项目七 车架与车桥的检修

1学习情景7

车架与车桥的检修本章学习目标1、掌握汽车行驶系的基本组成及功用。2、了解汽车行驶系的受力情况，掌握汽车行驶系的行驶原理。2第二部分汽车行驶系统一、行驶系的分类1.轮式：2.半履带式：3.全履带式：4.车轮-履带式：341）轮式行驶系直接与路面接触的部分是车轮。52）半履带式前桥装有滑撬或车轮，用来实现转向，后桥装有履带，以减少对地面的单位压力，控制汽车下陷，同时履带上的履刺加强了附着力，提高了车辆的通过能力。63）全履带式：行驶系中直接与路面接触的部分是履带的汽车称为履带式汽车。74）车轮-履带式行驶系中直接与路面接触的部分既有车轮又有履带的汽车称为半履带式汽车或车轮一履带式汽车

组成：车架、车桥、悬架和车轮。车架：全车的装配基体，将整个汽车连接成一整体；车轮：安装在车桥上，支承着车桥与汽车；悬架：把车架与车桥连接在一起，减少汽车在行驶中受到的各种冲击与振动。8第10章汽车行驶系概述轮式行驶系9行驶系的组成101）支承汽车的总质量；2）接受由发动机经传动系传来的转矩，并通过驱动轮与地面间的附着作用，产生驱动力，以保证整车正常行驶；3）传递并支承路面作用于车轮上的各种反力及其所形成的力矩；4）尽可能地缓和不平路面对车身造成的冲击，衰减振动，保证汽车的行驶平顺性和与转向系配合保证汽车的操纵稳定性。11车架是连接在各车桥之间形似桥梁一种结构，是整个汽车的安装基础。

(1)车架的功用1）汽车车架俗称“大梁”。其上装有发动机、变速器、传动轴、前后桥、车身等总成和部件。122）车架的功用是支承、连接汽车的各总成，使各总成保持相对正确的位置，并承受汽车内外的各种载荷。3）车架通过悬架装置坐落在车轮上。有的客车和轿车为了减小质量，取消了车架，制成了能够承受各种载荷的承载式车身，即无梁式车身。

(1)车架的功用131.车架的结构首先应满足汽车总体布置的要求。2.要求车架应具有足够的强度和适合的刚度：在承受各种静、动载荷时应不至于被破坏和发生大的弯扭变形。但为了保证汽车在不平路面上行驶的适应性，其扭转刚度又不能过高。（2）车架的要求143.车架的结构形状尽可能有利于降低汽车质心和获得大的转向角，以提高汽车行驶的稳定性和机动性。这一点对轿车和客车更为重要。4.车架结构简单，质量应尽可能小，便于机件拆装、维修；（2）车架的要求目前汽车绝大多数都具有作为整车骨架的车架，车架是整个汽车的基体。结构形式：边梁式、中梁式（或称脊骨式）、综合式和无梁式车架。轿车上常常不设车架，而采用车身兼代车架作用的承载式车身。152．车架的类型与构造16左纵梁右纵梁保险杠发动机后悬支架发动机后悬支架横梁后簧支架横梁组成：两根纵梁和若干根横梁通过铆接或焊接而连成的坚固的刚性构架。特点：边梁式车架的纵梁通常用低合金钢板冲压而成，一般为16Mn。（1）边梁式车架17水平面内或纵向平面内做成弯曲的、等截面或非等截面的。前窄后宽结构、前宽后窄结构和前后等宽结构，还有平行式结构和弯曲式结构。纵梁上还制有很多装置孔，用以安装脚踏板、车身、转向器和悬架总成及其支架。纵梁：181920断面形状：槽形断面、箱形断面、“Z”字形断面和“工”字形断面等几种。21作用：保证车架的扭转刚度和承受纵向载荷、支承汽车上的主要部件，如散热器、发动机、驾驶室、传动轴中间支承、备胎架和钢板弹簧的前后支点处。特点：通常载货汽车约有5～8根横梁。横梁2223作用：前端横梁式保险杠，保护散热器和翼子板等；装饰作用(轿车)。装有挂钩，以便牵引(载货汽车)。铰盘，打滑时自救(越野汽车)。有时要，后端装有拖钩，拖带挂车(载货汽车、大型客车)。保险杠24特点：大多数拖钩通过螺旋弹簧与车架横梁弹性相连，并用加强梁和角撑加固。拖钩可以在车架平面内绕轴销摆动，其上装有防脱装置，牵引时拖钩具有缓冲、转向和防脱作用。保险杠25H型:两根纵梁,若干根横梁特点：纵梁不等高26

