1、第八章 车 桥 第八章 车 桥第一节 车桥的结构第二节 转向轮定位第三节 车桥的检修 第四节 车桥的故障诊断 第八章 车 桥 第一节 车桥的结构 一、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，转向桥还要承受车架与车轮之间各种力及力矩的作用。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，如图8-1-1所示。第八章 车 桥 图8-1-1 转向桥结构 第八章 车 桥 1前轴前轴（或称为前梁）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
2、的弹簧座(图上未画出)，其上钻有四个安装U形螺栓（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。前轴中部向下弯曲，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。第八章 车 桥 2转向节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
3、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头螺栓与转向节臂及梯形臂相连。第八章 车 桥 3轮毂车轮轮毂通过两个圆锥滚子轴承支承在转向节轴颈上。轴承的松紧度可用调整螺母加以调整。轮毂外端用冲压的金属罩盖住。转向节上还装有限位螺栓，与前轴上的限位凸台相配合，可以限制并调整转向轮的最大偏转角。第八章 车 桥 二、转向驱动桥越野汽车、前
4、轮驱动汽车和全轮驱动(4WD)汽车的前桥，既起转向桥的作用，又兼起驱动桥的作用，故称为转向驱动桥。转向驱动桥示意图如图8-1-2所示，它同一般的驱动桥一样，由主减速器、差速器、半轴和桥壳组成。但由于转向时转向车轮需要绕主销偏转一个角度，故与转向轮相连的半轴必须分成内、外两段(内半轴和外半轴)，其间用万向节(一般多用等角速万向节)连接，同时主销也因此而制成两段(或用球头销代替)。转向节轴颈部分做成中空的，以便外半轴穿过其中。第八章 车 桥 图8-1-2 转向驱动桥示意图 第八章 车 桥 图8-1-3 桑塔纳2000轿车的转向驱动桥 第八章 车 桥 车桥上端通过左、右悬架与承载式车身相连接，下端通
5、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、差速器经半轴总成驱动车轮旋转。其中半轴总成如图8-1-4所示。第八章 车 桥 图8-1-4 半轴总成 第八章 车 桥 第二节 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，转向轮、转向节和前轴三者与车架的安装应保持一定的相对位置关系，这种安装位置关系称为转向轮定位，也称前轮定位。对于两端装有主销的转向桥，汽车转向时，转
6、向车轮会围绕主销轴线偏转，如图8-2-1(a)所示。但在大多数断开式转向桥中没有主销，采用上、下球头销代替主销，上、下球头销球头中心的连心线相当于主销轴线，如图8-2-1(b)所示。第八章 车 桥 图8-2-1 主销的不同形式 第八章 车 桥 一、主销后倾1定义主销安装在前轴上，其上端略向后倾斜，这种现象称为主销后倾。在垂直于汽车支承平面的纵向平面内，主销轴线与汽车支承平面垂线之间的夹角叫主销后倾角，如图8-2-2所示。第八章 车 桥 图8-2-2 主销后倾 第八章 车 桥 2作用主销后倾的作用是形成回正力矩，保证汽车直线行驶的稳定性，并使偏转的车轮自动回正。第八章 车 桥 3原理主销后倾，使
7、主销轴线的延长线与地面的交点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(图8-2-2中所示为向右偏转)，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，称为回正力矩。第八章 车 桥 在此力矩的作用下，使车轮回复到原来的中间位置，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
