汽车构造 车桥和车轮

•为了使轮胎磨损均匀和减轻轮毂外轴承的
负荷，安装车轮时应预先使车轮有一定的 外倾角，以防止车轮内倾。车轮有了外倾 角也可以与拱形路面相适应。 •外倾角也不宜过大，否则会使轮胎产生偏 磨损。 •设计时使转向节轴颈的轴线与水平面成一 角度，该角度即为前轮外倾角α (一般α 为1°左右)。
前轮外倾角
（1）防止车轮出现内倾；
（2）无内胎的充气轮胎
（6）轮胎花纹
(二)轮胎规格标记方法 • D-轮胎外径，d-轮胎内径， H-轮胎断面高度，B-轮胎断 面宽度。
按用途分 轿车轮胎 实心轮胎 充气轮胎 有内胎轮胎 重型汽车轮胎 中型汽车轮胎 轻型汽车轮胎
按胎体 结构不同
无内胎轮胎
按胎体中帘线 排列的方向
普通斜交胎 带束斜交胎 子午线胎 普通花纹轮胎 混合花纹轮胎 越野花纹轮胎 高压轮胎 0.5-0.7Mpa 低压轮胎 0.15-0.45Mpa 超低压轮胎 0.15Mpa以下
无内胎轮胎的缺点： • 途中修理较为困难；自粘层只有在穿孔尺寸
不大时方能粘合；天气炎热时自粘层可能软 化而向下流动，从而破坏车轮平衡。 一般多采用无自粘层的无内胎轮胎。它的外 胎内壁只有一层密封层，当轮胎穿孔后，由 于其本身处于压缩状态而紧裹着穿刺物，故 能长期不漏气。即使将穿刺物拔出，无内胎 轮胎只有在轮胎爆破时才会失效。
• 带束层--高强度、不易拉
伸织物帘布(如玻璃纤维、 聚酰胺纤维等）或钢丝帘 布线与子午断面呈大角度 (交角为70°～75°)周 向环形，承受较大切向力。
•带束层象钢带一样， 紧紧箍在胎体上，极大 地提高胎面的刚性和驱 动性以及耐磨性。
子午线轮胎与普通斜交轮胎结构的比较
• 子午线轮胎帘布
层帘线排列的方 向与轮胎的子午 断面一致。胎侧 部分柔软。内有 带束层，胎冠刚 度高。
拱形胎花纹(图f)和低压特种花纹(图g)
•有更宽的断面、更低的接地比压，附着性 好，主要为软地面行驶的特种车辆采用。
4）轮胎内胎 一个环形橡胶管(图中2)，应具有良好的弹性， 并能耐热和不漏气。为使内胎在充气状态下不产 生褶皱，其有效尺寸应稍小于外胎内壁尺寸。
2．无内胎的充气轮胎
•外胎内壁上附加了一层
（二）轮辋的类型
（1）深槽轮辋
主要用于轿车和越 野车。 优点：结构简单， 刚度大，质量小， 适用于弹性较大的 小尺寸轮胎。
（2）平底轮辋
用于货车。 安装过程：在轮辋 上套上轮胎→套上 挡圈→装入开口的 弹性锁圈
（3）对开式轮辋
通过拆卸螺栓 安装轮胎。 适用于轮胎刚 度较大的重型 货车。
二、轮胎
四、转向驱动桥
特点：兼起转向桥和驱动桥的作用。
组成：主减速器、差速器、万向节、 转向节、主销等。
第二节 车轮与轮胎
车轮与轮胎功用：
支承整车；缓和由路面传来的 冲击力；接受和传递制动力和驱动 力；轮胎具有抵抗侧滑的能力，轮 胎具有自动回正的能力，使汽车正 常转向，保持汽车直线驶；承担越 障提高通过性的作用等。
桥外，还兼起驱 动桥的作用，故 称为转向驱动桥 。
四、转向轮定位参数
• 功用：转向桥在保证汽车转向功能的同时，
应使转向轮有自动回正作用，以保证汽车 行驶稳定、转向轻便、减少轮胎和机件的 磨损等。 • 自动回正作用--当转向轮在偶遇外力作用 发生偏转时，一旦作用的外力消失后，应 能立即自动回到原来直线行驶的位臵。
（2）子午线轮胎
特点： 帘布层帘线 排列方向与 轮胎子午断 面一致.
