底盘课件-第八章车架与车桥

第八章车架与车桥 8 1车架的构造 8 2转向桥与转向驱动桥 8 3转向轮定位 8 1车架的构造 一 车架的功用和要求 1 安装汽车各种总成部件 并使他们保持正确的相对位置 2 承受来自车上和地面的各种静 动载荷 要求 1 满足汽车总体布置的要求 2 具有足够的强度和刚度 且其质量应尽可能小 3 要求车架结构尽可能简单 并有利于降低汽车质心和大的转向角 二 车架的类型和构造 1 独立车架独立车架按其结构形式可分为 边梁式 X轿车车架箱型断面的车架 梯形车架平台式 中梁式综合式等几种 2 承载式车身 即其车身兼作车架作用 现代轿车绝大多数采用承载式车身 这种车身也称为无梁式车架 8 2转向桥与转向驱动桥 车桥可以分成转向桥 驱动桥 转向驱动桥和支持桥等类型 一 转向桥转向桥可以与非独立悬架相配 也可以与独立悬架相配1 与非独立悬架匹配的转向桥汽车非独立悬架转向桥主要由前梁 转向节 转向主销等几部分组成 2 与独立悬架匹配的转向桥独立悬架采用的断开式转向桥 如图轿车的转向桥与前悬架 减振器加速振动的衰减 提高行驶平顺性 上摆臂和上球头销不可拆 靠弹簧自动调整间隙 下摆臂和下球头销可拆 靠垫片调整间隙 属于无主销式转向节 二 转向驱动桥主要用于一些轿车与全轮驱动的汽车的前桥上 它既作为转向桥 也作为驱动桥使用 如图所式 8 3转向轮定位 一 概述 要想保证汽车在行驶中的安全与舒适 汽车的四个车轮并不是垂直于地面的 必须考虑许多因素来确定车轮与地面的角度 即车轮定位 所谓转向轮定位 就是汽车的每个转向轮 转向节和车桥与车架的安装应保持一定的相对位置 通常车轮定位主要指前轮定位 但现代大多数轿车 由于速度快 对行驶稳定性有更高的要求 除前轮定位外 还需要后轮定位 即四轮定位 二 前轮定位参数 前轮定位参数有四个 主销后倾 主销内倾 前轮外倾 前轮前束主销后倾定义 当汽车水平停放时 在汽车的纵向垂面内 主销上部向后倾斜一个角度r 称为主销后倾角 作用 保证汽车直线行驶的稳定性 即在动态下车轮有自动回正作用 且车速越高 回正作用越大 分析 当汽车直线行驶时 若转向轮偶然受到外力作用而稍有偏转 例如向右偏转 如图中箭头所示 将使汽车行驶方向向右偏离 这时由于汽车本身离心力的作用 在车轮与路面接触点b处 路面对车轮作用着一个侧向反作用力Y 反力Y对车轮形成饶主销轴线作用的力矩M F L 其方向正好与车轮偏转方向相反 在此力矩作用下 将使车轮回复到原来中间位置 从而保证汽车能稳定地直线行驶 故此力矩称为稳定力矩 回正力矩 但此力矩也不宜过大 否则在转向时为了克服此稳定力矩 驾驶员须在转向盘上施加较大的力 即所谓转向盘沉重 因稳定力矩的大小取决于力臂l的数值 而力臂又取决于后倾角r的大小 因此 为了不使转向盘沉重 主销后倾角r不宜过大 现在 一般采用不超过2 3 的后倾角 现代高速汽车由于轮胎气压降低 弹性增加 因采用扁平低压胎 轮胎变形增加 而引起稳定力矩增加 因此r可以减小至或接近于零 甚至为负 安装时予以保证 一般不可调 主销内倾定义 当汽车水平停放时 在汽车的横向垂面内 主销轴线与地面垂线的夹角 为主销内倾角 作用 自动回正作用 尤其是在静态下 转向轻便分析 如图汽车在直线位置 当车轮转过一个角度 车轮轴线就离开水平面往下倾斜 致使车身上抬 势能增加 这样汽车本身的重力就有使转向轮回复到原来中间位置的效果 让我们看一看极限情况 即转向轮转到相反一面 车轮轴线下倾最多 图中车轮陷入了路面以下 而车轮是不可能陷入路面以下 所以只能是车身抬高一些 由于主销内倾 使得主销轴线与地面的交点到车胎中心线的距离减小 从而减小了转向阻力矩使转向轻便 但距离值也不宜过小 即 过大 否则转向时 车路绕主销偏转会产生较大的滑动 增加了车轮与路面的摩擦阻力 反而造成转向沉重 角一般不大于8 但有些车为了提高行驶稳定性和制动稳定性 其主销内倾角均较大 如奥迪100型轿车14 2 天津夏利7100型轿车12 30 C为40 60mm设计上予以保证 平时不可调 前轮外倾 定义 在汽车的横向平面内 前轮中心平面向外倾斜一个角度 称为前轮外倾角 前轮外倾角的作用是 1 防止车轮出现内倾 2 减少轮毂外侧小轴承的受力 防止轮胎向外滑脱 前轮外倾 3 便于与拱形路面接触 分析 1 A 若轮胎内倾 路面垂直反力F产生的分力F2向外 增加了轮胎脱出的可能性 说明汽车超载是很危险的 它会大大增加轮胎内倾的可能性 造成轮胎甩出 B 轮胎垂直于地面 路面垂直反力F 不产生分力 说明 汽车要按规定装载 因为有了前轮外倾 汽车满载后 轮胎基本上垂直于地面 C 只有轮胎外倾 路面垂直反力F产生的分力F2向内 使得轮胎紧紧靠在转向节上 提高了轮胎的工作安全性 说明 主要针对于普通斜交胎 2 有了前轮外倾 使距离进一步减小 利于转向轻便 3 在公路上行车 一般开车爱走中间 前轮外倾能适应路拱需要 角一般1 左右 不宜过大 否则 轮胎偏磨损严重 设计上予以保证 平时不可调 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 分析 车轮有了外倾角后 在滚动时就类似于滚锥 从而导致两侧车轮向外滚开 由于转向横拉杆和车桥的约束车轮不致向外滚开 车轮将在地面上出现边滚边向内滑的现象 从而增加了轮胎的磨损 为了避免这种由于圆锥滚动效应带来的不良后果 将两前轮适当向内偏转 即形成前轮前束 前束值是靠人工调整的 通过检查A和B的距离相减 对照不同车型的前束值 不符应调整 通过横拉杆调整 三 后轮定位参数为了防止高速行车出现 激转 及自动转向现象 在结构设计上应确保汽车具有不足转向特性 汽车后轮具有一定程度的外倾角和前束 可提高行驶的稳定性 后轮外倾角为了对载荷进行补偿 采用独立后悬架 的大多