第十六章車橋和車輪汽車構造下第十六章車橋和車輪汽車構造下車橋車輪定位車輪與輪胎第一節第二節第三節車橋車輪定位車輪與輪胎第一節第二節第三節第一節車橋1車橋的作用于種類汽車車橋通過懸架與車架(或承載式車身)相連接，其兩端安裝車輪，車橋傳遞車架與車輪之間的各種作用力及其所產生的彎矩和轉矩。按照懸架的結構形式，車橋可分為斷開式車橋和非斷開式車橋，根據車橋的功能。車橋可分為轉向橋、驅動橋、轉向驅動橋、支持橋、隨動轉向橋。第一節車橋1車橋的作用于種類汽車車橋通過懸架與車架(或承載式2022/12/212轉向橋構造轉向橋的功用是利用轉向節使車輪偏轉一定的角度以實現汽車轉向，轉向橋一般在汽車的前部，所以也把前橋稱為轉向橋，整體結構參見圖16-1。圖16-1

常見的轉向橋整體結構1-制動鼓；2-前輪轂；3-前輪轂內軸承；4-前輪轂外軸承；5-轉向橫拉桿接頭防塵套；6-轉向橫拉桿球頭彈簧；7-轉向節襯套；8-轉向節主銷；9-轉向節主銷推力軸承；10-前軸2022/12/182轉向橋構造轉向橋的功用是利用轉向節使車2022/12/21如圖16-2所示的載貨汽車轉向橋，它主要由前軸、轉向節、主銷和輪轂四部分組成。圖16-2

轉向橋1-制動鼓；2-輪轂；3/4-輪轂軸承；5-轉向節；6-油封；7-襯套；8-調整墊片；9-轉向節臂；10-主銷；11-滾子推力軸承；12-前軸2022/12/18如圖16-2所示的載貨汽車轉向橋，它主要2022/12/21載貨汽車前軸常采用工字形斷面，它的中部向下彎曲，可降低發動機的安裝高度，

在前軸兩端各有一個安裝鋼板彈簧的底座，鋼板彈簧安裝在上面，前軸的材料一般為中碳鋼，經模鍛和熱處理而成，轉向節5是一個叉形件，上下兩叉有安裝主銷的同軸孔，通過上下兩叉孔將轉向節安裝在主銷10上，轉向節可以繞主銷轉動，在轉向節軸上安裝車輪，在軸的根部制有安裝制動底板的凸緣，轉向節的材料多為性能較好的中碳合金鋼，并經過模鍛和熱處理而成，主銷的作用是鉸接前軸與轉向節，主銷的中部切有凹槽，楔形鎖銷與它上面的凹槽配合，限制主銷相對于前軸轉動，主銷與轉向節上的銷孔是動配合，以便實現轉向，輪轂2通過內外兩個輪轂軸承安裝在轉向節軸上，軸承的預緊度通過調整螺母進行調整，調好后用鎖緊墊圈鎖緊，在鎖緊墊圈外端裝有止推墊圈和鎖緊螺母，擰緊鎖緊螺母后應當彎曲止推墊圈包住螺母，防止松動。2022/12/18載貨汽車前軸常采用工字形斷面，它的中部向2022/12/213轉向驅動橋轉向驅動橋是既有轉向功能又有驅動功能的車橋，圖16-3是一種典型的乘用車轉向驅動橋。動力經過主減速器、差速器(圖中未畫出)傳給左右驅動軸及萬向節6、7，再由它們傳給車輪，驅動車輪轉動，轉動轉向盤，通過轉向器4帶動左、右橫拉桿3移動，使轉向節臂2轉動，帶動車輪擺動，實現汽車轉向。圖16-2

轉向驅動橋1-與車輪連接的凸緣盤；2-轉向節臂；3-左、右橫拉桿；4-轉向器；5-轉向助力器；6/7-左、右驅動軸及萬向節；8-穩定桿2022/12/183轉向驅動橋轉向驅動橋是既有轉向功能又有2022/12/214隨動轉向橋1、多橋汽車隨動轉向橋的結構特點汽車的隨動轉向橋主要由主銷、穩定裝置、車軸、鎖止裝置、橫拉桿等組成(圖16-3、圖16-4)，通過橫拉桿把左、右車輪連接起來，實現兩側車輪同步轉向。圖16-3

隨動轉向橋1-轉向節臂；2-轉向橫拉桿臂；3-車橋；4-轉向鎖止缸；5-轉向緩沖器；6-轉向橫拉桿圖16-4

隨動轉向橋結構圖1-主銷；2-穩定裝置；3-車軸；4-輪轂及制動器總成；5-倒車鎖止裝置；6-橫拉桿2022/12/184隨動轉向橋1、多橋汽車隨動轉向橋的結構2022/12/212、隨動轉向橋原理(以三橋汽車為例)隨動轉向橋可以減小整車轉彎半徑，使得所有車橋轉彎瞬間接近理想狀態，從而減少第三橋輪胎磨損。1)隨動轉向橋功能（1）隨動轉向功能隨動橋采用與轉向橋相似的車輪定位參數：主銷后傾角、主銷內傾角、車輪外傾角和車輪前束(工作原理在第二節中詳述)。在隨動橋起隨動作用的過程中，主要是主銷后傾角形成的后傾力臂起作用，主銷后傾角在前、中橋進行轉向時，為保持轉向軌跡，在隨動橋車輪與接地處受到地面摩擦力的作用，產生隨動轉向力矩，使得隨動轉向橋車輪產生偏轉，該偏轉角由前橋和后橋的轉向狀態所決定，主銷內傾角和車輪的外傾角能夠使隨動橋在直線行駛的時候具有自動回正作用，這樣在直線行駛時能夠滿足直線行駛的穩定性，同時，有了車輪外傾角和車輪前束也能夠減少輪胎的偏磨。2022/12/182、隨動轉向橋原理(以三橋汽車為例)2022/12/21（2）減小轉彎半徑普通三橋車輛的雙后軸剛性連接時，其回轉中心按照雙后軸中心線位置決定，雙后軸軸距越大，轉向半徑也越大，轉向機動性差，第三軸的車輪橫向滑移變大，增加了輪胎磨損，如圖16-5所示。圖16-5無隨動轉向橋的轉向示意圖2022/12/18（2）減小轉彎半徑圖16-5無隨動轉向2022/12/21在低速行駛時，鎖止缸解除鎖止作用，使隨動橋處于隨動狀態，這樣能夠減少低速行駛時的輪胎磨損，降低駕駛員操作強度。（2）鎖止缸的工作原理.鎖止缸一端固定，另外一端安裝在轉向節上，