8、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。第八章 车 桥 二、主销内倾1定义主销安装在前轴上，其上端略向内侧倾斜，这种现象称为主销内倾。在垂直于汽车支承平面的横向平面内，主销轴线与汽车支承平面垂线之间的夹角称为主销内倾角，如图8-2-3所示。第八章 车 桥 图8-2-3 主销内倾 第八章 车 桥 2作用主销内倾的作用是使转向轮自动回正，并使转向操纵轻便。第八章 车 桥 3原理主销内倾具有使转向轮转向操纵轻便
9、的作用，如图8-2-3(a)所示。由于主销内倾，使主销轴线的延长线与地面的交点至车轮中心平面与地面交点之间的距离c缩短(在有些维修资料中将距离c称为偏置或磨胎半径)。转向时，路面作用在转向轮上的阻力对主销轴线产生的力矩减小，从而可减少转向时驾驶员施加在转向盘上的力，使转向操纵轻便，同时还可以减小因路面不平而从转向轮传到转向盘上的冲击力。第八章 车 桥 主销内倾具有使转向轮自动回正的作用，如图8-2-3(b)所示。当转向轮在外力作用下绕主销旋转(为了解释方便，假设旋转180，即由图(b)中左边位置转到右边位置)而偏离中间位置时，由于主销内倾，车轮的最低点将陷入路面以下h处，即车轮必须将路面压低距
10、离h后才能旋转过来，但实际上路面不可能被压低，车轮下边缘不可能陷入路面之下，而是车轮连同整个汽车前部被向上抬起相应高度。一旦外力消失，转向轮就会在汽车前部重力的作用下力图自动回正到旋转前的中间位置。主销内倾角越大，转向轮偏转角越大，汽车前部就抬起得越高，转向轮自动回正的作用就越大。第八章 车 桥 主销内倾角既不宜过大，也不宜太小。主销内倾角过大(偏置c减小)，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c增大)，汽车行驶的稳定性和制动稳定性将变差。但在一些
11、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和制动稳定性，主销内倾角一般较大。第八章 车 桥 整体式转向桥的主销内倾角是在制造前轴时将销孔轴线上端向内倾斜而获得的，所以不可调。主销后倾和主销内倾都具有使车轮自动回正及保证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，而与转向角度的大小有关。第八章 车 桥 三、车轮外倾1.定义转向轮安装在转向节上时，其旋转平面上端向外倾斜，这种现象称为转向车轮外倾。车轮旋转平面与垂直于车辆支承面的纵向平面之间的夹角称为车轮外倾角，如图8-2-4所示。第八章 车 桥 图8-2-4
12、 车轮外倾 第八章 车 桥 2作用车轮外倾角的作用是提高车轮工作的安全性和转向操纵的轻便性。第八章 车 桥 3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c(见图8-2-3(a)，使汽车转向轻便。此外，车轮有一定的外倾角也
13、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。第八章 车 桥 四、前轮前束1定义车轮安装在车桥上，两前车轮的中心平面不平行，其前端略向内侧收束，这种现象称为前轮前束。两前轮后端距离A大于前端距离B，其差值AB称为前轮前束值，如图8-2-5所示。第八章 车 桥 图8-2-5 前束 第八章 车 桥 2作用前轮前束的作用是消除因车轮外倾所造成的不良后果，保证车轮不向外滚动，防止车轮侧滑和减轻轮胎的磨损。第八章 车 桥 3原理由于车轮外倾，汽车行驶时，两个车轮的滚动类似于两个锥体的滚动，其轨迹不再是直线而是逐渐向各自的外侧滚开，如图8-2-6所示。但因受车
14、桥和转向横拉杆的约束，两侧车轮不可能向外滚开。这样，车轮在路面上滚动行驶的同时又被强制拉向内侧，产生向内的侧滑，从而加剧轮胎的磨损。有了前束，车轮滚动的轨迹向内侧偏斜，只要前束值与车轮外倾角配合适当，车轮向内、外侧滚动的偏斜量就会相互抵消，使车轮每一瞬间的滚动方向都朝着正前方，从而消除了侧滑，减轻了轮胎的磨损。第八章 车 桥 图8-2-6 车轮外倾产生的车轮运动示意图 第八章 车 桥 第三节 车桥的检修 一、前轴的检修1前轴的磨损(1)若钢板弹簧座平面磨损大于2mm，定位孔磨损大于1mm，则堆焊后加工修复或更换新件。(2)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
