《汽车底盘构造与检修》-2.1车架与车桥故障检修

1.车架1）．车架的作用就像人的身体由骨架来支撑一样，汽车也必须有一幅骨架，这就是车架。除了普通轿车和部分大客车外,现代大多数汽车都有起着骨架作用的车架,它承担着两个重要的任务：一是作为支承连接汽车各总成零件的安装基体,承受车内外的各种静载荷，主要是汽车自身零部件的重量；二是在汽车极为复杂的行驶工况中，承受动载荷作用，包括行驶时所受的冲击、扭曲和惯性力等。1.车架2）．车架的类型现有的车架种类有边梁式、中梁式、综合式及承载式等。（1）边梁式车架由两根位于两边的纵梁和若干根横梁组成，用铆接法或焊接法将纵梁与横梁连接成坚固的刚性构架。边梁式车架根据汽车总体结构布置的需要，可制成前宽后窄，前窄后宽，前后等宽等形式（如图2-1所示）。载重汽车大多采用前后等宽式，这是为了简化制造工艺，避免纵梁宽度转折处应力集中，提高车架的使用寿命。图2-1边梁式车架的结构形式a）货车车架b）轿车车架1-保险杠2-挂钩3-前横梁4-发动机前悬横梁5-发动机后悬置右（左）支架和横梁6-纵梁

7-驾驶室后悬置横梁8-第四横梁9-后钢板弹簧前支架横梁10-后钢板弹簧后前支架横梁11-角撑横梁组件12-后横梁13-拖曳部件14-蓄电池托架1.车架（2）中梁式车架由一根位于中央贯穿前后的纵梁和若干根横向悬伸托架组成，也称脊骨式车架。如图2-2所示，中梁的断面可做成管形或箱形，传动轴由中梁内孔通过。纵梁的前端做成叉形支架，用来安装发动机。主减速器壳固定在中梁的尾端。中梁式车架质量轻、重心低、刚度和强度较大、行驶稳定性好，而且车轮运动空间足够大，前轮转向角大，便于采用独立悬架系统，适用于闭式传动轴。但这种车架制造工艺复杂，精度要求高，维护不便。图2-2中梁式车架的结构形式1.车架（3）综合式车架综合式车架（如图2-3所示）是综合边梁式车架和中梁式车架的结构特点形成的。纵梁前后段类似边梁式结构，用以安装发动机；中部采用中梁式结构，传动轴从中梁管内通过。由于安装门车门槛的位置附近没有边梁的影响，故可使底板的外侧高度有所降低。缺点是中间梁的断面尺寸大，造成底板中部的凸起。另外，不规则的结构增加了车架的制造难度。图2-3综合式车架的结构形式1.车架（4）承载式车架许多轿车和公共汽车没有单独的车架，而以车身代替车架，主要部件安装在车身上，称为承载式车身（如图2-4所示）。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。图2-4承载式车架的结构形式2.车桥1）.车桥的概述（1）车桥的作用汽车车桥又称车轴,通过悬架与车架或承载式车身相连接,两端与左右车轮连接。它的基本作用是：安装车轮和悬架；传递车架与车轮之间的各种作用力。为实现上述功用,车桥必须满足以下要求：有足够的强度和刚度；传力可靠；保证悬架和车轮安装定位等。2.车桥（2）车桥的分类根据悬架结构型式，车桥可分为非断开式和断开式两种，如图2-5所示。图2-5转向桥的分类a）非断开式b）断开式2.车桥2）．转向桥转向桥利用其轴端起铰链作用的转向节，使车轮在一定的偏转角度范围内实现汽车的转向。它除了承受汽车上下颠簸产生的垂直载荷外,还承受驱动、制动和转弯行驶时产生的纵向力和横向力,以及这些力引起的力矩。由于转向桥大多位于汽车的前部,因此也常被称作前桥。图2-6转向桥的构成1-制动鼓2-轮毂3-轮毂轴承4-轮毂轴承5-转向节6-油封