鎖止缸安裝如圖16-4所示，鎖止缸的結構如圖16-6所示。鎖止缸是通過向缸體充氣，并控制推桿5和可調撥叉11的行程對車橋的轉向進行控制。圖16-6鎖止缸結構圖1-進氣口端蓋；2-活塞；3-密封圈；4-鎖止缸支架；5-推桿；6-復位彈簧；7-鎖止缸固定螺栓；8-限位端蓋；9-防塵罩；10-鎖緊螺母；11-可調撥叉；12-撥叉連接銷子2）轉向橋鎖止缸（1）隨動橋隨動狀態的控制為了達到隨動的效果，并且考慮高速行駛的整車操作穩定性，通常是使鎖止缸在高速行駛時進行鎖止，這樣，使隨動橋終止隨動功能，使整車的行駛操作穩定性增強，而2022/12/18在低速行駛時，鎖止缸解除鎖止作用，使隨動2022/12/214)穩定裝置在一些大型多橋汽車上，設有穩定裝置，以保證車輪行駛的穩定性。穩定裝置有三種不同結構：空氣囊式(圖16-5)、氣室推桿式(圖16-7a)、機械彈簧式(圖16-7b)。圖16-7

穩定裝置的結構形式ａ)氣室推桿式；ｂ)機械彈簧式3)轉向緩沖器由于隨動轉向橋是根據第一軸和第二軸的行駛軌跡來確定行駛軌跡，因此.不可避免地會受到路面的側向力，這樣可能會引起整車的駕駛操作強度增大和整車的行駛穩定性降低，輪胎磨損加快，為減少這些負面因素，在隨動橋上加裝了轉向緩沖器(圖16-4)。2022/12/184)穩定裝置圖16-7穩定裝置的結構形2022/12/213、典型乘用車后橋隨動轉向裝置圖16-8

典型乘用車隨動轉向橋(后橋)ａ)后橋的整體結構；ｂ)局部結構圖1-單縱臂；2-左懸架扭桿彈簧；3-橫向穩定桿端頭螺栓；4-橫向穩定桿的套管；5-橫向穩定桿；6-右懸架扭桿彈簧；7/9-減振器的固定螺栓；8-減振器；10-后自偏轉彈性墊塊；11-扭桿彈簧支架；12-前自偏轉彈性墊塊2022/12/183、典型乘用車后橋隨動轉向裝置圖16-8車輪定位第二節1前輪定位的基本原理1、主銷后傾主銷裝在前軸上，其上端略向后傾斜，這種現象稱為主銷后傾。在汽車縱向垂直平面內，主銷軸線與垂線之間的夾角γ叫作主銷后傾角，見圖16-9。主銷后傾的主要作用是在汽車轉彎后，前輪能自動回正，以保持汽車直線行駛的穩定性。圖16-9

主銷后傾示意圖車輪定位第二節1前輪定位的基本原理1、主銷后傾圖16-9主2022/12/21主銷后傾使主銷軸線的延長線與路面的交點ａ位于輪胎與地面的接觸點ｂ之前，這樣ｂ點到ａ點之間就有一段垂直的距離ｌ。若汽車轉彎時(如圖中所示向右轉彎)，則汽車產生的離心力將引起路面對車輪的側向反作用力Ｙ，Ｙ通過ｂ點作用于輪胎上，形成一個使車輪回轉的轉矩Ｍ(Ｍ＝Ｙｌ)，其方向與車輪偏轉方向相反，它有使車輪恢復到原來中間位置的趨勢，此轉矩也稱為穩定轉矩。2022/12/18主銷后傾使主銷軸線的延長線與路面的交點ａ2022/12/212、主銷內傾主銷安裝到前軸上后，其上端略向內傾斜，這種現象稱為主銷內傾，在汽車橫向垂直平面內，主銷軸線與垂線之間的夾角β叫作主銷內傾角，如圖16-10所示，主銷內傾角的作用是汽車轉彎后，使車輪自動回正，保持汽車直線行駛的穩定性，當轉向輪在外力的作用下繞主銷轉動時(圖16-10c)，假設車輪旋轉180°，若前軸在空間位置不動，則前輪將由A位置旋轉到B位置，因為主銷是向內傾斜的，故車輪旋轉到B位置時，它的最低點將陷入路面以下h距離，但事實上車輪是不可能陷入路面以下的，而只能是將汽車前部向上抬起相應的高度h，這也就是說，在轉向過程中由于主銷內傾，將汽車前部抬高了h高度，這樣，在轉向過程中，始終有一個前軸重力的分力作用在車輪上，使車輪自動回正，內傾角越大或前輪轉向角越大，則汽車前部抬起就越高，前輪的自動回正作用就越加強烈，但是轉向時轉動轉向盤費力(即外力要大)，轉向輪的輪胎磨損增加，反之，內傾角小或前轉向角小時，前輪的自動回正作用也就小，一般主銷內傾角β在5°~8°為宜。2022/12/182、主銷內傾2022/12/21圖16-10

