1、车桥,河南农业大学机电工程学院 许鹏飞,9.1 概述,车桥的功用 车桥位于悬架与车轮之间，其两端安装车轮，通过悬架与车架（或车身）相连，其功用是传递车架（或车身）与车轮之间各种载荷的作用。车桥的分类 按结构的不同：整体式a和断开式b。,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四种类型,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，而且兼起转向作用，称为转向桥；后桥不仅用于承载，而且兼起驱动的作用，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。挂车的车桥就
2、是支持桥。支持桥除不能转向外，其他功能和结构与转向桥相同。,9.2 转向桥,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，以实现汽车转向。同时还要承受车架与车轮之间的作用力及其产生的弯矩和转矩。 一、结构、组成 主要由前梁（前轴）、转向节、主销和轮毂等四部分组成。,1制动鼓 2轮毂 3、4轮毂轴承 5转向球头销 6油封 7衬套 8主销 9推力轴承 10前轴,1紧固螺母 2锥套 3转向节臂 4密封垫 5主销 6左转向节总成 7衬套 8左转向节 9左转向梯形臂 10、13双头螺柱 11楔形锁销 12调整垫片 14前轴 15油嘴 16右转向节上盖 17右转向节 18止推轴承 19右转向
3、梯形臂 20限位螺栓 21轮毂盖 22衬垫 23锁紧螺母 24止动垫圈 25锁紧垫圈 26调整螺母 27前轮毂外轴承 28螺母 29螺栓 30车轮轮毂 31检查孔堵塞 32制动鼓 33前轮毂内轴承 34轮毂油封外圈 35轮毂油封总成 36轮毂油封内圈 37定位销,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,1. 前轴 工字形断面：提高抗弯强度。 两端加粗：提高抗扭强度。 两端成拳形：安装主销。 中部下凹：降低发动机位置，降低汽车重心，扩展驾驶员视野，减小万向传动装置的夹角。 中部有弹簧座：支承钢板弹簧。,前轴是转向桥的主体，一般由中碳钢经模锻而成。其端面采用工字形断面以提高抗
4、弯强度；接近两端逐渐过渡为方形，以提高抗扭刚度。中部加工出两处用以支承钢板弹簧弹簧座(图上未画出)，其上钻有四个安装U形螺栓骑马螺栓（俗称骑马螺栓）的通孔和一个位于中心的钢板弹簧定位凹坑。中部向下弯曲，使发动机位置得以降低，从而降低汽车质心，扩展驾驶员视野，并减小传动轴与变速器输出轴之间的夹角。前轴两端各有一个加粗部分，呈拳形，称为拳部，其中有通孔，主销即装入此孔内。用带有螺纹的楔形锁销将主销固定在拳部孔内，使之不能转动。,2. 转向节 由上下耳、转向节轴组成。 两耳的销孔与主销配合，为减摩，销孔中压入青铜衬套。 下耳与拳部之间有推力轴承，上耳与拳部之间有调整垫片。 左上耳装有转向节臂，下耳装
5、有转向梯形臂。 轮毂通过两个圆锥滚子轴承支承在转向节轴上。,转向节是一个叉形部件。上下两叉制有同轴销孔，通过主销与前轴的拳部相连，使前轮可以绕主销偏转一定角度而使汽车转向。为了减小磨损，转向节销孔内压入青铜衬套，衬套上的润滑油槽在上面端部是切通的，用装在转向节上的油嘴注入润滑脂润滑。为使转向灵活轻便起见，在转向节下耳与前轴拳部之间装有滚子推力轴承。在转向节上耳与拳部之间装有调整垫片，以调整其间的间隙。在左转向节的上耳上装有与转向节臂制成一体的凸缘，在下耳上则装有与转向梯形臂制成一体的凸缘，此两凸缘上均制有一矩形键，因此在左转向节的上、下耳上都有与之配合的键槽。转向节即通过矩形键及带有锥形套的双