(2)子午线轮胎 由帘布层2、带束层3、胎冠4、胎肩5和胎圈1组 成，并以带束层箍紧胎体。 特点：
•帘布层帘线排列的方向与轮胎 的子午断面一致。
•帘线强度得到充分利用，它的 帘布层数一般可比普通斜交胎减 少约40％～50％，使轮胎重量可 以减轻，胎体较柔软。
• 自动回正作用是由转向轮的定位参
数来保证的，也就是转向轮、主销 和前轴之间的安装应具有一定的相 对位臵。 • 转向轮的定位参数： 主销后倾角 主销内倾角 前轮外倾角 前轮前束
1．主销后倾角
•在汽车的纵向平面内，主 销上部有向后的一个倾角γ， 即主销轴线和地面垂直线在 汽车纵向平面内的夹角。 •主销后倾角γ能形成回正 的稳定力矩FyL。
越野花纹
•凹部深而宽，在软 路面上与地面的附 着性好，越野能力 强，适用于矿山、 建筑工地以及其它 一些松软路面上使 用的越野汽车轮胎。 不宜在较好硬路面 上使用。
混合花纹
•介于普通花纹与越野花纹 之间，兼顾了两者的使用 要求，中部为菱形、纵向 为锯齿形或烟斗形花纹， 两边为横向越野花纹，适 用于在城市、乡村之间的 路面上行驶的汽车轮胎。 现代货车驱动轮胎也多采 用这种花纹。
• 轮胎的作用：
1)缓和冲击，衰减振动，保证乘坐舒适性和 行驶平顺性(轮胎有适宜的弹性)。 2)保证车轮和路面有良好的附着性(轮胎有花 纹)，以提高汽车的牵引性、制动性和通过 性。 3)承受重力，并传递其它方向的力和力矩。 • 轮胎的性能与其结构，材料、气压、花纹 等因素有关。
(一)轮胎分类
载货汽车轮胎
子午线轮胎的缺点 ： • 胎侧较薄，胎冠较厚，在其与胎侧的
过渡区易产生裂口。侧面变形大，导 致汽车的横向稳定性差，制造技术要 求高，成本也高。 应用：轿车普遍采用；货车越来越多 采用。
3）轮胎花纹 • 轮胎花纹 主要有普 通花纹、 混合花纹 和越野花 纹等。
普通花纹
•花纹细而浅，花纹 块接地面积大，耐磨 性和附着性较好，适 用于较好的硬路面。 其中，纵向花纹(图 a)，轿车、货车均可 选用；横向花纹(图b) 仅用于货车。
（2）减少轮毂 外侧小轴承受 力，减小轮毂 紧固螺母的负 荷； （3）便于与拱 形路面接触；
4．车轮前束 消除前轮外倾造成的前轮向外滚开 趋势，减轻轮胎磨损。
为了消除汽车行驶过程中因前轮外倾而使两前轮 前端向外张开的影响（功用）。在安装车轮时， 使汽车两前轮的中心面不平行，两轮前边缘距离B 小于后边缘距离A，A-B之差称为前轮前束。
•主销的内倾还使得主销轴线与路面交点到车轮中心 平面与地面交线的距离c减小，从而可减少转向时驾 驶员加在转向盘上的力，使转向操纵轻便，同时也 可减小从转向轮传到转向盘上的冲击力。
3．车轮外倾角α
•通过车轮中心的汽
车横向平面与车轮 平面的交线与地面 垂线之间的夹角。 •前 轮 外 倾 角 α 也 具有定位作用。 •如果空车时车轮的安装正好垂直于路面，则满载时， 车桥将因承载变形而可能出现车轮内倾，将加速汽 车轮胎的偏磨损。加重轮毂外端小轴承及轮毂紧固 螺母的负荷，降低了它们的使用寿命。
厚约2～3mm的专门用来 封气的橡胶密封层1。在 密封层正对着胎面的下 面贴着一层用未硫化橡 胶的特殊混合物制成的 自粘层2。当轮胎穿孔时， 自粘层能自行将刺穿的 孔粘合，故名有自粘层 的无内胎轮胎。
无内胎轮胎的优点： • 轮胎穿孔时，压力不会急剧下降，能
安全地继续行驶；不存在因内、外胎 之间摩擦和卡住而引起的损坏；气密 性较好，可以直接通过轮辋散热，所 以工作温度低，使用寿命较长；结构 简单，质量较小。
一般前束值为O～12mm 。前束也可用角度——前束 角φ表示。前轮前束可通过改变横拉杆的长度来调整。
5．后轮的外倾角和前束
•车轮定位参数通常都指汽车的前转向轮而言。
•有些汽车的后轮也有外倾角和前束。如红旗 CA7220型轿车。
•后轮前束功用： 抵消如果后轮 没有前束角， 使后轮出现前 张现象。
•后轮外倾角有两个作用： ①由于外倾角是负值， 可增加车轮接地点的跨 度，增加汽车的横向稳 定性；②负外倾角是用 来抵消当汽车高速行驶 且驱动力F较大时，车轮 出现的负前束 (前张)， 以减少轮胎的磨损。 •某些后轮驱动的重型汽车上后轮也设计成有一定的 正外倾角。
•普斜交轮胎的帘布层帘线是按斜线交叉排列，因
而从外胎面(胎冠)到胎侧的柔软度是均匀的。
子午线轮胎的优点：