只有一根位于中央而贯穿汽车全长的纵梁，亦称为脊骨式车架。（2）中梁式车架27断面可做成管形、槽形或箱形。前端做成伸出支架，用以固定发动机，而主减速器壳通常固定在中梁的尾端，形成断开式后驱动桥。悬伸的托架用以支承汽车车身和安装其他机件。若中梁是管形的，传动轴可在管内穿过。中梁式车架特点28中梁式车架29有较好的抗扭转刚度和较大的前轮转向角，在结构上允许车轮有较大的跳动空间，便于装用独立悬架，从而提高了汽车的越野性；与同吨位的载货汽车相比，其车架轻，整车质量小，同时质心也较低，故行驶稳定性好；车架的强度和刚度较大；脊梁还能起封闭传动轴的防尘罩作用。中梁式车架优点：30制造工艺复杂，精度要求高，总成安装困难，维护修理也不方便，横梁是悬臂梁，弯矩大，易在根部处损坏，故目前应用较少。中梁式车架缺点：31

结构：由边梁式和中梁式车架组合构成。

特点：车架的前段或后段是边梁式结构，用以安装发动机或后驱动桥；而车架的中间段是中梁式结构，其悬伸出来的支架可以固定车身。传动轴从中梁的中间穿过，使之密封防尘。

32（3）综合式车架优点：由于安装门车门槛的位置附近没有边梁的影响，故可使地板的外侧高度有所降低。缺点：中间梁的断面尺寸大，造成地板中部的凸起。另外，不规则的结构增加了车架的制造难度。33（3）综合式车架特点：许多轿车和公共汽车没有单独的车架，而以车身兼代车架的作用，即将所有部件固定在车身上，所有的力也由车身来承受，这种车架称为无梁式车架，也可称为承载式车身。优缺点；这种结构的车身底板用纵梁和横梁进行加固，车身刚度较好，质量较轻，但制造要求高。34（4）无梁式车架（承载式车身）35车身兼代车架式36车身兼代车架式37车身兼代车架式上海桑塔纳、一汽奥迪100、捷达、高尔夫型轿车均为承载式车身。公共汽车及长途大客车，多数采用全金属承载式车身，其中大部分是有骨架式的，而无骨架承载式车身在一部分大客车上也有所采用。38无梁式车架（承载式车身）应用：车桥(也称车轴)通过悬架与车架(或承载式车身)相连接，两端安装车轮。车架所受的垂直载荷通过车桥传到车轮；车轮上的滚动阻力、驱动力、制动力和侧向力及其弯矩、转矩又通过车桥传递给悬架和车架。车桥的作用是传递车架与车轮之间的各向作用力及其所产生的弯矩和转矩。

39404142①通过转向节使车轮可以偏转一定角度以实现转向；②承受垂直载荷和由道路、制动等力产生的纵向力和侧向力及三力所形成的力矩，转向桥必须有足够的强度和刚度；③应具有正确的定位角度与合适的转向角，转向过程中相对运动部件之间摩擦力应该尽可能小；并且保证汽车转向轻便和方向的稳定性。1）功用：43性能要求：强度、刚度大；定位角、转向角正确；质量小。4445464748