主銷內傾示意圖2022/12/18圖16-10主銷內傾示意圖2022/12/213、前輪外傾前輪安裝在車橋上時，其旋轉平面上方略向外傾斜，這種現象稱為前輪外傾，前輪旋轉平面與縱向垂直平面之間的夾角α，叫作前輪外傾角，如圖16-10a)所示。前輪外傾的作用在于提高前輪工作的安全性和轉向操縱輕便性，由于主銷與襯套之間存在有間隙，若空車時前輪垂直地面，則滿載后，上述間隙將發生變化，可能引起車輪上部向內傾斜，另外，前輪在滿載時也將產生變形，使車輪上部向內傾斜，這就會出現前輪內傾，前輪內傾后，地面垂直反力便產生一沿轉向節向外的分力，此力使外軸承及其鎖緊螺母等件的載荷增大、壽命縮短，嚴重時使前輪脫出，當前輪預留有外傾角時，就能防止前輪出現負外傾現象。4、前輪前束如圖16-11所示，汽車兩個前輪的旋轉平面不平行，前端略向內束，這種現象稱為前輪前束，左、右兩輪間其后方距離Ａ與前方距離Ｂ之差值(Ａ－Ｂ)稱為前束值，前輪前束的作用就是消除由于前輪外傾帶來的不良影響，使前輪具有純滾動2022/12/183、前輪外傾2022/12/21行駛的能力，前輪有了外傾角后，車輪在滾動時類似于滾錐，兩側車輪有向外側滾動的趨勢，由于車橋和轉向橫拉桿的約束，兩前輪在向前外側滾動的同時向內側橫向滑動，車輪在地面上出現邊滾邊滑的現象，其結果使輪胎磨損增加，俗稱“吃胎”，當前輪前束后，錐體中心前移，兩前輪有向內側滾動趨勢，車輪前束與前輪外傾恰當配合后，車輪在每一個滾動的瞬時都為純滾動，從而減少了輪胎的磨損，前輪前束可通過改變橫拉桿的長度來調整，使前束值符合規定技術要求。圖16-11前輪前束2022/12/18行駛的能力，前輪有了外傾角后，車輪在滾動2022/12/212當代乘用車四輪定位的特點(１)不僅前輪有定位內容，后輪也有定位內容；(２)由于輪胎寬而軟，橫向的、縱向的、徑向的彈性變形量大，對汽車的操縱性、穩定性、安全性影響力度加大，如定位不準確，輪胎的磨損量和偏磨損量也加大(如:前輪擺振等)；(３)前輪多采用獨立懸架，它是依靠懸架系統中的桿件幾何形狀，來獲得合理的定位角度，因定位件和連接件及球關節多，在使用過程中磨損、松曠、變形量加大，正確的幾何定位角度容易失準(如:行駛跑偏問題)；(４)由于懸架彈簧軟，車輪和車身相對位置變化量大，因其間是轉向系統的桿件和球關節件連接，相互間的運動干涉量大，對使用性能的影響力度大(如:點制動前輪擺振問題)；2022/12/182當代乘用車四輪定位的特點(１)不僅前輪2022/12/21(５)獨立懸架的主銷軸線不是實體，而是螺旋彈簧的上支點與下擺臂球頭銷的連線，它是轉向輪的實際轉動中心線，與減振器的中心線不重合，但與萬向節的球心重合，以防運動干涉；(６)大部分乘用車有轉向助力系統，可以保證轉向輕便，前輪定位參數可以打破常規，朝著更有利的功能要求方向發展(如:主銷大內傾問題）；(７)轉向驅動合為一體后，可使汽車的操縱性和穩定性有較大的改善，可使其他性能得到更合理的滿足(如車輪負外傾問題)。2022/12/18(５)獨立懸架的主銷軸線不是實體，而是螺2022/12/21車輪與輪胎第三節1車輪車輪主要由輪輞、輻盤(輪盤)、輪轂、輪轂軸承等部件組成，盤式車輪輪輞和輪轂是由鋼質(或鋁合金)輻盤連接起來，如圖16-12所示。輻盤與輪輞通過焊接或鉚接固定成一體，輻盤上制有螺栓孔用端部帶有球面凸起的螺母與輪轂相連接，以便在安裝時對正中心和車輪互換，多數汽車的輪盤上一般開幾個大孔或制作成輻條式，便于拆裝、輪胎充氣及制動鼓散熱等，同時也減小了質量。圖16-12

盤式車輪1-擋圈；2-輪輞；3-輪轂；4-螺栓；5-凸緣；6-輻盤；7-氣門孔2022/12/18車輪與輪胎第三節1車輪車輪主要由輪輞、輻2022/12/21輪輞的作用是用以安裝輪胎，

