科龙汽车底盘构造课件行驶系

汽车底盘构造与维修课件

第2章汽车行驶系

第一节概述

一、行驶系的分类、组成和功用

汽车行驶系一般有轮式、履带式、车轮——履带式等几种。绝大多数的汽车经常在比较坚实的道路上行使，其行使系中直接与路面接触的部分是车轮，因此称之为轮式行驶系，如图2－1所示。

有的汽车行驶系中直接与路面接触部分是履带，则称之为履带式，如图2－2所示。

轮式行驶系一般由车架、车桥、车轮和悬架等四部分组成，前、后车轮分别安装在前后车桥上，车桥又通过前、后悬架与车架相连接，车架是整个汽车的装配基体，这样，行驶系就联结成一个整体，构成汽车的装配基础。

行驶系的主要作用是将传动系传来的转矩转化为汽车行驶的驱动力；将汽车构成一个整体；支承汽车的总质量；承受并传递路面作用于车轮上的力和力矩；减小振动、缓和冲击，保证汽车平顺行驶；与转向系配合，以正确控制汽车的行驶方向。

二、行驶系的受力分析

汽车行驶系支承汽车的总质量Ga及其在前后轮上引起的垂直反力Z1和Z2。即路面对汽车总质量的支撑反力，如图2－3所示。

当驱动桥中的半轴将扭矩Mt传到驱动轮上时，通过轮胎与路面的附着作用，产生路面作用于驱动轮边缘上的向前的纵向反力——驱动力Ft。

在等速行驶情况下，驱动力的一部分用以克服驱动轮本身所承受的滚动阻力，其余大部分则依次经驱动桥的桥壳后悬架传到车架，用来克服汽车上的空气阻力和上坡阻力，还有一部分驱动力再由车架经前悬梁传到从动桥、作用在自由支承在从动桥两端转向节上的从动轮的中心，使从动轮克服滚动阻力向前滚动。于是整个汽车便向前运动。

由于驱动力是作用在驱动轮边缘上的，此力对车轮中心产生的反力矩力图使驱动桥壳旋转，从而使得车架连同整个汽车前部都有向上抬起的趋势。具体表现为前轮上的垂直载荷减小，后轮上的垂直载荷增大。同理，汽车制动时产生的制动力，由车轮经车桥和悬架传给车架，迫使汽车减速或停车。由此力形成的反力矩传到车架后，也有使汽车后部向上抬起的趋势，其结果使后轮上的垂直载荷减小，前轮上的垂直载荷增大。

汽车在弯道上或横向坡上行驶时，车轮与路面之间产生侧向力，此力也是由行驶系传递和承受的。

第二节车架

一、车架的作用

汽车车架俗称大梁，它是跨接在前后车桥上的桥梁式结构，是整个汽车的基础，其上装有发动机、变速器、传动轴、前后桥和车身等总成和部件。车架的作用是使各总成固定在它的上面，使之保持正确的相对位置，并承受和传递力和力矩。

汽车静止时，车架承受着垂直载荷。

汽车行使时，车架会受到比静止载荷大3～4倍或更大的弯曲应力，若路面不平，还将受到扭矩的作用。因此，要求车架强度高、刚度合适；结构简单、质量轻，同时应尽可能降低汽车的重心和获得较大的前轮转向角，以保证汽车行使的稳定性和转向的灵活性。

二、车架的型式和构造

目前汽车车架的结构形式基本上可分成边梁式、中梁式、综合式和无梁式车架。

1.边梁式车架

边梁式车架由左、右两根纵梁和若干根横梁组成,并通过铆钉或焊接将纵梁和横梁连接成坚固的刚性构架，被广泛应用在货车和特种汽车上。

纵梁用低碳合金钢板冲压而成，常见的纵梁断面形状多为槽形，也有做成工字形或箱形断面，横梁用来连接左、右两个纵梁，保证车架的扭转刚度和承受纵向载荷，而且还可支承发动机、散热器等主要部件，通常货车约有5～8根横梁。

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（见图2－4）。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。