2、组成：前轴、转向节、主销、轮毂断面：工字型、管形。提高轴的抗弯强度；两端加粗的拳部有通孔。转向节主销前轴4950512.转向节(steeringknuckle)522.转向节(steeringknuckle)转向节主销前轴53543.主销(kingpin)转向节主销前轴特点：主销的中部切有凹槽，安装时用主销固定螺栓与它上面的凹槽配合，通过带螺纹的楔形销将主销固定在前轴的拳形孔中。使之不能转动。主销与转向节上的销孔是动配合，以便实现转向。55（3）主销564.轮毂(wheelhub)转向节主销前轴5758转向驱动桥59606162转向驱动桥63646566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。所谓车轮定位，就是汽车的每个车轮、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。67转向轮定位：也称前轮定位为保证汽车稳定的直线行驶，转向轮具有自动回正作用，减少轮胎和机件的磨损，应使汽车的前轮、转向节、车桥与车架的安装应保持一定的相对位置。参数：主销后倾、主销内倾、前轮外倾、前轮前束。功用：转向轻便、行驶稳定、减少磨损。正确的前轮定位：可使汽车直线行驶稳定而不摆动；转向时转向盘上的作用力不大；转向后转向盘具有自动回正作用；轮胎与地面间不打滑以减少油耗；延长轮胎使用寿命。68691、主销后倾70视频后倾角↑，车速↑→前轮的稳定性↑，但后倾角↑↑→转向盘沉重，一般采用r<3°。有些轿车和客车的轮胎气压↓，弹性↑（因采用扁平低压胎，轮胎变形增加），行驶时由于轮胎与地面的接触面中心向后移动，引起稳定力矩↑→后倾角↓→零，甚至为负值(即主销前倾)。713）主销后倾产生方法：前轴、钢板弹簧和车架三者装配在一起时，由于钢板前高后低，使前轴向后倾斜而形成。在钢板后部加装锲形垫片而形成后倾。(γ安装时予以保证，一般不可调)7273

特点：主销安装到前轴上后上部略向内倾。定义：在汽车的横向铅垂平面内，主销轴线与铅垂线之间的夹角β。（2)主销内倾74作用：使车轮转向后能自动回正，保持汽车直线行驶的稳定性，且转向操纵轻便。要求：一般在5º

～8º，距离C一般为40～60mm。主销内倾角的形成：由前轴制造时使主销孔轴线的上端向内倾斜而获得的。在非独立悬架的转向桥上，主销内倾角是不能单独调整的。75转向节主销前轴76相同点：都有使汽车转向自动回正，保持直线行驶位置的作用。不同点：主销后倾的回正作用与车速有关，而主销内倾的回正作用几乎与车速无关。高速时主销后倾的回正作用起主导地位，而低速时则主要靠主销内倾起回正作用。直行时前轮偶尔遇到冲击而偏转时，也主要依靠主销内倾起回正作用。77主销后倾和主销内倾的作用关系：

定义：前轮旋转平面上方略向外倾斜，称为前轮外倾。

作用：为了提高转向操纵的轻便性和车轮行驶的安全性。

要求：一般为1度。外倾角也不宜过大，否则也会使轮胎产生偏磨损。78（3)前轮外倾79（A）内倾，F产生的分力F2向外，轮胎脱出的可能性↑。（说明汽车超载是很危险的，轮胎内倾可能性↑→造成轮胎甩出）80分析：1）（B）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）（C）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。）81前轮不倾斜前轮倾斜视频2）有了前轮外倾，使C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。α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。8283（4)前轮前束84a.前轮外倾产生的运动趋势.b.前轮前束产生的运动趋势.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）。8586（A～B）称为前束值一般前束值为0～12mm调节横拉杆来调节车轮前束使用四轮定位仪测量的基本方法在使用定位仪做测量时，一般使用四点式补偿测量法，即在做测量中，按定位仪电脑上的提示将车轮旋转1/4周，提取一个点参数，再旋转1/4周，再提取一个点参数，一个车轮共提取四个点。这样做的好处是比一般定位仪只提取一个点的参数要准确得多。87双桥平行边梁式车架，以钢板弹簧支座上钢板销孔的轴线为基准，构成三个矩形框。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变形。“三段法”优点:其除了定位精度高、测量准确外，还可提高前、后桥的平行度和轴距的准确性。881．车架变形的检修8990

