前后橋及轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)

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1、汽車前橋綜述一、前橋概述前橋一般位于汽車的前部，也稱轉(zhuǎn)向橋或從動(dòng)橋。前橋是汽車上一個(gè)重要的總成件，主要包括轉(zhuǎn)向節(jié)、轉(zhuǎn)向主銷、前梁等零部件。前橋是通過懸架與車架相連，用以承受地面與車架之間的垂直載荷外，還承受制動(dòng)力和側(cè)向力以及這些力所構(gòu)成的力矩，并保證轉(zhuǎn)向輪作正確的運(yùn)動(dòng)。車橋通過懸架與車架連接，支撐著汽車大部分重量，并將車輪的牽引力或者制動(dòng)力，以及側(cè)向力經(jīng)過懸架傳給車架。在汽車使用中，轉(zhuǎn)向橋的受力狀況比較復(fù)雜，因此應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度。為保證轉(zhuǎn)向車輪的正確定位角度，使操縱輕便并減輕輪胎的磨耗，轉(zhuǎn)向橋也應(yīng)有足夠的剛度。此外，還應(yīng)盡量減輕轉(zhuǎn)向橋的重量?？傊捎谠谄嚨男旭傔^程中，前橋所處的工作環(huán)境惡劣

2、，工況復(fù)雜，其承受的載荷也多為交變載荷，從而其零部件易出現(xiàn)疲勞裂紋甚至斷裂現(xiàn)象。這就要求其在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上必須有足夠的強(qiáng)度、剛度和抗疲勞破壞的能力。前橋承受汽車的前部重量，把汽車的前進(jìn)推力從車架傳給車輪，并與轉(zhuǎn)向裝置的有關(guān)機(jī)件作關(guān)節(jié)式聯(lián)系，實(shí)施汽車的轉(zhuǎn)向。前橋是利用它的兩端通過主銷與轉(zhuǎn)向節(jié)連接，用以轉(zhuǎn)向節(jié)的擺轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)汽車的方向。為使汽車在行駛中具有較好的直線行駛能力，前橋應(yīng)滿足下列要求：1足夠的強(qiáng)度，以保證可靠的承受車輪與車架（或承載式車身）之間的作用力。2正確的車輪定位，使轉(zhuǎn)向輪運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定，操縱輕便并減輕輪胎的磨損。前輪定位包括主銷內(nèi)傾，主銷后傾，前輪外傾和前輪前束。3足夠的剛度，使受力后變形要小

3、，保證主銷和轉(zhuǎn)向輪有正確的定位角度保持不變。4轉(zhuǎn)向節(jié)與主銷，轉(zhuǎn)向節(jié)與前橋之間的摩擦力應(yīng)盡可能小，以保證轉(zhuǎn)向操作的輕便性，并有足夠的耐磨性。5轉(zhuǎn)向輪的擺振應(yīng)盡可能小，以保證汽車的正常，穩(wěn)定行使。6前橋的質(zhì)量應(yīng)盡可能小，以減少非簧載質(zhì)量，提高汽車行駛平順性。二、前橋分類及特點(diǎn)1.按從動(dòng)輪能否轉(zhuǎn)向分類根據(jù)從動(dòng)車輪能否轉(zhuǎn)向，前橋分為轉(zhuǎn)向橋與非轉(zhuǎn)向橋。一般汽車多以前橋?yàn)檗D(zhuǎn)向橋。為提高操縱穩(wěn)定性和機(jī)動(dòng)性，有些轎車采用全四輪轉(zhuǎn)向。多軸汽車除前輪轉(zhuǎn)向外，根據(jù)對(duì)機(jī)動(dòng)性的要求，有時(shí)采用兩根以上的轉(zhuǎn)向橋直至全輪轉(zhuǎn)向。一般載貨汽車采用前置發(fā)動(dòng)機(jī)后橋驅(qū)動(dòng)的布置形式，故其前橋?yàn)檗D(zhuǎn)向前橋。轎車多采用前置發(fā)動(dòng)機(jī)前橋驅(qū)動(dòng)，越野

