车桥精品课程Word格式文档下载.docx
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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10－1所示。
图10－1转向桥分解图
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
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。
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头螺栓与转向节臂及梯形臂相连。
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。
提示：
可以现场观看转向桥。
二、检修
1．前轴的检修
1）前轴的磨损
（1）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。
（2）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
（1）前轴变形的检验。
常用的检测方法是采用如图10－2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。
图10－2角尺检验法
（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
（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。
损伤不多于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。
（3）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。
测试题：
1．对照实物、模型、图片等说明转向桥各部分名称和连接、装配关系。
2．实操、并说明转向桥如何检查。
课题10.2转向驱动桥
1.掌握转向驱动桥的基本结构
2.了解转向驱动桥与转向桥的异同
3.掌握桑塔纳2000轿车转向驱动桥半轴总成的拆装
应知：
转向驱动桥的结构
桑塔纳2000轿车转向驱动桥半轴总成的拆装
采用现场实物教学，最后教师要总结
越野汽车、前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。
转向驱动桥如图7-18所示。
它同一般驱动桥一样，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，同时主销也因此而分制成两段（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。
图10－3转向驱动桥示意图
L－主减速器2－主减速器壳3－差速器4－内半轴半轴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
下面以桑塔纳2000轿车的转向驱动桥为例介绍其构造、拆装和检修。
一、桑塔纳2000轿车转向驱动桥的构造
如图10－4所示为桑塔纳2000轿车的前桥总成，采用的是断开式、独立悬架转向驱动桥。
图10－4桑塔纳2000轿车的转向驱动桥
（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。
传动半轴总成如图10－5所示。
图10－5传动半轴总成
1－外万向节球形壳2－卡簧3、16－钢球4、10、21－夹箍5－外万向节球笼6一外万向节星形套7一中间挡圈8、13－碟形弹簧9、12－橡胶护套ll－花键轴14－内万向节星形套15－内万向节球笼17－内万向节球形壳18－密封垫片19－卡簧20－内万向节护盖
二、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）必要时检查前轮外倾角。
5）车轮着地后，拧紧轮毂固定螺母。
1．说明转向驱动桥与转向桥的异同。
2．实操并说明桑塔纳2000转向驱动桥半轴总成的拆装过程。
课题10.3转向轮定位及调整
1.掌握车轮定位的定义、功用、原理
2.掌握车轮定位的调整方法
车轮定位的定义、功用、原理
检查、调整车轮定位
采用现场实物教学和多媒体教学相结合，最后教师要总结
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车轮定位，也称前轮定位。
对于两端装有主销的转向桥，汽车转向时，转向车轮会围绕主销轴线偏转，如图10－6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10－6b）所示。
图10－6主销的不同形式
转向轮定位包括前轮外倾、主销后倾、主销内倾及前束四个参数。
现以有主销的转向桥为例说明转向车轮定位。
一、主销后倾
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γ叫主销后倾角，如图10－7所示。
图10－7主销后倾
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，并使汽车转向后回正操纵轻便。
主销后倾，使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10－7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。
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2～3°
，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，如图10－8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。
这种几何结构在Lexus（凌志）LS400型（UCFIO系列）和Celica型（STl84系列）轿车上都有应用。
图10－8Vorlauf几何结构示意图
此外，有些汽车由于采用超低压轮胎，弹性增加，转向时因轮胎弹性变形而使轮胎与路面的接触点后移，使回正力矩增加，故主销后倾角可以减小，甚至为负值（即主销前倾）。
主销后倾角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。
二、主销内倾
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β称为主销内倾角，如图10－9所示。
图10－9主销内倾
主销内倾的作用是使转向轮自动回正，并使转向操纵轻便。
主销内倾具有使转向轮转向操纵轻便的作用，如图10－9a）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。
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。
主销内倾具有使转向轮自动回正的作用，如图10－9b）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丘。
一旦外力消失，转向轮就会在汽车前部重力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。
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40～60mm；
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，见表10－1。
表10－1常见国产汽车的车轮定位参数
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。
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。
三、车轮外倾
转向轮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α称为车轮外倾角，如图10－10所示。
图10－10车轮外倾
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。
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（图10－9a），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。
有的汽车其前轮外倾角为负值（参见表10－1），这样在汽车转向时可避免车身过分倾斜。
四、前轮前束
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A－B称为前轮前束值。
如图10－11所示。
图10－11前束
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。
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10－12所示。
但因受车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地拉向内侧，产生向内的侧滑，从而加剧轮胎的磨损。
有了前束，车轮滚动的轨迹是向内侧偏斜，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。
图10－12车轮外倾产生的车轮运动示意图
前轮前束值可以通过改变转向横拉杆的长度来调整，一般前束值为0～12mm。
五、车轮定位的检查和调整
下面以桑塔纳2000轿车为例介绍其前轮定位的检查和调整。
车轮定位不仅影响车轮的磨损程度，同时还对操纵稳定性和行车安全产生进一步的影响。
因此，除了平时经常检查车轮定位外，在车桥拆装后和轮胎发生异常磨损、车辆的操纵稳定性变坏时，必须检查和调整车轮定位。
1．检查准备
桑塔纳2000轿车只有前轮定位可以调整，因此检查前轮定位前，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。
桑塔纳2000轿车前轮定位最好使用光学测量仪检查。
如果没有光学测量仪，检查前轮外倾角可用3021量角器，检查前束可用机械轮距测试器。
检查和调整应在车辆行走1000～2000km后，螺旋弹簧的长度基本定型的情况下进行最为适宜。
2．前轮定位的调整
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。
1）前轮外倾角
前轮外倾角是指车轮子面与垂直平面（纵向）之间的夹角，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，高速时车身晃动加剧，转向发“飘”，不易掌握；
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。
检查前轮外倾角可采用水准仪进行动态测量。
水准仪如图10－13所示。
图10－13水准仪
1－插销2－调整螺钉A－外倾角刻度及相应插销B－后倾角刻度表及相应插销C－内倾角刻度表及相应插销
将车轮对准正前方，利用装有轮辋或轮盘上的固定支架，如图10－14所示，将水准仪安装在与车轮平面垂直的平面内，如图10－15所示。
此时水准仪的倾角读数即为车轮外倾角。
当测量值与标准值不符时，应予以调整。
图10－14车轮定位仪器固定支架
1－支承轴2－固定手柄3－调节手轮4－高度调整手柄5－立柱6－偏心夹
图10－15测量车轮外倾角
1－被测车轮2－水准仪3－固定支架
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：
（1）松开下摇臂球头销的固定螺母。
（2）把外倾调整杆40-200插入图10－16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，应从前面插人调整杆。
图10－16插入外倾调整杆
（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。
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度相同，如图10-19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。
图10－17检查前束
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。
（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10-18所示。
图10－18调整前束
（4）用提供的螺钉将作衬垫的间隔件固定到标有“C”记号的转向器孔中。
不得使用一般螺钉，因为一般螺钉太短，会碰坏转向盘的螺纹。
（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20N·
m。
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。
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