按結構特點，輪輞可分為深式、平式和可拆式三種基本形式，如圖16-13所示。圖16-13

輪輞的基本形式ａ)深式輪輞；ｂ)平式輪輞；ｃ)可拆式輪輞1-輪盤；2/5-擋圈；3-鎖環；4-輪輞2022/12/18輪輞的作用是用以安裝輪胎，按結構特點，2022/12/212、輪轂軸承大型車輛多采用內、外兩個輪轂軸承，其結構見圖16-14，軸承的預緊度由調整螺母來調節。現代小型汽車的輪轂軸承具有重量輕、尺寸小、強度高、可靠性好、維修方便等特點，如圖16-15所示，把傳遞驅動轉矩的等速聯軸器與輪轂軸承內圈固定在一起，使輪轂軸承總體結構緊湊。2022/12/182、輪轂軸承2022/12/21圖16-14載貨汽車雙后輪的結構圖1-制動鼓固定螺釘；2-輪轂內軸承；3-輪轂外軸承；4-螺釘；5-止動墊圈鎖銷；6-輪轂軸承調整螺母；7-輪轂軸承鎖緊螺母；8-止動墊圈；9-螺釘；10-開口錐形墊圈；11-螺母；12-套螺母；13-外輻盤；14-內輻盤；15-螺栓；16-輪轂；17-油封；18-半軸；19-橋殼；20-輪轂圖16-15

輪轂軸承1-凸緣(連接車輪)；2-軸承；3-輪速傳感器；4-等速聯軸器2022/12/18圖16-14載貨汽車雙后輪的結構圖圖12022/12/212輪胎1、輪胎的作用與分類輪胎安裝在輪輞上，輪胎直接與路面接觸，它的作用是:(1)支承汽車的總質量；(2)與懸架一起吸收、緩和汽車行駛時所受到的部分沖擊和衰減由此而產生的振動，以保證汽車具有良好的乘坐舒適性和行駛平順性。(3)保證車輪與路面有良好的附著能力，以提高汽車的動力性、制動性和通過性。2022/12/182輪胎1、輪胎的作用與分類2022/12/212、有內胎輪胎構造有內胎輪胎由外胎、內胎和墊帶等組成，見圖16-16。內胎是一個環形粗橡膠管，上面裝有氣門嘴以便充入或排出空氣，墊帶是一個環形橡膠帶，安裝在內胎與輪輞之間，防止內胎被輪輞及外胎的胎圈擦傷，外胎是一個具有一定彈性的高強度外殼，它保護內胎不受外來損害，外胎直接與地面接觸，外胎可根據其胎體中簾線排列方向的不同，分為斜交輪胎、子午線輪胎。圖16-16

有內胎輪胎的組成1-外胎；2-內胎；3-墊帶2022/12/182、有內胎輪胎構造圖16-16有內胎輪2022/12/21簾布層是外胎的骨架，也稱胎體，其主要作用是承受負荷，保持外胎的形狀和尺寸，通常，由多層掛膠簾線用橡膠黏合而成。簾布層的簾線按一定角度交叉排列。斜交輪胎的簾線與輪胎橫斷面(子午斷面)有一定的交角，見圖16-17a)。子午線輪胎用鋼絲或纖維織物作簾布層，簾布層簾線排列方向與輪胎子午斷面一致(即與胎面中心線呈90°角)，從一側胎邊穿過胎面到另一側胎邊，這樣的簾線分布就像地球上的子午線，故稱子午線輪胎，各層簾線彼此不相交，見圖16-17c，其簾線與胎面中心線簾線這種排列使其強度被充分利用，故它的簾布層數比斜交輪胎可減少近一半，耐磨性好，使用壽命長，滾動阻力小，節約燃料，承載能力大，緩沖能力強，所以子午線輪胎廣泛使用，簾線材料可以是棉線、人造絲、尼龍或鋼絲等。2022/12/18簾布層是外胎的骨架，也稱胎體，其主要作用2022/12/21緩沖層位于胎面和簾布層之間，其作用是加強胎面和簾布層的接合，防止緊急制動時胎面從簾布層上脫離，緩和汽車行駛時路面對輪胎的沖擊和振動，緩沖層一般由稀疏的簾線和富有彈性的橡膠制成。緩沖層位于胎面和簾布層之間。其作用是加強胎面和簾布層的接合，防止緊急制動時胎面從簾布層上脫離，緩和汽車行駛時路面對輪胎的沖擊和振動，緩沖層一般由稀疏的簾線和富有彈性的橡膠制成。帶束層是用來承受輪胎胎面的大部分內壓力和地面沖擊力，同時能夠阻止胎面周向伸長和壓縮變形(圖16-17b、c)，胎面是外胎的外表面，包括胎冠、胎肩和胎側，胎冠與路面接觸，直接承受沖擊和磨損，保護簾布層和內胎免受機械損傷，為使輪胎與路面之間有良好的附著性能，胎面上制有各種凹凸花紋。2022/12/18緩沖層位于胎面和簾布層之間，其作用是加強2022/12/21圖16-17

胎體結構與簾線布置形式ａ)普通斜交輪胎；ｂ)帶束斜交輪胎；ｃ)子午線輪胎1-胎面；2-緩沖層；3-簾布層；4-帶束層2022/12/18圖16-17胎體結構與簾線布置形式2022/12/213、無內胎輪胎的構造無內胎的輪胎與有內胎的輪胎在外觀上近似，所不同的是無內胎輪胎沒有內胎和墊帶，空氣直接充入外胎中，由輪胎和輪輞保證密封，如圖16-18所示。圖16-18