6、头螺栓与转向节臂及梯形臂相连。,3. 主销 圆柱形 圆锥形 阶梯形,4. 轮毂 轮毂通过两个圆锥滚子轴承支承在转向节轴径上。 轴承预紧度可通过调整螺母进行调整。,二、检修 1. 前轴的检修 1) 前轴的磨损钢板弹簧座平面磨损大于2mm，定位孔磨损大于1mm，堆焊后加工修复或更换新件。主销承孔的磨损。承孔与主销的配合间隙：轿车不大于0.10mm，载货汽车不大于0.20mm。磨损超过极限，可采用镶套法修复。,2) 前轴变形的检修 前轴变形的检验。常用的检测方法是采用角尺检验法。通过测量a、b值可以判断前轴是否有弯曲和扭转变形。前轴校正方法。前轴变形校正必须在钢板弹簧座和定位孔、主销孔磨损修复后进行
7、，以便减少检验、校正的积累误差，提高生产率。一般是采用冷压校正法。,2. 转向节的检修 1) 隐伤的检验转向节的油封轴颈处，因其断面的急剧变化，应力集中，是一个典型的危险断面，容易产生疲劳裂纹，以致造成转向节轴疲劳断裂酿成重大的交通事故。因此，二级维护和修理时必须对转向节轴进行隐伤检验，一旦发现疲劳裂纹，只能更换，不许焊修。,2) 磨损的检修 转向节轴颈磨损的检修。轴颈与轴承的配合间隙：轴颈直径不大于40mm时，配合间隙为0.040mm；轴颈直径大于40mm时，配合间隙为0.055mm。转向节轴颈磨损超标后应更换新件。 转向节轴颈锁止螺纹的检验。损伤不多于2牙。锁止螺母只能用扳手拧入，若能用手
8、拧入，说明螺纹中径磨损松旷，应予以修复或更换转向节。 转向节上面的锥孔的检验。与转向节臂等杆件配合的锥孔的磨损，应使用塞规进行检验，其接触面积不得小于70，与锥孔配合的锥颈的推力端面沉入锥孔的沉入量不得小于2mm。否则，更换转向节。,9.3 转向驱动桥,转向驱动桥示意图,1主减速器 2主减速器壳 3差速器 4内半轴 5半轴套管 6万向节 7转向节轴颈 8外半轴 9轮毂 10轮毂轴承 11转向节壳体 12车轮 13主销 14主销轴承 15球形支座,2. 结构特点 半轴分为内、外半轴。 主销分为上、下两段。 转向节轴颈中空。,3. 桑塔纳2000轿车转向驱动桥的构造,桑塔纳2000轿车的转向驱动桥
9、(主减速器和差速器未画出) 1、11悬架 2前轮制动器总成 3制动盘 4、8下摆臂 5副车架 6横向稳定器 7传动半轴总成 9球形接头 10车轮轴承壳 12转向横拉杆 13转向装置总成,车桥上端通过左、右悬架与承载式车身相连接，下端通过左、右下摆臂与固定在车身上的副车架相连接。悬架车轮轴承壳与下摆臂之间通过可移动球形接头连接，从而使前轮固定，并通过下摆臂上的长孔可调整车轮外倾角，为了减小车辆转向时的车身倾斜，在副车架与下摆臂之间还装有横向稳定器。 桑塔纳轿车的动力由主减速器、差速器经传动半轴驱动车轮旋转,、桑塔纳2000轿车转向驱动桥半轴总成的拆装 1拆卸 1)在车轮着地时，拧下传动轴与轮毂的
10、紧固螺母。 2)拧下传动轴凸缘上的紧固螺栓。 3)将传动轴与凸缘分开。 4)从车轮轴承壳内拉出传动轴；或者利用压力装置V.A.G1389拉出传动轴。 注意：拆卸传动轴时，轮毂绝对不能加热，否则会损坏车轮轴承，原则上应使用拉具。拆掉传动轴后，应装上一根连接轴来代替传动轴，防止移动卸掉传动轴的车辆时，损坏前轮轴承总成。,2安装 1)擦净传动轴和花键上的油污，涂上锂基润滑脂。 2)在外万向节的花键上涂上一圈5mm的防护剂D6，然后装上传动轴花键套。涂防护剂后的传动轴安装后应停车60min，然后才可使用汽车。 3)将球头销重新装配在原位置，并拧紧螺母。在安装球头销时，不能损坏波纹管护套。 4)必要时检