4、汽車均為全輪驅(qū)動(dòng)，故它們的前橋既是前橋又是驅(qū)動(dòng)橋，稱為轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋。2.按匹配的懸架結(jié)構(gòu)分類轉(zhuǎn)向橋按與其匹配的懸架結(jié)構(gòu)不同，可分為非斷開式和斷開式兩類。與非獨(dú)立懸架相匹配的非斷開式前橋是一根支承于左、右從動(dòng)車輪上的剛性整體橫梁，當(dāng)又是前橋時(shí)，則其兩端經(jīng)轉(zhuǎn)向主銷與轉(zhuǎn)向節(jié)相聯(lián)。斷開式前橋與獨(dú)立懸架相匹配。非斷開式轉(zhuǎn)向橋主要由前軸、轉(zhuǎn)向節(jié)和轉(zhuǎn)向主銷等組成。轉(zhuǎn)向節(jié)利用主銷與前軸鉸接并經(jīng)一對(duì)輪轂軸承支承著車輪的輪轂，以達(dá)到車輪轉(zhuǎn)向的目的。在左轉(zhuǎn)向節(jié)的上耳處安裝著轉(zhuǎn)向節(jié)臂，后者與轉(zhuǎn)向直拉桿相聯(lián)；而左、右轉(zhuǎn)向節(jié)的下耳處則裝有與轉(zhuǎn)向橫拉桿聯(lián)接的轉(zhuǎn)向梯形臂。有的將轉(zhuǎn)向節(jié)臂與轉(zhuǎn)向梯形臂聯(lián)成一體并安裝在轉(zhuǎn)向節(jié)的下耳處

5、以簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。制動(dòng)底板緊固在轉(zhuǎn)向節(jié)的凸緣面上。轉(zhuǎn)向節(jié)的銷孔內(nèi)壓入帶有潤(rùn)滑油槽的青銅襯套以減小磨損。為使轉(zhuǎn)向輕便，在轉(zhuǎn)向節(jié)下耳與前梁部之間可裝滾子推力軸承，在轉(zhuǎn)向節(jié)上耳與前軸拳部之間裝有調(diào)整墊片以調(diào)整其間隙。帶有螺紋的楔形鎖銷將主銷固定在前梁拳部的孔內(nèi)，使之不能轉(zhuǎn)動(dòng)。斷開式轉(zhuǎn)向橋的功用與非斷開式轉(zhuǎn)向橋一樣，所不同的是斷開式轉(zhuǎn)向橋與獨(dú)立懸架配用。由于它有效地減少了非簧載質(zhì)量，降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)心高度，從而提高了汽車行駛的平順性和操作穩(wěn)定性。因此，斷開式轉(zhuǎn)向橋在轎車和微型客車上得到了廣泛的采用。三、典型車型前橋總成結(jié)構(gòu)1.微型汽車前軸微型汽車前懸架普遍采用了獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)。前軸的載荷相對(duì)較小，結(jié)構(gòu)也較為

6、簡(jiǎn)單。微型汽車前軸一般多為斷開式活動(dòng)關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)，由前軸本體，左右橫擺臂，加強(qiáng)桿臂等組成。2.轎車前橋轎車前橋采用麥弗遜式懸架。它承擔(dān)著驅(qū)動(dòng)及轉(zhuǎn)向的雙重功能，懸架上端與車身相連，下端與車輪軸承殼體相連，車輪的外傾是通過懸架與軸承殼體的連接螺栓來調(diào)整的，副車架利用彈性件通過控制臂，球鉸與懸掛相連，提高了行駛的穩(wěn)定性和乘坐的舒適性。3.越野車前橋越野汽車的前橋負(fù)有轉(zhuǎn)向和驅(qū)動(dòng)兩種任務(wù)，故稱為轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋。它和一般驅(qū)動(dòng)橋一樣，具有主傳動(dòng)器、差速器和半軸。不同之處是，由于轉(zhuǎn)向的需要，半軸被分為內(nèi)，外兩段而用萬向節(jié)連接起來，同時(shí)主銷也因而做成上下兩段。4.載重汽車前軸載重汽車前軸采用工字形斷面主要用以提高前軸

7、的抗彎強(qiáng)度。上部有二處加寬平面，用以支承鋼板彈簧。前軸兩端各有一個(gè)拳形部分，其中有通孔，作為裝轉(zhuǎn)向節(jié)主銷只用。主銷與左右轉(zhuǎn)向節(jié)鉸接，用帶有螺紋的楔形鎖銷橫穿過與主銷孔垂直通孔，靠鎖銷楔面將主銷固定在前軸孔內(nèi)，使它不能轉(zhuǎn)動(dòng)。四、前橋發(fā)展歷史100多年前，汽車剛剛誕生初期，其轉(zhuǎn)向操縱是仿照馬車和自行車的轉(zhuǎn)向方式，即用一個(gè)操縱桿或手柄來使前輪偏轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。由于操縱費(fèi)力且不可靠，導(dǎo)致時(shí)常發(fā)生車毀人亡的事故。1817年，德國(guó)人林肯斯潘杰提出類似于現(xiàn)代汽車、將前輪用轉(zhuǎn)向節(jié)與前梁連接的方式(即改進(jìn)轉(zhuǎn)向器的想法)。他研制了一種允許汽車前輪在主軸上獨(dú)立回轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)，這就是把車輪與轉(zhuǎn)向節(jié)連接起來，轉(zhuǎn)向節(jié)又用可轉(zhuǎn)