無內胎輪胎1-橡膠密封層；2-胎圈橡膠密封層；3-氣門嘴；4-橡膠密封墊；5-氣門嘴帽；6-輪輞2022/12/183、無內胎輪胎的構造圖16-18無內胎2022/12/214、子午線輪胎與普通斜交輪胎的對比子午線輪胎和普通斜交輪胎的結構差別，見圖16-17，子午線輪胎的特點是:（1）簾布層簾線排列的方向與輪胎的子午斷面一致；（2）簾線在圓周方向上只靠橡膠來連接，因此，為了承受行駛時產生的較大切向力，制備若干層簾線與子午斷面呈大角度(交角為70°~75°)、高強度、不易拉伸的周向環形的帶束層(圖16-17c)。由上述可以看出，子午線輪胎的優點是：（1）附著性能好，胎面滑移小，滾動阻力小，使用壽命長；（2）胎冠較厚且有堅硬的帶束層，行駛時變形小，可降低油耗3％~8％；（3）簾布層數少，胎側薄，所以散熱性能好；（4）徑向彈性大，緩沖性能好，負荷能力較大；（5）在承受側向力時，接地面積基本不變，故在轉向行駛和高速行駛時穩定性好。2022/12/184、子午線輪胎與普通斜交輪胎的對比2022/12/21它的缺點是：因胎側較薄、柔軟，胎冠較厚，在其與胎側過渡區易產生裂口，吸振能力弱，胎面噪聲大，制造技術要求高，成本也高。斜交輪胎的優點是：輪胎噪聲小，胎面柔軟、制造容易，價格也較子午線輪胎便宜；它的缺點是:轉向行駛時，接地面積小，胎冠滑移大，抗側向力能力差，高速行駛時穩定性差，滾動阻力較大。2022/12/18它的缺點是：因胎側較薄、柔軟，胎冠較厚，2022/12/215、超寬輪胎如圖16-19所示，超寬輪胎的斷面寬度是普通輪胎的1.5--2倍，在大、中型汽車使用超寬輪胎，可以代替傳統的雙輪胎結構，減輕了整車重量，安裝和維護方便，可靠性高，安全性好，該輪胎應用在越野汽車上，能夠提高汽車在路況條件較差情況下的行駛性能。圖16-19超寬輪胎與普通輪胎的對比1-普通輪胎；2-超寬輪胎2022/12/185、超寬輪胎圖16-19超寬輪胎與普通2022/12/217、汽車輪胎防爆裝置1）保險環式的防爆裝置；2）胎側強化型防爆裝置汽車輪胎安裝防爆裝置的優點是：(１)保證汽車在任何情況突然爆胎時，都不會引發翻車事故，并能繼續正常高速行駛；(２)能保證汽車當一個或多個輪胎意外泄氣，也能正常行駛幾十公里再補、換胎，不會損壞輪胎；(３)在雨天、夜間等特殊天氣不便更換輪胎的情況下或是高速公路等停車危險地帶，不必更換輪胎也可繼續行駛；(４)由于可以省去備用胎，因此能減輕車身重量，節省空間。2022/12/187、汽車輪胎防爆裝置第十六章車橋和車輪汽車構造下第十六章車橋和車輪汽車構造下車橋車輪定位車輪與輪胎第一節第二節第三節車橋車輪定位車輪與輪胎第一節第二節第三節第一節車橋1車橋的作用于種類汽車車橋通過懸架與車架(或承載式車身)相連接，其兩端安裝車輪，車橋傳遞車架與車輪之間的各種作用力及其所產生的彎矩和轉矩。按照懸架的結構形式，車橋可分為斷開式車橋和非斷開式車橋，根據車橋的功能。車橋可分為轉向橋、驅動橋、轉向驅動橋、支持橋、隨動轉向橋。第一節車橋1車橋的作用于種類汽車車橋通過懸架與車架(或承載式2022/12/212轉向橋構造轉向橋的功用是利用轉向節使車輪偏轉一定的角度以實現汽車轉向，轉向橋一般在汽車的前部，所以也把前橋稱為轉向橋，整體結構參見圖16-1。圖16-1

常見的轉向橋整體結構1-制動鼓；2-前輪轂；3-前輪轂內軸承；4-前輪轂外軸承；5-轉向橫拉桿接頭防塵套；6-轉向橫拉桿球頭彈簧；7-轉向節襯套；8-轉向節主銷；9-轉向節主銷推力軸承；10-前軸2022/12/182轉向橋構造轉向橋的功用是利用轉向節使車2022/12/21如圖16-2所示的載貨汽車轉向橋，它主要由前軸、轉向節、主銷和輪轂四部分組成。圖16-2

轉向橋1-制動鼓；2-輪轂；3/4-輪轂軸承；5-轉向節；6-油封；7-襯套；8-調整墊片；9-轉向節臂；10-主銷；11-滾子推力軸承；12-前軸2022/12/18如圖16-2所示的載貨汽車轉向橋，它主要2022/12/21載貨汽車前軸常采用工字形斷面，它的中部向下彎曲，可降低發動機的安裝高度，

在前軸兩端各有一個安裝鋼板彈簧的底座，鋼板彈簧安裝在上面，前軸的材料一般為中碳鋼，經模鍛和熱處理而成，轉向節5是一個叉形件，上下兩叉有安裝主銷的同軸孔，通過上下兩叉孔將轉向節安裝在主銷10上，轉向節可以繞主銷轉動，在轉向節軸上安裝車輪，在軸的根部制有安裝制動底板的凸緣，轉向節的材料多為性能較好的中碳合金鋼，并經過模鍛和熱處理而成，主銷的作用是鉸接前軸與轉向節，主銷的中部切有凹槽，楔形鎖銷與它上面的凹槽配合，限制主銷相對于前軸轉動，主銷與轉向節上的銷孔是動配合，以便實現轉向，輪轂2通過內外兩個輪轂軸承安裝在轉向節軸上，軸承的預緊度通過調整螺母進行調整，調好后用鎖緊墊圈鎖緊，在鎖緊墊圈外端裝有止推墊圈和鎖緊螺母，擰緊鎖緊螺母后應當彎曲止推墊圈包住螺母，防止松動。2022/12/18載貨汽車前軸常采用工字形斷面，它的中部向2022/12/213轉向驅動橋轉向驅動橋是既有轉向功能又有驅動功能的車橋，圖16-3是一種典型的乘用車轉向驅動橋。動力經過主減速器、差速器(圖中未畫出)傳給左右驅動軸及萬向節6、7，再由它們傳給車輪，驅動車輪轉動，轉動轉向盤，通過轉向器4帶動左、右橫拉桿3移動，使轉向節臂2轉動，帶動車輪擺動，實現汽車轉向。圖16-2

