汽車構(gòu)造下汽車行駛系統(tǒng)車橋和車輪課件

2023/6/81汽車行駛系一、車橋1、車橋功用和類型1）車橋功用汽車車橋（又稱車軸）通過懸架與車架（或承載式車身）相連接，其兩端安裝車輪。其作用是：傳遞車架（或承載式車身）與車輪之間的各種作用力及其力矩。2）車橋類型

根據(jù)懸架的結(jié)構(gòu)型式，車橋可分為斷開式和整體式兩種。斷開式車橋?yàn)榛顒?dòng)關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)，它與獨(dú)立懸架配合使用；整體式車橋的中部是剛性實(shí)心或空心梁，它多配用非獨(dú)立懸架。

按車輪的不同運(yùn)動(dòng)方式，車橋又可分為轉(zhuǎn)向橋、驅(qū)動(dòng)橋、轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋和支承橋四種類型。其中，轉(zhuǎn)向橋和支承橋均屬于從動(dòng)橋。一般汽車的前橋多為轉(zhuǎn)向橋，而后橋或中、后兩橋多為驅(qū)動(dòng)橋；越野汽車或大部分轎車的前橋既是轉(zhuǎn)向橋也是驅(qū)動(dòng)橋，故稱為轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋；有些單橋驅(qū)動(dòng)的三軸汽車（6×2）的中橋（或后橋）是驅(qū)動(dòng)橋，則后橋（或中橋）都是支承橋。2023/6/82二、轉(zhuǎn)向橋1）功用利用轉(zhuǎn)向節(jié)的擺動(dòng)使車輪偏轉(zhuǎn)一定的角度以實(shí)現(xiàn)汽車的轉(zhuǎn)向；承受車輪與車架之間的垂直載荷，縱向的道路阻力，制動(dòng)力和側(cè)向力以及這些力所形成的力矩。2）關(guān)鍵指標(biāo)由于路況復(fù)雜，車橋需要有一定的剛度和強(qiáng)度；轉(zhuǎn)向輪具有正確的定位角和合適的轉(zhuǎn)向角；盡量減少轉(zhuǎn)向輪質(zhì)量和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)件的摩擦阻力。3）組成:前軸、轉(zhuǎn)向節(jié)、主銷和輪轂等。2023/6/833）組成前軸：其斷面一般是工字形，為提高抗扭強(qiáng)度，在接近兩端各有一個(gè)加粗部分成拳形，其中有通孔，主銷即插入此孔內(nèi)，中部向下彎曲成凹形，其目的是使發(fā)動(dòng)機(jī)位置得以降低，從而降低汽車質(zhì)心；擴(kuò)展駕駛員視野；減小傳動(dòng)軸與變速器輸出軸之間的夾角。轉(zhuǎn)向節(jié)：是車輪轉(zhuǎn)向的鉸鏈，它是一個(gè)叉形件。上下兩叉有安裝主銷的兩個(gè)同軸孔，轉(zhuǎn)向節(jié)軸頸用來安裝車輪。轉(zhuǎn)向節(jié)上銷孔的兩耳通過主銷與前軸兩端的拳形部分相連，使前輪可繞主銷偏轉(zhuǎn)一定角度而使汽車轉(zhuǎn)向。主銷：作用是鉸接前軸及轉(zhuǎn)向節(jié)，使轉(zhuǎn)向節(jié)繞著主銷擺動(dòng)以實(shí)現(xiàn)車輪的轉(zhuǎn)向。主銷的中部切有凹槽，安裝時(shí)用主銷固定螺栓與它上面的凹槽配合，將主銷固定在前軸的拳形孔中。主銷與轉(zhuǎn)向節(jié)上的銷孔是動(dòng)配合，以便實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向輪轂：車輪輪轂通過兩個(gè)圓錐滾子軸承支承在轉(zhuǎn)向節(jié)外端的軸頸上。軸承的松緊度可用調(diào)整螺母(裝于軸承外端)加以調(diào)整。2023/6/84三、轉(zhuǎn)向車輪定位功用：使汽車轉(zhuǎn)向輕便、行駛平穩(wěn)、減少輪胎和機(jī)件的磨損。轉(zhuǎn)向輪定位（前輪定位）指轉(zhuǎn)向輪、轉(zhuǎn)向節(jié)和前軸三者之間與車架必須保持一定的相對(duì)安裝位置前輪定位包括：主銷后傾、主銷內(nèi)傾、前輪外傾及前輪前束1）主銷后傾（1）定義裝于前軸上的主銷，上端向后傾斜的現(xiàn)象。