8、動(dòng)的銷軸與前軸連接，從而發(fā)明了現(xiàn)代轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)，并在第二年將在英國(guó)獲得的專利權(quán)轉(zhuǎn)讓給出版商，即英籍德國(guó)人阿克曼。1878年，他發(fā)明了第一個(gè)平行四邊形轉(zhuǎn)向聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)，但他當(dāng)時(shí)沒有稱它為這個(gè)名稱。杰特的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，可以把轉(zhuǎn)向中心點(diǎn)移向兩側(cè)，他把一根桿子與帶有兩個(gè)連接臂的轉(zhuǎn)向節(jié)相連。今日稱此桿子為橫拉桿，而把這兩個(gè)連接塊稱為轉(zhuǎn)向臂和隨動(dòng)臂。杰特把轉(zhuǎn)向往的一端與轉(zhuǎn)向臂連接，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向柱時(shí)，通過轉(zhuǎn)向臂和從動(dòng)臂、橫拉桿和車輪軸就可以轉(zhuǎn)動(dòng)車輪。1857年，英國(guó)的達(dá)吉思蒸汽汽車是第一次采用方向盤的機(jī)動(dòng)車輛。1872年蘇格蘭的查理士魯?shù)婪虻谝粋€(gè)把方向盤裝到煤氣發(fā)動(dòng)機(jī)車輛上。從前，想把方向盤裝到車輛上的多次嘗試均未得

9、到認(rèn)可。1934年3月24日，安德烈雪鐵龍成功制造了一種新型的汽車，一款名叫7A的前驅(qū)動(dòng)汽車問世。前輪驅(qū)動(dòng)、無底盤的車身結(jié)構(gòu)、通過扭桿實(shí)現(xiàn)單輪減振以及液壓制動(dòng)等等，這些都曾有人采用過的，但從未有人把這些集中在一輛汽車上，并且是成批生產(chǎn)的。受雪鐵龍委托的安德烈勒費(fèi)弗爾及其助手莫里斯圣蒂拉創(chuàng)造的這種汽車，其設(shè)計(jì)方案即使在70多年后的今天也沒有過時(shí)。五、前橋發(fā)展趨勢(shì)隨著我國(guó)交通運(yùn)輸事業(yè)的迅速發(fā)展，汽車運(yùn)輸?shù)某休d重量和運(yùn)行速度都在不斷增加。于是人們對(duì)汽車的安全運(yùn)行也越來越重視，所以對(duì)汽車車橋的設(shè)計(jì)也提出了更高的要求。由于國(guó)外汽車發(fā)展起步早，技術(shù)投入大，因此在技術(shù)上遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，當(dāng)然也還有很多不足的

10、地方，還需要改進(jìn)，技術(shù)也還需要有所突破。汽車工業(yè)作為我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，其前景相當(dāng)廣闊。目前汽車零部件的生產(chǎn)有一定的潛力，但大多數(shù)企業(yè)在產(chǎn)品研究，開發(fā)等環(huán)節(jié)存在一定的欠缺，尤其缺少產(chǎn)品的自主開發(fā)能力，不能適應(yīng)系統(tǒng)配套，模塊供貨，難以參與國(guó)際分工。因此，在今后的發(fā)展中，我國(guó)企業(yè)應(yīng)積極吸收國(guó)際汽車先進(jìn)技術(shù)，不斷完善自主體系，如制動(dòng)系統(tǒng)，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等，擴(kuò)大該產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品品種，提高整體技術(shù)水平，增強(qiáng)技術(shù)開發(fā)能力，促使企業(yè)更快的發(fā)展，適應(yīng)汽車行業(yè)全球化趨勢(shì)。后橋后橋，就是指車輛動(dòng)力傳遞的后驅(qū)動(dòng)軸組成部分。它由兩個(gè)半橋組成，可實(shí)施半橋差速運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，它也是用來支撐車輪和連接后車輪的裝置。如果是前橋驅(qū)動(dòng)的車