1．车架变形的检修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，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允许误差为3/1000mm，纵梁全长直线度误差不大于1％。(4)纵梁腹面对于上翼面的垂直度公差为腹面高度的1％。91

1．车架变形的检修1)检修车架变形的准备92

车架纵梁直线度的检测93

车架纵、横垂直度的检测94(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。952)两对角线的技术条件(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。

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。其步骤如下：

(1)认真清洁除锈，必须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，可适当降低焊速，以防止产生淬硬组织，配合大电流可提高生产效率。

(7)在环境温度低于0℃条件下焊接，接头周围应预热至100℃。96

2．车架裂纹的焊修97

2．车架裂纹的焊修适用条件：修理车架产生的腐蚀和纵梁腹面上的短裂纹，翼面和腹面过渡处的贯通性裂纹。常用的补块：椭圆形和三角形，可从旧车架上割取。椭圆形补块用于修补腹面上的裂纹，三角形补块修补贯通性裂纹。补孔用氧—乙炔气割而成，割口要求光洁，补块与补孔间隙2—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。983．车架补块的应用993．车架补块的应用

覆板紧贴在纵梁外侧的上冀面和腹面上，用于加强纵梁完全断裂或接近完全断裂处，以加强纵梁局部的强度，与纵梁铆接或焊接。对使用覆板的要求是：

(1)覆板长度在400—600mm范围内，只能覆焊一层，禁止焊多层，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)覆板翼面与腹面的过渡处和纵梁上冀面与腹面的过渡处不能贴合，覆板边缘较纵梁边缘小5mm。

(4)只覆上翼面和腹面，不得覆下翼面。

(5)腹面端面尖角处不得有裂纹。1004．覆板的应用1014．覆板的应用车架纵、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。其要求为：

1)直接将旧铆钉的直径扩大0.5～1mm，换加大的新铆钉。

2)铆钉长度：L=1.1∑δ+1.4d(L——铆钉的长度；∑δ——板料总厚度；d——铆钉的直径)。

3）铆钉质量：

(1)铆接头的飞边不大于3mm(2)铆接头与板料缝隙不大于0.1mm。

(3)钢板弹簧座、拖车钩支座等铆成后，允许与板料局部有缝隙，但不得大于0.3mm。1025．车架的铆接1034．覆板的应用(1)检视转向节轴端螺纹与螺母的配合情况，同时应检查转向节有无损伤或裂纹。检查裂纹最好使用电磁和超声波探伤仪。无该设备时，可采用铜锤敲击法进行检查。

(2)检查转向节主销与衬套的配合间隙。该间隙一般不能超过0.15-0.20mm。一般不解体的检查方法是：将车轮顶起，在前轴上夹持一个百分表，使其触针水平抵住制动底板下部，此时将百分表调到零位。然后放下被顶起的车轮，使其着地，此时百分表中读数的一半就是转向节主销与衬套的配合间隙值。

(3)转向节与前轴的轴向间隙可通过在转向节与前轴间增减调整垫片的方法进行调整。

(4)前轴变形的检验可用试棒和角尺法、拉线法、检验仪等。104

1．转向节、前轴的检查与调整行驶系检测将前轮转向角调到最大的目的是为了获得最小转弯半径，以保证汽车具有良好的通过性能。在没有仪器的情况下，可用简易的方法进行检查。

1)检查方法

(1)将前桥顶起，使前轮处于直线位置。

(2)左右轮胎下面垫一块木板和白纸(固定在板上)，将木尺紧靠轮胎外边缘，用铅笔在纸上划出车轮平行的直线，再把转向盘向右转到底，划出第二条线，然后用量角器测量出右转向角。

(3)用同样的方法检查左轮的左转向角。1052．前轮最大转向角的检查和调整2)调整方法经测量转向角不符合规定时，可旋出或旋入转向节上的转向角限位螺栓，或转动转向节壳上的一个调整螺栓进行调整，调整完毕后，必须旋紧锁紧螺母。转向角最简易检查调整方法是：将转向盘向左或向右打到底，前轮胎不与翼子板、钢板、直拉杆等机件碰擦，并有8-lOmm的距离为合适。各种车辆不同的转向角，从既能保证转向的灵活性，又能保证轮胎不与其它机件碰擦而予以规定。1062．前轮最大转向角的检查和调整