主銷后傾角：在汽車縱向垂直平面內(nèi)，主銷軸線與垂線之間的夾角。（2）主銷后傾產(chǎn)生方法前軸、鋼板彈簧和車架三者裝配在一起時(shí)，由于鋼板前高后低，使前軸向后傾斜而形成。在鋼板后部加裝楔形墊片而形成后傾。2023/6/85（3）主銷后傾的作用主銷后傾后，形成了繞主銷的穩(wěn)定力矩M＝FL，其作用方向正好與車輪偏轉(zhuǎn)方向相反，使車輪有恢復(fù)到原來中間位置的趨勢(shì)。即使在汽車直線行駛偶爾遇到阻力使車輪偏轉(zhuǎn)時(shí)，也有此種作用。由此可見，主銷后傾的作用是保持汽車直線行駛的穩(wěn)定性，并力圖使轉(zhuǎn)彎后的的輪自動(dòng)回正。后傾角愈大，車速愈高，前輪的穩(wěn)定性愈強(qiáng)，但后傾角過大會(huì)造成轉(zhuǎn)向盤沉重，一般采用r<3°。有些轎車和客車的輪胎氣壓較低，彈性較大，行駛時(shí)由于輪胎與地面的接觸面中心向后移動(dòng)，引起穩(wěn)定力矩增加，故后傾角可以減小到接近于零，甚至為負(fù)值(即主銷前傾)。F主銷后傾角有使車輪自動(dòng)回正的作用M2023/6/86三、轉(zhuǎn)向車輪定位2）主銷內(nèi)傾（1）定義主銷安裝到前軸上后，其上端略向內(nèi)傾斜，稱為主銷內(nèi)傾。

主銷內(nèi)傾角：在汽車橫向垂面內(nèi)，主銷軸線與垂線之間的夾角

β

。（一般內(nèi)傾角β在5°—8°之間。）（2）主銷內(nèi)傾的產(chǎn)生主銷內(nèi)傾角是在前梁設(shè)計(jì)中保證的，由機(jī)械加工來實(shí)現(xiàn)的。加工前軸時(shí)，使主銷孔軸線的上端向內(nèi)傾斜而獲得的。在非獨(dú)立懸架的轉(zhuǎn)向橋上，主銷內(nèi)傾角是不能單獨(dú)調(diào)整的。主銷軸線與路面交點(diǎn)到車輪中心平面交線的距離（40—60mm)主銷的內(nèi)傾可使距離C減小，從而可減小轉(zhuǎn)向時(shí)轉(zhuǎn)向盤上的力，使轉(zhuǎn)向操縱輕便，同時(shí)可減小從轉(zhuǎn)向輪傳到轉(zhuǎn)向盤上的沖擊力。2023/6/87（3）主銷內(nèi)傾的作用使車輪轉(zhuǎn)向后能自動(dòng)回正，且轉(zhuǎn)向操縱輕便。（4）主銷后傾和主銷內(nèi)傾的作用關(guān)系主銷后傾和內(nèi)傾都有使汽車轉(zhuǎn)向后自動(dòng)回正、保持汽車直線行駛的作用主銷后傾的回正作用與車速有關(guān)，而主銷內(nèi)傾的回正作用與車速無關(guān)。高速時(shí)后傾的回正作用大，而低速時(shí)主要靠?jī)?nèi)傾的回正作用。直線行駛時(shí)車輪偶爾遇到?jīng)_擊而偏轉(zhuǎn)時(shí)，也主要是依靠主銷內(nèi)傾起回正作用。