1)接地面积大，附着性能好，胎面滑移小， 对地面单位压力也小，因而滚动阻力小， 使用寿命长。 2)胎冠较厚且有坚硬的带束层，不易刺穿； 行驶时变形小，可降低油耗3％～8％。 3)因为帘布层数少，胎侧薄，所以散热性能 好。 4)径向弹性大，缓冲性能好，负荷能力较大。
•此力矩不宜过大，否则在转向时为了克服该稳定力 矩，驾驶员要在转向盘上施加较大的力(即所谓转向 沉重)。
•现在一般采用的γ角不超过2°～3°。现代高速汽 车由于轮胎气压降低、弹性增加，而引起稳定力矩增 大。因此，γ角可以减小到接近于零，甚至为负值。
主销后倾角
2．主销内倾角
•在汽车的横向平 面内，主销上部 向内倾斜一个β 角，即主销轴线 与地面垂直线在 汽车横向平面内 的夹角。 •主销内倾角β也有使车轮自动回正的作用。
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按车轴一端 安装轮胎个数
对开式 根据轮辋形式 可调式 可反装式 组装轮辋式 铝合金 镁合金
根据车 轮材质
钢车轮
一、车轮
组成：轮辋和轮辐。
（一）车轮的类型
1.辐板式车轮 •组成:挡圈、辐板、 轮辋及气门嘴孔。
•用以连接轮辋和轮 毂的圆盘称为辐板。
•辐板大多是冲压制 成的，也有铸造的, 多用于重型汽车。
一、车轮
•车轮组成： 通常由轮 毂、轮辋、轮辐组成。 •轮辋是在车轮上安装 和支承轮胎的部件。 •轮辋和轮辐可以是整 体式的、永久连接式的 或可拆卸式的。
功用
1）支承整车； 2）缓和来自路面的冲击力； 3）产生驱动力、制动力和侧向力等。
(一)车轮的类型 辐板式 辐条式 单式车轮 双式车轮
按轮辐的构造
立悬架匹配，断开 式车桥为活动关节 式结构。 •应 用 : 轿 车 和 微 型 客车。
支持桥
二、支持桥
•转 向 桥 和 支 持 桥 都属于从动桥。有 些单桥驱动的三轴 汽车，往往将后桥 设计成支持桥 。 挂车上的车桥也是 支持桥。发动机前 臵前驱动轿车的后 桥也属于支持桥。
三、转向驱动桥 • 前桥除作为转向
按轮胎 胎面花纹
按气 压分
1．有内胎的充气轮胎
轮胎的组成:由内胎2、外胎1和垫带3组成。
轮胎（外胎）的结构
各类轮胎构造
（1）普通斜交轮胎
特点：帘布层的 帘线与轮胎子午 断面的交角一般 为52-54°
52-54°
• 斜交轮胎的优点：
轮胎噪声小，外胎面柔软，价格也较 子午线轮胎便宜。 • 斜交轮胎的缺点： 转向行驶时，接地面积小，胎冠滑移 大，抗侧向力能力较差，滚动阻力较大， 油耗偏高，高速行驶时稳定性和承载能力 也不如子午线轮胎。
第二十一章
车桥和车轮
第 一 车 节 桥
车桥(也称车轴)通过悬架和车架
(或承载式车身)相连，它的两端 安装车轮。 功用:传递车架(或承载式车身) 与车轮之间各方向的作用力及其 力矩。
根据悬架结构的 不同，车桥分
采用非独立悬架，车 整体式 桥中部是刚性的实心 或空心梁。 断开式 活动关节式结构，与 独立悬架配用。
转向桥
根据车桥上车轮 的作用，车桥分 驱动桥
转向驱动桥
支持桥
一、转向桥 • 安装转向轮的车桥 1.与非独立悬架匹 配的转向车桥（整 体式） 主要由前梁，转 向节，主销和轮毂 等部分组成。车桥 两端与转向节绞接。 前梁的中部为实心 或空心梁。
2 、与独立悬架匹配的 转向桥(断开式)
•断开式转向桥与独
2．辐条式车轮
• 车轮的轮辐是钢丝辐条
(图a)或者是与轮毂铸成 一体的铸造辐条(图b)。 • 钢丝辐条车轮由于价格昂 贵，维修安装不便，故仅 用于赛车和某些高级轿车 上。 • 铸造辐条式车轮用于装载 质量较大的重型汽车上。
1-轮辋 2-衬块 3-螺栓 4-辐条 5-配合锥面 6-轮毂
奔驰CLK跑车的前轮
宝马Z4 五辐的轮辐
3、对开式车轮
• 轮辋由两个主要
部件组成，其两 部分宽度可以相 等，也可不相等。 当把它们可靠地 紧固在一起时， 形成两个固定轮 缘的车轮。
1-外偏距 2-安装面 3-轮辋 4-固定轮毂 5-夹紧螺栓或等 效机械装臵
• 钢制车轮:大批量生产，价格低廉，刚度高，
但重量和散热方面不如铝制车轮，造型受 到限制，很难实现新颖的造型。 • 铝制车轮:散热性好，重量轻，造型上受限 少，十分受到欢迎。 • 镁合金制车轮:比铝制车轮轻，但价格昂贵 而且耐腐蚀性差，所以普及率很低，目前 也有采用其它材料的。