15、。若磨损超过极限，可采用镶套法修复。第八章 车 桥 2前轴变形的检修(1)前轴变形的检验。常用的检测方法是如图8-3-1所示的角尺检验法，通过测量a、b值可以判断前轴是否有弯曲和扭转变形。(2)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，以便减少检验、校正的积累误差，提高生产率。一般采用冷压校正法对前轴变形进行校正。第八章 车 桥 图8-3-1 角尺检验法 第八章 车 桥 二、转向节的检修1隐伤的检验转向节的油封轴颈处，因其断面急剧变化，应力集中，故此处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，酿成重大交通事故。因此，二级维护和修理时必须对
16、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。第八章 车 桥 2磨损的检修(1)转向节轴磨损的检修。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。转向节轴轴颈磨损超标后应更换新件。(2)转向节轴锁止螺纹的检验。转向轴锁止螺纹的损伤应不多于2牙。锁止螺母只能用扳手拧入，若能用手拧入，说明螺纹中径磨损松旷，应予以修复或更换转向节。第八章 车 桥(3)转向节上锥孔的检验。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
17、则，更换转向节。第八章 车 桥 三、前轮定位的检查和调整1检查准备检查前轮定位前，车辆应先满足以下条件，否则检查结果无效：(1)汽车停放在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)前悬架弹簧无过大的间隙和损坏。第八章 车 桥 2前轮定位的检查与调整由于主销后倾和前轮外倾角的改变会引起前束的改变，而前束的变化不会影响主销后倾角和前轮外倾角，所以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。桑塔纳2000轿车的主销后倾角和
18、主销内倾角不可调整，下面仅介绍前轮外倾角和前束的检查与调整。第八章 车 桥 1)前轮外倾角当前轮外倾角不正确时，轮胎会出现单边磨损(吃胎)。另外，外倾角过大，高速行驶时车身晃动加剧，转向发“飘”，不易掌握；外倾角过小，则转向太沉，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。检查前轮外倾角可采用水准仪进行静态测量。水准仪如图8-3-2所示。第八章 车 桥 图8-3-2 水准仪 第八章 车 桥 图8-3-3 车轮定位固定支架 第八章 车 桥 图8-3-4 测量车轮外倾角 第八章 车 桥 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前轮外倾角。其步骤如下：(
19、1)松开下摇臂球头销的固定螺母。(2)把外倾调整杆(专用工具40-200)插入图8-3-5中箭头所示的孔中。调整左侧时，从后面插入调整杆；调整右侧时，应从前面插入调整杆。(3)横向移动球头销，直至达到外倾角值。(4)紧固螺母并再次检查外倾角值，需要时重新进行调整。(5)必要时调整前束。第八章 车 桥 图8-3-5 插入外倾调整杆 第八章 车 桥 2)前束前束不当，会出现高速摆振和明显的单侧磨损。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，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
20、度应相同，如图8-3-6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，以同样的方法测出宽度。两次测量结果之差，即为车轮前束。第八章 车 桥 图8-3-6 检查前束 第八章 车 桥 调整前束除使用光学测量仪外，还需要专用工具3075。调整前束是通过改变两侧转向横拉杆的长度来实现的。其步骤如下：(1)将转向器置于中间位置。(2)拧出转向中间轴盖上的螺栓。(3)将带有挂钩“B”的专用工具安置在左转向横拉杆的紧固螺母上，如图8-3-7所示。第八章 车 桥 图8-3-7 调整前束 第八章 车 桥(4)用提供的螺钉将作衬垫的间隔件固定到标有“C”记号的转