車輪繞主銷旋轉(zhuǎn)180°后的狀態(tài)2023/6/88

3）前輪外傾

（1）定義車輪旋轉(zhuǎn)平面上方略向外傾斜，稱為車輪外傾。

前輪外傾角：車輪旋轉(zhuǎn)平面與汽車縱向前垂面之間的夾角稱為車輪外傾角α。（2）前輪外傾的產(chǎn)生非獨(dú)立懸架前輪外傾角是由轉(zhuǎn)向節(jié)的結(jié)構(gòu)確定的。轉(zhuǎn)向節(jié)安裝到前軸后，其軸頸的軸線相對(duì)于水平面向下傾斜，從而使車輪安裝后外傾，一般不能調(diào)整。但使用獨(dú)立懸架的轉(zhuǎn)向橋大多可以調(diào)整。（3）前輪外傾的作用當(dāng)車空載時(shí)，輪胎外緣與路面接觸，當(dāng)車載貨時(shí)，在車重的作用下車輪垂直于路面，使輪胎能夠均勻磨損。三、轉(zhuǎn)向車輪定位前輪外傾角雖然對(duì)安全和操縱有利，但是過大的外傾角將使輪胎橫向偏磨增加，油耗增多。一般車輪外傾角為1°左右。2023/6/89三、轉(zhuǎn)向車輪定位4）前輪前束（1）定義汽車兩個(gè)前輪的旋轉(zhuǎn)平面不平行，前端略向內(nèi)收，這種現(xiàn)象叫做前輪前束。前束值：兩輪前端距離B，后端距離A，其差值即為前束值。（一般前束值為0~12mm）2023/6/810三、轉(zhuǎn)向車輪定位（2）前輪前束的作用減小或消除汽車行駛過程中因前輪外傾和縱向阻力致使兩前輪前端向外張開所帶來的滑移等不良后果。調(diào)節(jié)橫拉桿來調(diào)節(jié)車輪前束2023/6/811四、轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋1）功用：驅(qū)動(dòng)汽車行駛，并在轉(zhuǎn)向時(shí)，引導(dǎo)車輪偏轉(zhuǎn)，完成轉(zhuǎn)向。2）轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)組成既具有一般驅(qū)動(dòng)橋所具有的主減速器、差速器及半軸；也具有一般轉(zhuǎn)向橋所具有的轉(zhuǎn)向節(jié)殼體、主銷和輪轂等。它與單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)橋、轉(zhuǎn)向橋相比，其不同之處是，由于轉(zhuǎn)向所需要半軸被分為兩段，分別叫內(nèi)半軸(與差速器相連接)和外半軸(與輪轂連接)，二者用等角速萬向節(jié)連接起來。同時(shí)，主銷也因此分成上下兩段，分別固定在萬向節(jié)的球形支座上。轉(zhuǎn)向節(jié)軸頸做成空心，以便外半軸從中穿過。轉(zhuǎn)向節(jié)的連接叉是球狀轉(zhuǎn)向節(jié)殼體，既滿足了轉(zhuǎn)向的需要，又適應(yīng)了轉(zhuǎn)向節(jié)的傳力。轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋廣泛地應(yīng)用到全輪驅(qū)動(dòng)的越野汽車上。

2023/6/8123）轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的工作過程驅(qū)動(dòng)：橋的中部裝有主減速器和差速器。內(nèi)半軸和外半軸通過等角速萬向節(jié)連接在一起，外半軸的端部制有花健，它和半軸凸緣相嚙合。當(dāng)前橋驅(qū)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)矩由主減速器、差速器傳給內(nèi)半軸、萬向節(jié)、外半軸和半軸凸緣，最后傳遞到輪轂，驅(qū)使車輪旋轉(zhuǎn)。2023/6/8133）轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的工作過程轉(zhuǎn)向：轉(zhuǎn)向節(jié)由轉(zhuǎn)向節(jié)軸頸和轉(zhuǎn)向節(jié)外殼用螺栓連接成整體。轉(zhuǎn)向節(jié)軸頸上裝有兩個(gè)輪轂軸承，以支承輪轂；轉(zhuǎn)向節(jié)軸頸內(nèi)孔壁內(nèi)壓裝有襯套，以支承外半軸。在轉(zhuǎn)向節(jié)外殼的上下兩端分別裝有上下兩段主銷的加粗部分，并用止動(dòng)銷止動(dòng)，在轉(zhuǎn)向節(jié)外殼上端裝有轉(zhuǎn)向節(jié)臂，在轉(zhuǎn)向節(jié)外殼下端裝有下蓋。潤(rùn)滑脂由上、下油嘴注入后，分別進(jìn)入主銷中心油道，再?gòu)膬蓚€(gè)側(cè)孔出來進(jìn)入主銷與襯套之間，實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑。汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)向直拉桿拉動(dòng)轉(zhuǎn)向節(jié)臂帶動(dòng)轉(zhuǎn)向節(jié)繞主銷擺動(dòng)，這時(shí)轉(zhuǎn)向輪即可隨之偏轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)汽車的轉(zhuǎn)向。

