到，至少也应保证同一车桥上两车轮制动器上的制动摩擦片是同一个厂生产的，以保证有相同的摩擦系数和良好的制动效能，避免发生制动跑偏的故障。 (3)为了避免制动摩擦片在使用中发生折断和有良好的散热性能，在铆合时应保证摩擦片和蹄铁贴紧，制动摩擦片的曲率应和蹄铁相同。铆合时应用铆枪将制动摩擦片和蹄