11、查前轮外倾角。 5)车轮着地后，拧紧轮毂固定螺母。,9.4 转向轮定位及调整,转向轮定位为了保证汽车直线行驶稳定，转向轻便，减轻轮胎的磨损，在转向节、主销、前梁之间有一定的相对位置关系，称为转向轮定位。 主销的形式,转向轮定位包括 主销后倾、 主销内倾、 车轮外倾 前轮前束,一、主销后倾：主销上部向后倾斜一个角度（）。 作用： 主销后倾的功用是形成回正力矩，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。 一般3，太大会导致转向沉重。 形成：由钢板弹簧、车桥、车架装配时保证。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 一般不可调。,原理主销后倾，使主销轴线的延长线与地面的
12、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b点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(下图所示为向右偏转)，汽车将偏离行驶方向而右转弯。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F，由于反作用力F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Fl，其方向正好与车轮偏转方向相反。在力矩作用下，使车轮具有回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。,主销后倾角越
13、大、车速越高，回正力矩越大，转向轮偏转后自动回正的能力也愈强。但主销后倾角也不宜过大，一般不超过23，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。为了解决这个问题，现代轿车常采用Vorlauf几何结构，可使主销轴线偏移至车轮中心之后，如下图所示，从而可以在不增加后倾移距的情况下，增大后倾角，以提高汽车直线行驶的稳定性。这样，可将主销后倾角增大,二、主销内倾：主销上部向内倾斜一个角度（）。 作用：主销内倾的功用是使转向轮自动回正，并使转向操纵轻便。 原理： 前轮偏转，使汽车前部抬起，汽车重力使前轮回正。 C，阻力臂减小，转向轻便。但C不能过小，否则会导致前轮方向不稳，
14、摆动。一般为5-8。 形成： 制造时由前轴的主销孔向内倾斜形成。 总结：、都可自动回正，与车 速有关，与车速无关，高速时作 用大，低速时作用大。 非独立悬架不可调。,主销内倾角既不宜过大，也不宜太小。主销内倾角过大，转向时，车轮在滚动的同时将与路面产生较大的滑动，增加轮胎与路面的摩擦阻力，这不仅使转向沉重，而且加速了轮胎的磨损，故主销内倾角一般不大于8，偏置一般为4060mm；主销内倾角过小(偏置增大)，汽车行驶的稳定性和制动稳定性将变差。在一些发动机前置前轮驱动的轿车上，为了使汽车具有良好的行驶稳定性，特别是制动稳定性，其主销内倾角均较大，,总结：主销后倾和主销内倾都具有使车轮自动回正及保证
15、汽车直线行驶稳定性的作用，但其区别在于：主销后倾角的回正作用随着车速的增高而增大，而主销内倾的回正作用几乎与车速无关。,三、车轮外倾：车轮向外倾斜一个角度（）。 作用： 减少轮胎的偏磨损，使磨损均匀。 减少轮毂外轴承的负荷。 形成：转向节轴颈外端向下倾斜。 非独立悬架不可调。,原理 由于主销与衬套之间、轮毂与轴承等处都存在着装配间隙，若空车时车轮的安装正好垂直于路面，则满载时上述间隙将发生变化，车桥也因承载而变形，从而引起车轮向内倾斜。车轮内倾将使路面对车轮的垂直反作用力的轴向分力压向轮毂外端的小轴承，使该轴承及其锁紧螺母等件承受的载荷增大，降低了它们的使用寿命，严重时会损坏锁紧螺母而使车轮脱