车轮应能灵活的在轮毂轴承上旋转而无卡滞，轴向松动量不能过大或过小。过大，是由于车轮轮毂轴承间隙过大或转向节衬套磨损产生的；轴向松动量过小，使车轮旋转卡滞发热。检查时，应先调整车轮轮毂轴承间隙。用千斤顶将车轮顶起，拆去前轮毂盖，搬开锁片，拧下锁止螺母，取下锁片与锁止垫圈。如东风EQl091型汽车用147-196N·m(15-20kgf·m)的力矩拧紧调整螺母，同时向前后两方向转动车轮，使轴承的圆锥形滚柱正确的座于轴承圈的锥面上。然后，反方向旋松调整螺母约1-2个锁紧垫片的孔位，使调整螺母上的止动销与销环上的邻近孔相重合，再装上锁紧垫圈与锁紧螺母。按与拆装相反的顺序装复零件，拧紧并用锁片锁住螺母。汽车行驶一段路程后，用手摸试前轮毂，如有过热现象，需要重新调整前轮轮毂轴承的松紧度。1073．前轮轮毂轴承的调整前束测量方法：

(1)轮胎按规定气压充气，轮毂轴承间隙调整符合规定后，将被测汽车停置在平坦场地上，并使左右转向车轮呈直驶位置。

(2)用千斤顶支起转向桥，在胎冠表面以粉笔涂敷，转动车轮用金属划针画出胎冠中心线。

(3)放松千斤顶，使转向车轮着地(此时左右转向车轮仍应保持直驶位置)。108４．前束的检查与调整(4)将指针式前束尺置于被测量车轮的前方，尺杆与车桥平行，调整两指针使尖端距离地面垂直高度等于被测车轮的半径值，并使两指针分别指正被测车轮的胎冠中心线处，调整前束尺的刻度使之对准零位。

(5)将前束尺移至被测车轮的后方，调整前束尺长度，使两指针分别指向车轮的胎冠中心线，此时，标尺上的读数即为被测车轮的前束值。109４．前束的检查与调整110４．前束的检查与调整111４．前束的检查与调整112113对有的前束值不大的车型的车轮前束均为2～4mm，这样小的数值，是应用精度高的仪器来测定。前束的调整方法：调整时汽车应停在平整场地上，顶起前轴，使车轮处于直线行驶位置，松开横拉杆上的卡箍螺栓，用管钳转动横拉杆用以改变横拉杆的长度的方法即可调出所需的前束数值。调整好后，将卡箍螺栓拧紧。114４．前束的检查与调整前驱车和独立后悬架车，若后轮定位不当，仍然会有不良的操纵性和轮胎早期磨损。为了防止高速行驶时汽车出现的“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。汽车后轮外倾角和前束可使后轮获得合适的侧偏角，提高高速行驶的操纵稳定性。115２.四轮定位作用：后轮外倾角也对轮胎磨损和操纵性有影响，得到最佳的牵引性能和操纵性能。特点：非静态，它随悬架的上下移动而变化。加载--外倾角改变。116（1)后轮外倾角117影响因素：载荷补偿。滑柱筒破坏或错位、滑柱弯曲、上控制臂衬套破坏、上控制臂弯曲、弹簧压缩或悬架过载--负外倾角。转向节弯曲、下控制臂弯曲--外倾角过大。转矩过大、严重超载或道路损坏--后桥壳也会变弯。118（1)后轮外倾角作用：前束不当，后轮轮胎也会被擦伤，另外还会引起转向不稳定及降低制动效能。(对于防抱死制动系，切记此点)。特点：非静态量。影响因素：悬架摇动和反弹、滚动阻力和发动机转矩。要求：前驱动-前轮前束，后轮负前束；后驱动相反。119（2)后轮前束视频几何中心线和推力线重合①车轮中