五、支持橋支持橋?qū)儆趶膭?dòng)橋單橋驅(qū)動(dòng)的三軸汽車，后橋設(shè)計(jì)成支持橋掛車上的車橋也是支持橋發(fā)動(dòng)機(jī)前置前驅(qū)動(dòng)轎車的后橋也屬于支持橋2023/6/814六、車輪與輪胎1、車輪與輪胎的功用支承整車的質(zhì)量緩和由路面?zhèn)鱽淼臎_擊力產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力使車輪保持直線行駛的方向承擔(dān)越障提高通過性的作用2、車輪的組成與類型組成：輪轂、輪輞、輪輻類型：1）輻板式車輪

車輪的輪輞與輪輻可以用鉚釘連接，也可以制成一體。是目前汽車上使用最多的車輪。輪輻的中心有一中心孔，用來將輪輻安裝在輪轂上，螺栓內(nèi)端呈錐形，與輪輻孔的錐面相適應(yīng)。輪輻靠近中心孔部分略向外鼓起，使得輪輻有些彈性而有助于螺栓的緊固防松。輪轂輪輞輪輻2023/6/815六、車輪與輪胎2）輻條式車輪的構(gòu)造這種車輪的輪幅是鋼絲輻條或者是和輪轂鑄造成一體的鑄造輻條。鋼絲輻條價(jià)格昂貴、維修安裝不便，僅用于賽車和某些高級(jí)轎車上。鑄造輻條式車輪主要應(yīng)用于重型汽車上。輪輞是用螺栓和特殊的襯塊固定在輻條上，有配合錐面。3、輪輞(用于安裝輪胎)按照輪輞結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)的不同，輪輞可分為深槽式、平底式和對(duì)開式（可拆式）等三種型式。國(guó)產(chǎn)輪輞的規(guī)格代號(hào)：（略）深槽輪輞(DC)深槽寬輪輞(WDC)2023/6/816六、車輪與輪胎深槽式：中部有一條便于拆裝輪胎的環(huán)形深凹槽，代號(hào)為DC，凹槽兩側(cè)與輪胎配合的臺(tái)肩稱為輪胎座角，易安裝小尺寸、彈性較大的輪胎。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，剛度大，質(zhì)量較輕，適用于輕型車用于轎車和輕型越野汽車。平底式：底面呈平環(huán)狀，一側(cè)有凸緣，另一側(cè)為可拆裝擋圈貨車輪胎尺寸較大，胎圈較硬，適用于較硬的輪胎，應(yīng)用較多。可拆式：適用于寬胎，可拆卸。4、輪胎（1）輪胎作用分類1）輪胎的作用輪胎安裝在輪輞上，直接與路面接觸，其作用是：支承汽車的總質(zhì)量；與汽車懸架共同吸收和緩和汽車行駛時(shí)所受到的沖擊和振動(dòng)，以保證汽車具有良好乘坐舒適性和行駛平順性；保證車輪與路面的良好附著而不致打滑，使汽車行駛平穩(wěn)。2）輪胎的類型汽車輪胎按其用途可分為轎車輪胎和載貨汽車輪胎兩種。轎車輪胎主要用于轎車的充氣輪胎；載貨汽車輪胎主要用于載貨汽車、客車及掛車上的充氣輪胎。2023/6/817六、車輪與輪胎——輪胎的類型汽車輪胎按胎體結(jié)構(gòu)可分為充氣輪胎和實(shí)心輪胎?，F(xiàn)代汽車絕大多數(shù)采用充氣輪胎；而實(shí)心輪胎目前僅應(yīng)用在瀝青混凝土路面的干線道路上行駛的低速汽車或重型掛車上。就充氣輪胎而言，按組成結(jié)構(gòu)不同，可分為有內(nèi)胎輪胎和無內(nèi)胎輪胎兩種；按胎內(nèi)的工作壓力大小，可分為高壓胎、低壓胎和超低壓胎三種；按胎體中簾線排列方向不同，又可以分為普通斜交胎、帶束斜交胎和子午線胎；按胎面花紋不同，還可分為普通花紋胎、混合花紋胎和越野花紋胎。