第二十一章車橋和車輪21.1車橋

21.2車輪與輪胎

21車橋和車輪一、車橋特點21.1車橋

車橋通過懸架與車架（或承載式車身）相連，兩端安裝車輪。二、車橋功用

傳遞車架（或承載式車身）與車輪之間各方向的作用力及其力矩。 按懸架結構的不同可分為整體式（配非獨立懸架）和斷開式（配獨立懸架）兩種。 按車輪所起作用的不同可分為轉向橋、驅動橋、轉向驅動橋和支持橋。21.1車橋

三、車橋類型1.轉向橋21.1車橋

（1）功用 利用轉向節的擺動使車輪偏轉一定的角度以實現汽車的轉向，且承受一定的載荷。（2）性能要求

強度、剛度大；定位角、轉向角正確；質量小。（3）組成

前軸、轉向節、主銷、輪轂（4）結構特點21.1車橋

前梁：斷面常采用工字梁或空心圓管梁，以承受彎矩為主，（在制動時承受彎矩和扭矩）; 主銷：為連接前軸和轉向節的部件，主銷固定在前軸的銷孔內，為靜配合，與轉向節的銷孔為動配合; 輪轂：為一個旋轉件，在輪轂上可安裝輪盤。通過兩個輪轂軸承安裝在轉向節軸徑上，內端為大軸承; 轉向節：為一叉形件，在叉形件上有安裝主銷的兩個軸孔，可安裝軸承的為轉向節軸，在軸的根部安裝有制動底板。 其它部分：轉向節臂與轉向桿系共同運動，實現汽車的轉向。 潤滑：轉向橋的運動部件之間的潤滑，一般采用潤滑脂潤滑。21.1車橋

21.1車橋

特點： 與獨立懸架結合使用，提高車輛的操縱穩定性和平順性； 有效的降低汽車的非簧載質量； 廣泛應用于轎車或者輕型車輛的前橋。 前梁：工字型，鍛壓，中部下彎 轉向節下的調整墊片和推力軸承21.1車橋

前梁橫段為鋼管，與主銷座焊接，球推力軸承。21.1車橋

2.轉向驅動橋

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許多轎車和全輪驅動越野車的前橋既是轉向橋又是驅動橋，稱為轉向驅動橋。 轉向驅動橋主要由主減速器、差速器、萬向節、轉向節、主銷等組成。21.1車橋

21.1車橋

前輪輪轂固定在轉向節上，汽車轉向時轉向節繞主銷旋轉，帶動前輪繞主銷旋轉。 轉向驅動橋為了將動力傳給前輪，又能使前輪偏轉，必須在轉向節內加裝萬向節，且主銷的軸線必須通過萬向節中心，以確保不發生運動干涉。21.1車橋

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3.轉向輪定位

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（1）轉向輪定位的功用和定位參數①轉向輪定位的功用：保證轉向后轉向輪（前）輪可以自動回正。②轉向輪的定位參數：主銷后傾角、主銷內傾角、前輪外傾角、前輪前束。這些參數將影響：汽車的轉向回正性、直線行駛穩定性、轉向輕便性以及高速制動時方向穩定性

作用：力圖使轉彎后的前輪自動回正。21.1車橋

（2）主銷后傾角（γ）原理：地面側向力形成的力矩的方向與車輪偏轉方向相反——回正作用，回正力矩。

γ=2~3°21.1車橋

主銷有一定的后傾角，使主銷延長線與地面的交點a向前偏移了一段距離l，轉向后地面作用在車輪上的側向力FY對主銷形成一個轉矩，該轉矩具有使前輪回正的作用。21.1車橋