2.中梁式车架

中梁式车架又称脊梁式车架，它是由一根贯穿汽车纵向的中央纵梁和若干根横向悬伸托架构成（图2－5）。

中梁式车架的结构特点是中梁的断面可做成管形或箱形，中梁式车架有较大的扭转刚度并使车轮有较大的运动空间，便于采用独立悬架，车架较轻，减小了整车质量，重心也较低，行驶稳定性好。但这种车架制造工艺复杂，精度要求高，总成安装比较困难，维修也不方便，故目前应用不多。

3.综台式车架

综合式车架是由边梁式和中梁式车架结合而成的，如图

2－6所示。车架前段或后段近似边梁结构，便于分别安装发动机或驱动桥，传动轴从中梁中间穿过，这种结构制造工艺复杂，目前应用也不多。

4.无梁式车架

无梁式车架是以车身兼代车架，所有的总成和零部件都安装在车身上，作用于车身的各种力和力矩均由车身承受。所以这种车身也称为承载式车身，如图2-7所示。XX桑塔纳轿车、一汽奥迪100型轿车均采用承载式车身。

1. 车架的检测

（1）用车体矫正机检测

最先进最科学的检测方法是用车体矫正机对车架进行检测。其方法是利用车体矫正机上的测量系统测出被检测车架的各种数据，然后与标准数据比较，找出误差值，并直接用牵引装置进行牵引矫正，最终达到标准。若车架损伤严重，可用矫证机工具库中的工具进行修理，然后再用矫正机检测，直到符合标准为止。若没有车体矫正机，只能用普通方法检测了。

（2）车架变形的检测

①车架宽度的检测

用卷尺或专用游标卡尺测量，车架宽度应不超过基本尺寸的±3mm。三、车架的检修

②纵梁直线度检测用拉线法或直尺检查车架纵梁上平面及侧面纵向的直线度，在任意1000mm长度上的直线度误差应不大于3mm，在全长上的直线度误差应不大于车架长度的0.001，如图2－8所示。

③纵、横梁垂直度的检测用专用角尺进行测量，车架纵梁侧面对上平面的垂直度误差应不大于纵梁高度的0.01；车架各主要横梁对纵梁的垂直度误差应不大于横梁长度的0.002，如图2－9所示。

④钢板弹簧支架销孔中心距及对角线的检测检测车架是否歪斜，可测量对角线加以判断。为保证前后桥轴线平行，必须使铆装在车架上的钢板座销孔中心前后左右距离相适应,如图2-10所示。

图中Ⅰ－车架左右距离相差不大于1mm；Ⅱ、Ⅲ－前后固定支架销孔轴线间距离，当汽车轴距在4000mm以下时，左右距离差不得大于2mm；轴距在4000mm 以上时，左右距离相差不大于3mm。测1与2，3与4，5与6各段对角线长度，其差值均不大于5mm；车架对角线交点距车架中心线的距离不得大于2mm；沿车架测量两纵梁对中心线的距离不得大于2mm。

⑤左、右钢板弹簧固定支架销孔同轴度的检测为使前、后桥安装后，确保两轴心线平行，进一步减小汽车行驶阻力和配合件的早期磨损，必须对左、右钢板支架销孔同轴度进行检测，检测方法如图2-11所示，其同轴度误差不超过1mm。（3）车架裂纹及铆接质量的检测

可用直观检视法和敲击法进行检测。车架应无裂纹，各铆接部位的铆钉应无松动现象。

（4）车架附件的检测

后牵引钩不得有裂损，最大磨损量不应大于5mm，牵引钩与衬套的配合间隙应不大于2mm，缓冲弹簧应无断裂现象且调整得当（用手能转动牵引钩且无轴向松旷感），锁扣应开启灵活，闭合时应能自动进入锁止位置。车架上各支架、托架应连接可靠，无明显变形及裂纹。

2. 车架的修理

（1）车架变形的修理

车架弯曲、扭曲或歪斜变形超过允许值时，应进行矫正：若变形不大，可用专用液压机具（车体矫正机）进行整体冷压矫正。变形严重时，可将车架拆散，对纵、横梁分别进行矫正，然后重新铆合，必要时可采用中性氧化焰或木炭火将变形部位局部加热至暗红色进行热矫正（加热温度不得超过700℃，以免影响车架的性能）。