11、輛，那么后橋就僅僅是隨動(dòng)橋而已，只起到承載的作用。如果前橋不是驅(qū)動(dòng)橋，那么后橋就是驅(qū)動(dòng)橋，這時(shí)候除了承載作用外還起到驅(qū)動(dòng)和減速還有差速的作用，如果是四輪驅(qū)動(dòng)的，一般在后橋前面還配有一個(gè)分動(dòng)器。后橋分為整體橋和半橋。整體橋配非獨(dú)立懸架，如板簧懸架，半橋配獨(dú)立懸架，如麥弗遜式懸架。1汽車后橋就是指汽車后面那根橋。如果前橋不是驅(qū)動(dòng)橋，那么后橋就是驅(qū)動(dòng)橋，這時(shí)候除了承載作用外還起到驅(qū)動(dòng)和減速還有差速的作用，如果是四輪驅(qū)動(dòng)的，一般在后橋前面還配有一個(gè)分動(dòng)器。前橋后橋就是指前后輪軸的部分，前橋包括避震彈簧，轉(zhuǎn)向器，平衡軸等，后橋還包括驅(qū)動(dòng)軸，傳動(dòng)齒輪等。多軸貨車后部還分驅(qū)動(dòng)后橋和無驅(qū)后橋，無驅(qū)后橋就是沒有

12、傳動(dòng)軸連接，不屬于驅(qū)動(dòng)輪的部分，一般是3軸以上的重卡和牽引車頭才有。2后橋分類根據(jù)橋的懸架不同，分為整體式和斷開式。整體橋配非獨(dú)立懸架，如板簧懸架。斷開式配獨(dú)立懸架，如麥弗遜式懸架。后橋中心概述至于后橋中心的大鼓包是在后橋是驅(qū)動(dòng)橋的情況下才有的，因?yàn)槔锩嬉派蠝p速齒輪以及差速機(jī)構(gòu)，所以要有一個(gè)大鼓包，后橋是隨動(dòng)橋的一般都沒有。車橋分類根據(jù)車橋的作用不同，車橋可分為驅(qū)動(dòng)橋、轉(zhuǎn)向橋、支持橋、轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋。3維修保養(yǎng)在車輛的使用中應(yīng)經(jīng)常清除后橋殼上通氣塞的泥污灰塵，每隔3000km維護(hù)時(shí)拆下清洗、疏通，保證氣道暢通，以免氣道堵塞引起橋殼內(nèi)壓力增高而使結(jié)合面、油封處漏油。并且檢查潤(rùn)滑油面和油質(zhì)，必要時(shí)添

13、加或更換。新車頭12000km維護(hù)時(shí)應(yīng)更換齒輪油，以后每隔24000km維護(hù)時(shí)檢查油質(zhì)，如變色、變稀，應(yīng)更換新油。寒區(qū)使用時(shí)，應(yīng)在冬季換用冬季潤(rùn)滑油。當(dāng)行駛80000km左右維護(hù)時(shí)，應(yīng)分解主減速器及差速器總成，清洗橋殼內(nèi)腔，并按規(guī)定力矩?cái)Q緊各部螺母，調(diào)整各部齒輪嚙合間隙及齒面接觸印跡。4工作基本原理發(fā)動(dòng)機(jī)傳出動(dòng)力到變速箱，通過變速到后橋大齒盤上。差速器是一個(gè)整體，里面是：上下有小齒盤中間有十字柱上面帶兩個(gè)小行星的齒輪起到轉(zhuǎn)彎調(diào)速作用差速器是立著放的，兩邊有兩個(gè)小圓洞，上面有滑鍵，咱們常說的半柱就是在這里面插著，走直線的時(shí)候十字柱不動(dòng)，轉(zhuǎn)彎的時(shí)候十字柱動(dòng)起來調(diào)整兩邊輪胎的轉(zhuǎn)速，來提高汽車在轉(zhuǎn)彎時(shí)

