汽车底盘构造

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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。
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焊接腹板时，阴影区禁施焊，如图2-14所示。
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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%。
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边梁式车架根据汽车总体结构布臵的需要，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。
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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）。
第2章 汽车行驶系
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第一节
概述
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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。
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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。
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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。
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二、转向桥
1.转向桥的作用 是利用铰接装臵，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。
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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。
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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。
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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。
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（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。
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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。
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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。
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第三节
车
桥
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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。
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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。
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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。
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第二节 车架
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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臵，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。
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。
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（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。
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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。上海桑塔纳轿车、一汽奥迪100 型轿车均采用承载式车身。
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三、车架的检修
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，并直接用牵引装臵 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。
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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 线指用砂纸打磨的范围）。
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（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臵。车架上各支架、托架应连 接可靠，无明显变形及裂纹。
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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。
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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。
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。
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