（2）车架裂纹的修理

采取手工电弧焊进行焊修。

①焊前准备用砂布或钢丝刷等将裂纹附近清洗干净:在裂纹端头前方10mm处钻一直径为3～6mm的止裂孔，以防裂纹断续扩展;用手砂轮在裂纹处开V形坡口，如图2-12所示（图中虚线指用砂纸打磨的X围）。

②施焊用反极直流焊接法焊接:焊接电流为100～140A，焊接电弧应尽量短些，采用直径为4mm的J526焊条，焊条与其运动方向成20o～30o倾角，堆焊高度

不大于基体平面1～2mm，焊后要挫平焊缝，修磨光滑。

③用腹板加强裂纹较长或在受力较大部位时，焊后应用腹板进行加强，腹板可用焊接或铆接结合的方法固定到车架上。采用焊铆结合的方法时，应先焊后铆。铆钉排列如图2-13所示。

焊接腹板时，阴影区禁施焊，如图2-14所示。

长焊缝应断续焊接，如图2-15所示。冷天施焊时，焊接部位应适当预热（100～150 ℃），焊后应将焊渣清除干净，焊缝应光滑、平整，无焊瘤、弧坑、气孔、夹渣等缺陷，咬边深度应不大于0.5mm，咬边长度不大于焊缝长度的15%。

（3）车架的重铆

车架上的铆钉出现松动或被剪断时，用直径略小于铆钉的钻头钻除铆钉，并重新进行铆合。铆合可采用冷铆或热铆。冷铆质量较高，但需要大功率铆合设备，其铆合力较大。热铆的方法是先将铆钉放入炉中加热到樱红色（1000~1100 ℃），然后用气动铆枪或手锤铆合。因其铆合力较小，故应用较广。铆合后，铆钉与铆接面应紧密贴合，缝隙不得超过0.O5mm，铆钉头应无裂纹、歪斜、残缺等现象，原设计用铆钉连接部位不得用螺栓代替。

（4）车架附件的修理

车架上各支架、托架出现明显变形及裂纹时，应更换新件。出现连接松动时，应重新铆接或紧固，后拖钩磨损严重、出现裂损或缓冲弹簧断裂时，应换用新件。牵引钩轴向松旷时，应对缓冲弹簧进行调整。后拖钩与衬套配合间隙过大时，更换新衬套。锁扣开闭不灵活或不能可靠锁止时，应更换新件。

第三节车桥

一、车桥的作用与分类

车桥两端安装车轮，它通过悬架与车架相连。当汽车行驶时，车轮受到的滚动阻力、驱动力、制动力和侧向力及其弯矩和扭矩均通过车桥传递给悬架和车架，同时，车架上的载荷也通过车桥传递给车轮。故车桥的作用是安装车轮，传递车架与车轮之间的各个方向的作用力及其产生的弯矩和扭矩。

车桥根据悬架结构形式分为非断开式和断开式两种。

根据车桥作用可分为转向桥、驱动桥、转向驱动桥和支持桥四种类型。

断开式与非独立悬架配合使用；断开式与独立悬架配合使用。

转向桥和支持桥都属于从动桥，一般货车前桥多为转向桥，后桥或中、后两桥为驱动桥，越野汽车的前桥为转向驱动桥，挂车的车桥为支持桥。

1.转向桥的作用

是利用铰接装置，使装在其两端的车轮偏转一定角度来实现汽车转向，同时，还承受和传递汽车的部分载荷和汽车制动、车轮侧滑等产生的作用力及力矩。

二、转向桥

2.转向桥的组成

由前轴、转向节、主销和轮毅等四部分组成,如图2-16所示。

3.转向桥的主要零部件

（1）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。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。

（2）转向节

转向节是由上、下两叉和支承轮毂的轴构成(见图2－19)，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。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。

（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。常见的主销形式有实心圆柱形，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，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。

（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