轉向驅動橋1-與車輪連接的凸緣盤；2-轉向節臂；3-左、右橫拉桿；4-轉向器；5-轉向助力器；6/7-左、右驅動軸及萬向節；8-穩定桿2022/12/183轉向驅動橋轉向驅動橋是既有轉向功能又有2022/12/214隨動轉向橋1、多橋汽車隨動轉向橋的結構特點汽車的隨動轉向橋主要由主銷、穩定裝置、車軸、鎖止裝置、橫拉桿等組成(圖16-3、圖16-4)，通過橫拉桿把左、右車輪連接起來，實現兩側車輪同步轉向。圖16-3

隨動轉向橋1-轉向節臂；2-轉向橫拉桿臂；3-車橋；4-轉向鎖止缸；5-轉向緩沖器；6-轉向橫拉桿圖16-4

隨動轉向橋結構圖1-主銷；2-穩定裝置；3-車軸；4-輪轂及制動器總成；5-倒車鎖止裝置；6-橫拉桿2022/12/184隨動轉向橋1、多橋汽車隨動轉向橋的結構2022/12/212、隨動轉向橋原理(以三橋汽車為例)隨動轉向橋可以減小整車轉彎半徑，使得所有車橋轉彎瞬間接近理想狀態，從而減少第三橋輪胎磨損。1)隨動轉向橋功能（1）隨動轉向功能隨動橋采用與轉向橋相似的車輪定位參數：主銷后傾角、主銷內傾角、車輪外傾角和車輪前束(工作原理在第二節中詳述)。在隨動橋起隨動作用的過程中，主要是主銷后傾角形成的后傾力臂起作用，主銷后傾角在前、中橋進行轉向時，為保持轉向軌跡，在隨動橋車輪與接地處受到地面摩擦力的作用，產生隨動轉向力矩，使得隨動轉向橋車輪產生偏轉，該偏轉角由前橋和后橋的轉向狀態所決定，主銷內傾角和車輪的外傾角能夠使隨動橋在直線行駛的時候具有自動回正作用，這樣在直線行駛時能夠滿足直線行駛的穩定性，同時，有了車輪外傾角和車輪前束也能夠減少輪胎的偏磨。2022/12/182、隨動轉向橋原理(以三橋汽車為例)2022/12/21（2）減小轉彎半徑普通三橋車輛的雙后軸剛性連接時，其回轉中心按照雙后軸中心線位置決定，雙后軸軸距越大，轉向半徑也越大，轉向機動性差，第三軸的車輪橫向滑移變大，增加了輪胎磨損，如圖16-5所示。圖16-5無隨動轉向橋的轉向示意圖2022/12/18（2）減小轉彎半徑圖16-5無隨動轉向2022/12/21在低速行駛時，鎖止缸解除鎖止作用，使隨動橋處于隨動狀態，這樣能夠減少低速行駛時的輪胎磨損，降低駕駛員操作強度。（2）鎖止缸的工作原理.鎖止缸一端固定，另外一端安裝在轉向節上，

鎖止缸安裝如圖16-4所示，鎖止缸的結構如圖16-6所示。鎖止缸是通過向缸體充氣，并控制推桿5和可調撥叉11的行程對車橋的轉向進行控制。圖16-6鎖止缸結構圖1-進氣口端蓋；2-活塞；3-密封圈；4-鎖止缸支架；5-推桿；6-復位彈簧；7-鎖止缸固定螺栓；8-限位端蓋；9-防塵罩；10-鎖緊螺母；11-可調撥叉；12-撥叉連接銷子2）轉向橋鎖止缸（1）隨動橋隨動狀態的控制為了達到隨動的效果，并且考慮高速行駛的整車操作穩定性，通常是使鎖止缸在高速行駛時進行鎖止，這樣，使隨動橋終止隨動功能，使整車的行駛操作穩定性增強，而2022/12/18在低速行駛時，鎖止缸解除鎖止作用，使隨動2022/12/214)穩定裝置在一些大型多橋汽車上，設有穩定裝置，以保證車輪行駛的穩定性。穩定裝置有三種不同結構：空氣囊式(圖16-5)、氣室推桿式(圖16-7a)、機械彈簧式(圖16-7b)。圖16-7

穩定裝置的結構形式ａ)氣室推桿式；ｂ)機械彈簧式3)轉向緩沖器由于隨動轉向橋是根據第一軸和第二軸的行駛軌跡來確定行駛軌跡，因此.不可避免地會受到路面的側向力，這樣可能會引起整車的駕駛操作強度增大和整車的行駛穩定性降低，輪胎磨損加快，為減少這些負面因素，在隨動橋上加裝了轉向緩沖器(圖16-4)。2022/12/184)穩定裝置圖16-7穩定裝置的結構形2022/12/213、典型乘用車后橋隨動轉向裝置圖16-8