14、候的機(jī)動(dòng)性！解放牌載重汽車的后橋?yàn)轵?qū)動(dòng)橋，其主要作用是：(1)將發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出，由離合器、變速箱和傳動(dòng)軸等傳來的動(dòng)力通過減速器，使其轉(zhuǎn)速下降，扭矩增大，并將這一力矩通過半軸傳給驅(qū)動(dòng)輪；(2)承受汽車后軸的負(fù)荷；(3)通過鋼板彈簧把路面的反力和反力矩傳給車架；(4)汽車在行駛時(shí)，后輪制動(dòng)器起主要的制動(dòng)作用，并且在駐車時(shí)，后輪制動(dòng)器產(chǎn)生駐車制動(dòng)。車輛轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)用以控制各類輪式或履帶式車輛的行駛方向的機(jī)構(gòu)。在艾克曼于19世紀(jì)末發(fā)明梯形連桿轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)后，汽車已普遍采用輪轉(zhuǎn)向。為使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，大多數(shù)車輛用前輪轉(zhuǎn)向。用以控制各類輪式或履帶式車輛的行駛方向的機(jī)構(gòu)。輪式車輛的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)一般由轉(zhuǎn)向機(jī)和轉(zhuǎn)向桿系組成。采用動(dòng)力

15、轉(zhuǎn)向時(shí)，還需要裝備液壓泵、操縱閥、作用缸和貯油罐，合稱液壓助力機(jī)構(gòu)。轉(zhuǎn)向方式輪式車輛的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)有軸轉(zhuǎn)向、輪轉(zhuǎn)向和鉸接式轉(zhuǎn)向 3類。早期的汽車和現(xiàn)代某些全掛車上采用軸轉(zhuǎn)向。這種轉(zhuǎn)向方式雖然幾個(gè)車輪軸線在轉(zhuǎn)向時(shí)交于一點(diǎn)，但轉(zhuǎn)向時(shí)車輪前后位移過大，轉(zhuǎn)向阻力大，輪胎磨耗大，所以不適用于高速行駛的車輛。在艾克曼于19世紀(jì)末發(fā)明梯形連桿轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)后，汽車已普遍采用輪轉(zhuǎn)向。為使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，大多數(shù)車輛用前輪轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向時(shí)盡量使全部車輪繞同一個(gè)瞬時(shí)轉(zhuǎn)向中心作圓周運(yùn)動(dòng)，以保證轉(zhuǎn)向輪不發(fā)生滑移。梯形連桿機(jī)構(gòu)能近似地滿足這一關(guān)系。與車輛懸架配合，連接車輪和轉(zhuǎn)向機(jī)的轉(zhuǎn)向桿系有整體式和各種分段式。桿系一般布置在前軸之后，有時(shí)也

16、布置在前軸之前。有的車輛因前軸為驅(qū)動(dòng)軸或載荷較重或?qū)C(jī)動(dòng)性有特殊要求而用后輪轉(zhuǎn)向。鉸接式車輛的轉(zhuǎn)向動(dòng)作類似于軸轉(zhuǎn)向，即車輪無轉(zhuǎn)向動(dòng)作而用液壓或氣壓機(jī)構(gòu)推動(dòng)車輛的鉸接部分使車輛轉(zhuǎn)向。鉸接式車輛大都是行駛于松軟地面的越野車輛或工程機(jī)械，車速也較低，可以用這種轉(zhuǎn)向方式。履帶式車輛只要使左右側(cè)履帶的速度不同即可轉(zhuǎn)向，因此，一側(cè)制動(dòng)就可以在原地轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向機(jī)用以帶動(dòng)轉(zhuǎn)向桿系實(shí)現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向機(jī)有球面蝸桿滾輪式、凸輪插銷式、循環(huán)球式和齒輪齒條式等多種。1960年以來，循環(huán)球式轉(zhuǎn)向機(jī)使用日漸增多，小型或某些緊湊型轎車較多采用齒輪齒條式。對(duì)于轉(zhuǎn)向機(jī)的要求是：轉(zhuǎn)向可靠，傳動(dòng)比適當(dāng)，正效率高，中間位置保持無隙嚙合，并能反映道路狀況。動(dòng)力轉(zhuǎn)向在大型轎車、大型客車和前軸軸荷超過4噸的貨運(yùn)汽車上,以及鉸接式車輛上大都采用液壓助力機(jī)構(gòu)幫助轉(zhuǎn)向。對(duì)于各種助力機(jī)構(gòu)的要求是：減輕轉(zhuǎn)向手力，有路感；有助力系統(tǒng)失效時(shí)仍能用手力轉(zhuǎn)向。超重型汽車還應(yīng)有應(yīng)急的儲(chǔ)能器或電動(dòng)轉(zhuǎn)向泵，以便在任何情況下都能保持短時(shí)間的轉(zhuǎn)向功能。