（2）有內(nèi)胎輪胎由外胎、內(nèi)胎和墊帶等組成墊帶是一個(gè)環(huán)形橡膠帶，安裝在內(nèi)胎與輪輞之間，防止內(nèi)胎被輪輞及外胎的胎圈擦傷。外胎是保護(hù)內(nèi)胎不受外來損害的強(qiáng)度高而且有一定彈性的外殼外胎可根據(jù)胎體內(nèi)簾線排列方向的不同，分為普通斜線胎和子午線胎。內(nèi)胎是一個(gè)環(huán)形橡膠管，上面裝有氣門嘴以便充入和排出空氣。為使內(nèi)胎在充氣狀態(tài)下不產(chǎn)生皺折，其尺寸應(yīng)小于外胎內(nèi)壁尺寸。2023/6/818六、車輪與輪胎——輪胎的類型1)普通斜線胎由胎圈、緩沖層、胎面和簾布層等組成。簾布層是外胎的骨架，也稱胎體，作用是承受載荷，保持外胎的形狀和尺寸。緩沖層位于胎面和簾布層之間，作用是加強(qiáng)胎面和簾布層的結(jié)合，防止緊急制動(dòng)時(shí)胎面從簾布層上脫離，緩和汽車行駛時(shí)路面對(duì)輪胎的沖擊和振動(dòng)。胎面是外胎的表面，包括：胎冠、胎肩和胎側(cè)。胎冠與路面接觸，直接承受沖擊和磨損，保護(hù)簾布層和內(nèi)胎免受機(jī)械損傷。為使輪胎與路面之間有良好的附著性能，胎面上制有各種凸凹花紋?；y分普通花紋、混合花紋和越野花紋。胎圈的作用是使外胎牢固地裝在車輞上。有內(nèi)胎輪胎2023/6/819六、車輪與輪胎——輪胎的類型2）子午線輪胎子午線輪胎簾布層的簾線排列方向與輪胎的子午斷面一致，各層的簾線不相交，這種方式可使簾線的強(qiáng)度被充分利用，故它的簾布層數(shù)比普通輪胎可減少一半子午線輪胎切向變形小，但胎側(cè)較軟，易變形子午線輪胎的優(yōu)點(diǎn)：耐磨性好，使用壽命長(zhǎng)，比普通輪胎長(zhǎng)30%-50%；滾動(dòng)阻力小，節(jié)約燃料；附著性好，承載能力大，緩沖能力強(qiáng)，不易被刺穿，并且質(zhì)量較輕；子午線輪胎與普通輪胎使用相同的輪輞，但不能同車混裝（3）無內(nèi)胎輪胎無內(nèi)胎輪胎的構(gòu)造外觀上與有內(nèi)胎輪胎近似，不同的是沒有內(nèi)胎及墊帶，空氣直接充入外胎內(nèi)，由輪胎和車輞保證密封輪胎內(nèi)壁上有一層硫化橡膠密封層，約2-3毫米在正對(duì)胎面的內(nèi)壁上，還粘附一層未硫化橡膠的特殊混合物制成的自粘層在胎圈外側(cè)有一層橡膠密封層，增加胎圈和輪輞的氣密性輪輞底部?jī)A斜且漆層均勻。氣門嘴直接固定在輪輞上優(yōu)點(diǎn)：只有爆破時(shí)才失效，穿孔漏氣緩慢，仍可行駛沒有內(nèi)胎，摩擦生熱少，散熱快，工作溫度低，使用壽命長(zhǎng)，適于于高速行駛，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，質(zhì)量輕，維修方便。2023/6/820六、車輪與輪胎——輪胎的規(guī)格目前大多數(shù)國(guó)家包括我國(guó)在內(nèi)均采用英制表示充氣輪胎的尺寸標(biāo)注見左圖輪胎尺寸標(biāo)注方法高壓胎用D×B，高壓胎在汽車上應(yīng)用較少；低壓胎亦用B–d；最新輪胎尺寸系列就是以高度比(H／B)作為輪胎分類基礎(chǔ)的，稱為“