典型乘用車隨動轉向橋(后橋)ａ)后橋的整體結構；ｂ)局部結構圖1-單縱臂；2-左懸架扭桿彈簧；3-橫向穩定桿端頭螺栓；4-橫向穩定桿的套管；5-橫向穩定桿；6-右懸架扭桿彈簧；7/9-減振器的固定螺栓；8-減振器；10-后自偏轉彈性墊塊；11-扭桿彈簧支架；12-前自偏轉彈性墊塊2022/12/183、典型乘用車后橋隨動轉向裝置圖16-8車輪定位第二節1前輪定位的基本原理1、主銷后傾主銷裝在前軸上，其上端略向后傾斜，這種現象稱為主銷后傾。在汽車縱向垂直平面內，主銷軸線與垂線之間的夾角γ叫作主銷后傾角，見圖16-9。主銷后傾的主要作用是在汽車轉彎后，前輪能自動回正，以保持汽車直線行駛的穩定性。圖16-9

主銷后傾示意圖車輪定位第二節1前輪定位的基本原理1、主銷后傾圖16-9主2022/12/21主銷后傾使主銷軸線的延長線與路面的交點ａ位于輪胎與地面的接觸點ｂ之前，這樣ｂ點到ａ點之間就有一段垂直的距離ｌ。若汽車轉彎時(如圖中所示向右轉彎)，則汽車產生的離心力將引起路面對車輪的側向反作用力Ｙ，Ｙ通過ｂ點作用于輪胎上，形成一個使車輪回轉的轉矩Ｍ(Ｍ＝Ｙｌ)，其方向與車輪偏轉方向相反，它有使車輪恢復到原來中間位置的趨勢，此轉矩也稱為穩定轉矩。2022/12/18主銷后傾使主銷軸線的延長線與路面的交點ａ2022/12/212、主銷內傾主銷安裝到前軸上后，其上端略向內傾斜，這種現象稱為主銷內傾，在汽車橫向垂直平面內，主銷軸線與垂線之間的夾角β叫作主銷內傾角，如圖16-10所示，主銷內傾角的作用是汽車轉彎后，使車輪自動回正，保持汽車直線行駛的穩定性，當轉向輪在外力的作用下繞主銷轉動時(圖16-10c)，假設車輪旋轉180°，若前軸在空間位置不動，則前輪將由A位置旋轉到B位置，因為主銷是向內傾斜的，故車輪旋轉到B位置時，它的最低點將陷入路面以下h距離，但事實上車輪是不可能陷入路面以下的，而只能是將汽車前部向上抬起相應的高度h，這也就是說，在轉向過程中由于主銷內傾，將汽車前部抬高了h高度，這樣，在轉向過程中，始終有一個前軸重力的分力作用在車輪上，使車輪自動回正，內傾角越大或前輪轉向角越大，則汽車前部抬起就越高，前輪的自動回正作用就越加強烈，但是轉向時轉動轉向盤費力(即外力要大)，轉向輪的輪胎磨損增加，反之，內傾角小或前轉向角小時，前輪的自動回正作用也就小，一般主銷內傾角β在5°~8°為宜。2022/12/182、主銷內傾2022/12/21圖16-10

主銷內傾示意圖2022/12/18圖16-10主銷內傾示意圖2022/12/213、前輪外傾前輪安裝在車橋上時，其旋轉平面上方略向外傾斜，這種現象稱為前輪外傾，前輪旋轉平面與縱向垂直平面之間的夾角α，叫作前輪外傾角，如圖16-10a)所示。前輪外傾的作用在于提高前輪工作的安全性和轉向操縱輕便性，由于主銷與襯套之間存在有間隙，若空車時前輪垂直地面，則滿載后，上述間隙將發生變化，可能引起車輪上部向內傾斜，另外，前輪在滿載時也將產生變形，使車輪上部向內傾斜，這就會出現前輪內傾，前輪內傾后，地面垂直反力便產生一沿轉向節向外的分力，此力使外軸承及其鎖緊螺母等件的載荷增大、壽命縮短，嚴重時使前輪脫出，當前輪預留有外傾角時，就能防止前輪出現負外傾現象。4、前輪前束如圖16-11所示，汽車兩個前輪的旋轉平面不平行，前端略向內束，這種現象稱為前輪前束，左、右兩輪間其后方距離Ａ與前方距離Ｂ之差值(Ａ－Ｂ)稱為前束值，前輪前束的作用就是消除由于前輪外傾帶來的不良影響，使前輪具有純滾動2022/12/183、前輪外傾2022/12/21行駛的能力，前輪有了外傾角后，車輪在滾動時類似于滾錐，兩側車輪有向外側滾動的趨勢，由于車橋和轉向橫拉桿的約束，兩前輪在向前外側滾動的同時向內側橫向滑動，車輪在地面上出現邊滾邊滑的現象，其結果使輪胎磨損增加，俗稱“吃胎”，當前輪前束后，錐體中心前移，兩前輪有向內側滾動趨勢，車輪前束與前輪外傾恰當配合后，車輪在每一個滾動的瞬時都為純滾動，從而減少了輪胎的磨損，前輪前束可通過改變橫拉桿的長度來調整，使前束值符合規定技術要求。圖16-11前輪前束2022/12/18行駛的能力，前輪有了外傾角后，車輪在滾動2022/12/212當代乘用車四輪定位的特點(１)不僅前輪有定位內容，后輪也有定位內容；(２)由于輪胎寬而軟，橫向的、縱向的、徑向的彈性變形量大，對汽車的操縱性、穩定性、安全性影響力度加大，如定位不準確，輪胎的磨損量和偏磨損量也加大(如:前輪擺振等)；(３)前輪多采用獨立懸架，它是依靠懸架系統中的桿件幾何形狀，來獲得合理的定位角度，因定位件和連接件及球關節多，在使用過程中磨損、松曠、變形量加大，正確的幾何定位角度容易失準(如:行駛跑偏問題)；(４)由于懸架彈簧軟，車輪和車身相對位置變化量大，因其間是轉向系統的桿件和球關節件連接，相互間的運動干涉量大，對使用性能的影響力度大(如:點制動前輪擺振問題)；2022/12/182當代乘用車四輪定位的特點(１)不僅前輪2022/12/21(５)獨立懸架的主銷軸線不是實體，而是螺旋彈簧的上支點與下擺臂球頭銷的連線，它是轉向輪的實際轉動中心線，與減振器的中心線不重合，但與萬向節的球心重合，以防運動干涉；(６)大部分乘用車有轉向助力系統，可以保證轉向輕便，前輪定位參數可以打破常規，朝著更有利的功能要求方向發展(如:主銷大內傾問題）；(７)轉向驅動合為一體后，可使汽車的操縱性和穩定性有較大的改善，可使其他性能得到更合理的滿足(如車輪負外傾問題)。2022/12/18(５)獨立懸架的主銷軸線不是實體，而是螺2022/12/21車輪與輪胎第三節1車輪車輪主要由輪輞、輻盤(輪盤)、輪轂、輪轂軸承等部件組成，盤式車輪輪輞和輪轂是由鋼質(或鋁合金)輻盤連接起來，如圖16-12所示。輻盤與輪輞通過焊接或鉚接固定成一體，輻盤上制有螺栓孔用端部帶有球面凸起的螺母與輪轂相連接，以便在安裝時對正中心和車輪互換，多數汽車的輪盤上一般開幾個大孔或制作成輻條式，便于拆裝、輪胎充氣及制動鼓散熱等，同時也減小了質量。圖16-12