16、落。为此，安装车轮时预先留有一定的外倾角，以防止上述不良影响。车轮外倾与主销内倾相配合可进一步缩短距离，使汽车转向轻便。此外，车轮有一定的外倾角也可以与拱形路面相适应。但车轮外倾角不宜过大，否则会使轮胎产生偏磨损。一般前轮外倾角为1左右。,四、前束：前轮前端向内收束，A-B为前束值。 作用：减少轮胎的偏磨损。 调整：改变横拉杆的长度。,前束的检查、调整 轮胎按规定充足气压，轮毂轴承间隙调整到规定值，将车辆停放在水平路面上并处于直线行驶位置。 在左右轮胎正前方的胎面中心或轮辋上画“+”记号，用前束尺测量出B值；转动车轮（或推动汽车）180 ，将记号转到正后方测得A值；其差值A-B即为前束值。该值
17、如果不符合规定，应进行调整。 调整时，松开横拉杆上的夹紧螺栓，用管钳转动横拉杆，使横拉杆两端的距离伸长或缩短；调整后拧紧夹紧弹簧。,五、车轮定位检查和调整 以桑塔纳2000为例说明。 1. 检查准备 (1)汽车停放水平场地或专用检测台上，车轮在直线行驶位置且无负载。 (2)轮胎气压符合规定。 (3)车轮平衡，悬架活动自如。 (4)转向系调整正确。 (5)悬架弹簧无过大的间隙和损坏。,2. 前轮定位的调整前轮定位的检查和调整顺序是：首先检查和调整主销后倾角和左右轮的差值，然后检查和调整前轮外倾角和左右轮的差值，最后检查和调整前束。 1) 前轮外倾角 危害 前轮外倾角不正确轮胎会出现单边磨损(吃胎
18、)。 如果外倾角过大，高速时车身晃动加剧，转向发“飘”，不易掌握。 如果外倾角过小，转向太沉，回位不良。 左右轮外倾角差值过大，会使汽车侧滑跑偏，轮胎磨损不匀。,检查 通过四轮定位仪进行。 调整调整前轮外倾角时车轮应着地，通过球头销在下摇臂长孔中的位移来调整。其步骤如下： 松开下摇臂球头销的固定螺母。 横向移动球头销，直至达到外倾角值。 紧固螺母并再次检查外倾角值，需要时重新进行调整。 必要时调整前束。,2) 前束 危害 前束不当，会出现高速摆振和明显的单侧磨损。 检查一 通过四轮定位仪进行。 二 检查前束，需将车轮停放在水平的硬实地面上，顶起前轮，使车轮能平稳回转，在轮胎周向花纹对称中心画线
19、，然后拆下千斤顶，使车轮恢复稳定状态，并使车轮处于直行位置。 使用前束尺测量时，前束尺的指针高度与轮胎中心高度相同，如图7-18所示。在车轮的前侧，使前束尺的左右指针与轮胎中心的画线对准，测出宽度。然后将前束尺移到车轮后侧，以同样方法测出宽度。两次测量结果之差，即为车轮前束。 调整 前束是通过改变两侧转向横拉杆的长度来实现的。,3)主销后倾角和主销内倾角 桑塔纳2000轿车的主销后倾角是不能调整的。 桑塔纳2000轿车的主销内倾角也不可调整，它是靠前轮外倾角的正确性来保证的,一、车桥的维护 车桥的维护主要包括三个方面的内容： 1检查车桥漏油 主要是检查驱动桥、转向驱动桥的相关部位是否有漏油的地
20、方，检查方法和内容同手动变速驱动桥的漏油检查。2检查车桥部位的螺栓、螺母是否松动 用扭力扳手按规定力矩将螺栓、螺母重新紧固。3前轮定位的检查和调整 一般是采用四轮定位仪检查车轮外倾角、主销内倾角、主销后倾角、前束，并调整以符合标准值。,9.5 车桥常见故障诊断,以前桥为主进行介绍。 一、转向沉重 1. 现象 汽车转向时，转动方向盘感到沉重费力。 无回正感。 2. 原因 转向节臂变形。 转向节止推轴承缺油或损坏。 转向节主销与衬套间隙过小或缺油。 前轴或车架变形引起前轮定位失准。 轮胎气压不足。,3. 诊断 诊断时先支起前桥，用手转动转向盘，若感到转向很容易，不再有转动困难的感觉，这说明故障部位