21、向器孔中。(5)总前束值分为两半，分别在左、右转向横拉杆上调整。(6)固定转向横拉杆。(7)必要时调整转向盘。(8)拆下专用工具3075。(9)重新拧紧转向中间轴盖上的螺栓，拧紧力矩为20Nm。第八章 车 桥 第四节 车桥的故障诊断 一、转向沉重1故障现象车桥转向沉重的故障现象为汽车转向时，转动方向盘感到沉重费力，并且没有回正感。第八章 车 桥 2故障原因产生车桥转向沉重故障的原因有：(1)转向节臂变形。(2)转向节止推轴承缺油或损坏。(3)转向节主销与衬套间隙过小或缺油。(4)前轴或车架变形引起前轮定位失准。(5)轮胎气压不足。第八章 车 桥 3诊断与排除诊断时先支起前桥，用手转动转向盘，若
22、感到转向很容易，不再有转动困难的感觉，则说明故障部位在前桥与车轮。因为支起前桥后，转向时已不存在车轮与路面的摩擦阻力，转动只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。第八章 车 桥 二、低速摆头1故障现象车桥低速摆头的故障现象为汽车低速直线行驶时前轮摇摆，驾驶员会感到方向不稳，转弯时需大幅度转动方向盘才能控制汽车的行驶方向。第八章 车 桥 2故障原因产生低速摆头故障的原因有：(1)转向节臂装置松动。(2)转向节主销与衬套磨损松旷。(3)轮毂轴承间隙过大。(4)前束过大。(5)轮毂
23、螺栓松动或数量不全。(6)主销后倾角过大。(7)前减振器失效。第八章 车 桥 3诊断与排除如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。第八章 车 桥 三、高速摆振1故障现象车桥高速摆振的故障现象为随着车速的提高，摆振逐渐增大；在某一较高车速范
24、围内出现摆振，行驶不稳，甚至还会有方向盘抖动。第八章 车 桥 2故障原因产生高速摆振故障的原因有：(1)轮毂轴承松旷，使车轮歪斜，在运行时摇摆。(2)轮盘不正或制动鼓磨损过度失圆，歪斜失正。(3)使用翻新轮胎。(4)转向节主销或止推轴承磨损松旷。(5)横、直拉杆弯曲。第八章 车 桥(6)前轮定位值调整不当；前束失调，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。(7)车轮不平衡。(8)转向节弯曲。(9)前钢板弹簧刚度不一致。第八章 车 桥 3诊断与排除(1)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。(2)支起驱动桥，用
25、楔块固定非驱动轮，启动发动机并逐步换入高速挡，使驱动轮达到产生摆振的转速。若这时转向盘出现抖动，则说明故障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。第八章 车 桥(3)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，以及车轮轮辋是否偏摆过大。(4)检查车架是否变形，铆钉有无松动以及前轴是否变形。另外还需检查前钢板弹簧的刚度。(5)检查前轮定位是否正确。第八章 车 桥(6)检查高速摆振故障，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
26、试验，或者将可能引起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。第八章 车 桥 四、行驶跑偏1故障现象车桥跑偏的故障现象为汽车在直线行驶时驾驶员必须紧握方向盘才能保持直线行驶，若稍放松方向盘，汽车会自动偏向一边行驶。第八章 车 桥 2故障原因产生行驶跑偏故障的原因有：(1)前轮定位值不正确，前束调整不当(过大或过小)。(2)左、右前轮主销后倾角或车轮外倾角不相等。(3)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。(4)钢板弹簧一边折断，造成两边弹力不等。(5)转向节或转向节臂弯曲变形。第八章 车 桥(6)前轴或车架弯曲或扭转。(7)左、右两边轮胎气压不相等。(8)前轮毂轴承调整不当，左、右轮毂轴承松紧度不一致。(9)两侧车轮线速度不等。第八章 车 桥 3诊断与排除(1)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。(2)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。(3)测量左、右轴距是否相等。(4)检查前钢板弹簧有无折断，前轴是否变形。(5)若以上均属正常，应对前轮定位进行检查调整。第八章 车 桥 感感 谢谢第八章 车 桥 谢谢，精品课件资料搜集