盤式車輪1-擋圈；2-輪輞；3-輪轂；4-螺栓；5-凸緣；6-輻盤；7-氣門孔2022/12/18車輪與輪胎第三節1車輪車輪主要由輪輞、輻2022/12/21輪輞的作用是用以安裝輪胎，

按結構特點，輪輞可分為深式、平式和可拆式三種基本形式，如圖16-13所示。圖16-13

輪輞的基本形式ａ)深式輪輞；ｂ)平式輪輞；ｃ)可拆式輪輞1-輪盤；2/5-擋圈；3-鎖環；4-輪輞2022/12/18輪輞的作用是用以安裝輪胎，按結構特點，2022/12/212、輪轂軸承大型車輛多采用內、外兩個輪轂軸承，其結構見圖16-14，軸承的預緊度由調整螺母來調節。現代小型汽車的輪轂軸承具有重量輕、尺寸小、強度高、可靠性好、維修方便等特點，如圖16-15所示，把傳遞驅動轉矩的等速聯軸器與輪轂軸承內圈固定在一起，使輪轂軸承總體結構緊湊。2022/12/182、輪轂軸承2022/12/21圖16-14載貨汽車雙后輪的結構圖1-制動鼓固定螺釘；2-輪轂內軸承；3-輪轂外軸承；4-螺釘；5-止動墊圈鎖銷；6-輪轂軸承調整螺母；7-輪轂軸承鎖緊螺母；8-止動墊圈；9-螺釘；10-開口錐形墊圈；11-螺母；12-套螺母；13-外輻盤；14-內輻盤；15-螺栓；16-輪轂；17-油封；18-半軸；19-橋殼；20-輪轂圖16-15

輪轂軸承1-凸緣(連接車輪)；2-軸承；3-輪速傳感器；4-等速聯軸器2022/12/18圖16-14載貨汽車雙后輪的結構圖圖12022/12/212輪胎1、輪胎的作用與分類輪胎安裝在輪輞上，輪胎直接與路面接觸，它的作用是:(1)支承汽車的總質量；(2)與懸架一起吸收、緩和汽車行駛時所受到的部分沖擊和衰減由此而產生的振動，以保證汽車具有良好的乘坐舒適性和行駛平順性。(3)保證車輪與路面有良好的附著能力，以提高汽車的動力性、制動性和通過性。2022/12/182輪胎1、輪胎的作用與分類2022/12/212、有內胎輪胎構造有內胎輪胎由外胎、內胎和墊帶等組成，見圖16-16。內胎是一個環形粗橡膠管，上面裝有氣門嘴以便充入或排出空氣，墊帶是一個環形橡膠帶，安裝在內胎與輪輞之間，防止內胎被輪輞及外胎的胎圈擦傷，外胎是一個具有一定彈性的高強度外殼，它保護內胎不受外來損害，外胎直接與地面接觸，外胎可根據其胎體中簾線排列方向的不同，分為斜交輪胎、子午線輪胎。圖16-16

有內胎輪胎的組成1-外胎；2-內胎；3-墊帶2022/12/182、有內胎輪胎構造圖16-16有內胎輪2022/12/21簾布層是外胎的骨架，也稱胎體，其主要作用是承受負荷，保持外胎的形狀和尺寸，通常，由多層掛膠簾線用橡膠黏合而成。簾布層的簾線按一定角度交叉排列。斜交輪胎的簾線與輪胎橫斷面(子午斷面)有一定的交角，見圖16-17a)。子午線輪胎用鋼絲或纖維織物作簾布層，簾布層簾線排列方向與輪胎子午斷面一致(即與胎面中心線呈90°角)，從一側胎邊穿過胎面到另一側胎邊，這樣的簾線分布就像地球上的子午線，故稱子午線輪胎，各層簾線彼此不相交，見圖16-17c，其簾線與胎面中心線簾線這種排列使其強度被充分利用，故它的簾布層數比斜交輪胎可減少近一半，耐磨性好，使用壽命長，滾動阻力小，節約燃料，承載能力大，緩沖能力強，所