21、在前桥与车轮。因为支起前桥后，转向时已不存在车轮与路面的摩擦阻力，而只是取决于转向器等的工作状况。此时应仔细检查前轮胎气压是否过低，前轴有无变形；同时也要考虑检查前钢板弹簧是否良好，车架有无变形。必要时，检查车轮定位角度是否正确。,二、低速摆头 1. 现象 汽车低速直线行驶时前轮摇摆，感到方向不稳。转弯时大幅度转动方向盘，才能控制汽车的行驶方向。 2. 原因 转向节臂装置松动。 转向节主销与衬套磨损松旷。 轮毂轴承间隙过大。 前束过大。 轮毂螺栓松动或数量不全。,3. 诊断 前轮低速摆头和转向盘自由空程大，一般是各部分间隙过大或有连接松动现象，诊断时应采用分段区分的方法进行检查。可支起前桥，并
22、用手沿转向节轴轴向推拉前轮，凭感觉判断是否松旷。若松旷，说明转向节主销与衬套的配合间隙过大或前轴主销孔与主销配合间隙过大。若此处不松旷，说明前轮毂轴承松旷，应重新调整轴承的预紧度。若非上述原因，应检查前轮定位是否正确，检查前轴是否变形。如果前轮轮胎异常磨损，则应检查前束是否正确。,三、高速摆振 1. 现象 随着车速的提高，摆振逐渐增大； 在某一较高车速范围内出现摆振，出现行驶不稳，甚至还会造成方向盘抖动。 2. 原因 轮毂轴承松旷，使车轮歪斜，在运行时摇摆。 轮盘不正或制动鼓磨损过度失圆，歪斜失正。 使用翻新轮胎。 转向节主销或止推轴承磨损松旷。 横、直拉杆弯曲。 前轮定位值调整不当。前束失调
23、，两前轮主销后倾角或内倾角不一致等，汽车向前行驶时，前轮摇摆晃动。,车轮不平衡。 转向节弯曲。 前钢板弹簧刚度不一致。 3. 诊断 在进行高速摆振故障的诊断时，应先检查前桥、转向器以及转向传动机构连接是否松动，悬架弹簧是否固定可靠。 支起驱动桥，用楔块固定非驱动轮，起动发动机并逐步换入高速档，使驱动轮达到产生摆振的转速。若这时转向盘出现抖动，说明是传动轴不平衡引起的，应拆下传动轴进行检查；若此时不出现明显抖动，则说明摆振原因在汽车转向桥部分。,怀疑摆振的原因在前桥部分时，应架起前桥试转车轮，检查车轮是否晃动，车轮静平衡是否良好，以及车轮钢圈是否偏摆过大。 检查车架是否变形，铆钉有无松动以及前轴
24、是否变形。另外还需检查前钢板弹簧的刚度。 检查前轮定位是否正确。 检查高速摆振的故障，有时还需借助一定的测试仪具。当缺少必要的测试仪具时，也可以采用替换法。例如在怀疑某车轮有动不平衡时，可以另换一车轮试验，或者将可能引起的高速摆振的车轮拆装到不发生摆振的车辆上进行对比试验。,四、行驶跑偏 1. 现象 汽车在直线行驶时必须紧握方向盘，方能保持直线行驶。若稍放松方向盘，汽车会自动偏向一边行驶。 2. 原因 前轮定位值不正确，前束调整不当，过大或过小。 左、右前轮主销后倾角或车轮外倾角不相等。 制动鼓与制动蹄摩擦片间隙调整不均匀，一边过紧，一边过松。 钢板弹簧一边折断，造成两边弹力不等。 转向节或转向节臂弯曲变形。 前轴或车架弯曲或扭转。 左右两边轮胎气压不相等。,前轮毂轴承调整不当，左、右轮毂轴承松紧度不一致。 3. 诊断 检查左、右前轮轮胎气压是否一致；如果是在换上新轮胎后出现跑偏现象，则应检查左、右轮胎规格以及轮胎花纹是否一致。 用手触摸一下跑偏一侧的制动鼓和轮毂轴承部位是否发热。若发热，说明制动拖滞或是车轮轮毂轴承调整过紧，造成一边紧一边松的现象。 测量左 右轴距是否相等。 检查前钢板弹簧有无折断，前轴是否变形。 若以上均属正常，应对前轮定位进行检查调整。,