7-衬套8-调整垫片9-转向节臂10-主销11-推力轴承12-前轴2.车桥①转向节转向节是由上、下两叉和支承轮载的轴构成，两叉制有安装主销的同轴孔，孔内压入青铜套或尼龙衬套，在衬套上开有润滑油槽。转向节轴上存两道轴颈，内大外小，用来安装内外轮毂轴承（如图2-7所示）。靠近两叉根部有呈方形的凸缘，其上的通孔用来固定制动底板。一般在左、右转向节的下叉上各有一个带键槽的锥孔，分别安装左右梯形臂，在左转向节的上叉上也有一个带键槽的锥孔，用以安装转向节臂。

图2-7转向节周边结构1-主销2-转向节臂3-前桥4-转向节2.车桥②前轴前轴是由钢材锻造而成，一般采用工字形断面，两端略成方形，前轴中部向下凹，两端向上翘起呈拳形，其中有通孔，主销插入孔内可将前轴与转向节铰接。如图2-8所示，前轴上平面有两处用以支承钢板弹簧的加宽面，其上钻有安装U形螺栓的通孔和钢板弹簧定位坑。

图2-8前轴2.车桥③主销主销的作用是铰接前轴与转向节，使转向节绕着主销摆动以实现车轮转向。常见的主销型式有实心圆柱形、空心圆柱形、圆锥形和阶梯形四种，主销中部一般都切有四槽（如图2-9所示），通过带螺纹的楔形销将主销固定在前轴拳部孔内，使之不能转动。

图2-9主销2.车桥④轮毂轮毂用于连接制动鼓、轮盘和半轴凸缘，它通过内外两个圆锥滚柱轴承装在转向节轴颈上。轴承的松紧度可通过调整螺母加以调整，调整后用锁紧垫圈锁紧。在轮载外端装有端盖，以防止泥水和尘土浸入；内侧装有油封、挡油盘，以防止润滑油迸人制动器。

轮毂2.车桥3）.转向驱动桥转向驱动桥有一般驱动桥具有的主减速器、差速器和半轴等，也具有一般转向桥所具有的转向节和主销等。为了满足既能转向又能驱动的需要，与车轮相连的半轴必须分成两段；与差速器相连的内半轴和与轮毂相连的外半轴，两者之间用等速万向节连接，转向驱动桥的结构如图2-10所示。

图2-10转向驱动桥结构示意图1-转向节轴2-外半轴3-轮毂4-轮毂轴承5-转向节壳体6-主销7-主销轴承

8-球形支座9-万向节10-半轴套管11-内半轴12-差速器13-主减速器壳14-主减速器2.车桥4）.车轮定位（1）转向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、前轴三者与车架的安装应保持一定的相对位置关系，这种安装位置称为转向轮定位，也称前轮定位。简单来说，转向轮定位作用就是保证转向后，转向轮可以自动回正。转向轮定位包括主销后倾、主销内倾、前轮外倾和前轮前束四个参数。

2.车桥①主销后倾角γ。如图2-11所示，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对主销形成一个转矩，该转矩具有使前轮回正的作用。图2-11主销后倾角2.车桥②主销内倾角β。在汽车的横向平面内，在设计转向桥时，主销在汽车的横向平面内，其上部向内倾斜一个β角（即主销轴线与地面垂直线在汽车横向平面内的夹角）称为主销内倾角，如图2-12所示。主销内倾角β也有使车轮自动回正的作用。主销的内倾还使得主销轴线与路面交点到车轮中心平面与地面交线的距离c减小，从而可减少转向时驾驶员加在转向盘上的力，使转向操纵轻便，同时也可减小从转向轮传到转向盘上的冲击力。

图2-12主销内倾角β2.车桥③前轮外倾角α。从车前后方向看车轮，轮胎并非垂直安装，而是稍微倾斜。在汽车的横向平面内，前轮中心平面向外倾斜一个角度α称为前轮外倾角，如图2-13所示。前轮外倾的作用是使轮胎磨损均匀和减轻轮毂外轴承的负荷，安装车轮时预定一定的外倾角，以防止车轮内倾。外倾角也不宜过大，否则也会使轮胎产生偏磨损。

图2-13前轮外倾角α2.车桥④车轮前束。有了外倾角α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。为了消除车轮外倾带来的这种不良后果，在安装车轮时，使汽车两前轮的中心面不平行，两轮前边缘距离B小于后边缘距离A，A与B之差称为前轮前束，如图2-14所示。

图2-14车轮前束2.车桥（2）后轮定位①后轮外倾角。