主銷內傾角的作用是：使前輪自動回正；使轉向操縱輕便；減小轉向盤上的沖擊力。21.1車橋

（3）主銷內傾角（β） 由重力產生回正作用，靠設計保證，β<8°21.1車橋

前輪外傾角的作用是：防止車輪出現內傾；減少輪轂外側小軸承的受力，防止輪胎向外滑脫；便于與拱形路面接觸。21.1車橋

（4）車輪外傾角（α） 由轉向節設計決定，α=1°左右。原始馬車車輪外傾結構示意圖21.1車橋

從俯視圖看，兩側前輪最前端的距離B小于后端的距離A，（A-B）稱為前輪前束。A-B=8~12mm21.1車橋

（5）車輪前束 前輪前束的作用是消除前輪外傾造成的前輪向外滾開趨勢，減輕輪胎磨損。

在假設前束和外傾產生的側向力相互抵消的前提下，推導的前束與外傾合理匹配關系為前束與外傾合理匹配關系

①后輪的負外傾角可增加車輪接地點的跨度，增加汽車的橫向穩定性；21.1車橋

（6）后輪的外傾角和前束

②前束可抵消汽車高速行駛且驅動力F較大時，車輪出現的負前束（前張），減少輪胎的磨損。從主銷后傾產生回正力矩的原因可知，此回正力矩M與主銷后傾角口和側向力R成正比，即式中r為車輪半徑。設Q為輪荷，是前輪轉角，D為車輪安裝中心至轉向節節點之間的距離，則此回正力矩T^為因此可以說，主銷后傾主要在高速時起回正作用，而主銷內傾主要在低速時起回正作用。小結

主銷后傾角和內傾角將直接影響到車輛的回正性、直線行駛穩定性和高速制動時方向穩定性、轉向輕便性；

前輪的外傾角和前束值的合理匹配將直接影響到前輪的側滑和異常磨耗，同時也間接地影響車輛的動力性和燃油經濟性。4.支持橋21.1車橋

既無轉向功能又無驅動功能的橋稱為支持橋，前置前驅轎車的后橋為典型的支持橋。21.1車橋

21.1車橋

21.2車輪與輪胎21車橋和車輪21.2車輪與輪胎

車輪與輪胎的功用是：支承整車；緩和來自路面的沖擊力；產生驅動力、制動力和側向力；產生回正力矩；承擔越障提高通過性的作用等。 車輪與輪胎又稱車輪總成，主要由車輪和輪胎兩部分組成。21.2車輪與輪胎

一、車輪 車輪是介于輪胎和車軸之間承受負荷的旋轉組件，主要由輪輞、輪輻和輪轂組成。 輪輞用于安裝輪胎，輪輻是介于車軸和輪輞之間的支承部分。21.2車輪與輪胎

輪轂輪輞輪輻1.車輪的類型

21.2車輪與輪胎

按輪輻的構造，車輪可分為輻板式和輻條式兩種。 按車軸一端安裝的輪胎數目，車輪可分為單式車輪和雙式車輪。（1）輻板式車輪

結構特點：鋼制圓盤車輻；擋圈；錐形安裝螺孔；左右旋的固定螺栓，也可全用右旋。21.2車輪與輪胎

21.2車輪與輪胎

（2）輻條式車輪

鋼絲輻條：價高，賽車、高級轎車用。鑄造輻條：重型車用。21.2車輪與輪胎

現代汽車的輪輻多種多樣，與汽車造型融為一個整體，對整車起到了很好的裝飾作用。采用少輻板的輪輻，也有利于制動器的散熱。21.2車輪與輪胎

21.2車輪與輪胎

2.輪輞 輪輞按結構可分為：深槽輪輞、平底輪輞、對開式輪輞、半深槽輪輞、深槽寬輪輞、平底寬輪輞、全斜底輪輞等。 常見的輪輞形式是：深槽輪輞、平底輪輞。21.2車輪與輪胎

21.2車輪與輪胎

（1）深槽輪輞：轎車、輕型越野車（CA7560，BJ2020）；折合直徑， 中部深凹槽，結構簡單（2）平底輪輞：中型貨車（EQ1090，CA1091）；整體擋圈，開口鎖圈（3）對開式輪輞：中重型越野車；螺栓連接內外兩部分（EQ2080， SX2150）輪輞寬度B；輪輞直徑d；安裝螺栓孔節圓直徑d1；偏置距E（輪輞中心到車輪安裝面的距離）；輪轂直徑d2；安裝螺栓直徑d3。安裝螺栓的數目和分布角度。21.2車輪與輪胎3.車輪規格21.2車輪與輪胎1.作用21.2車輪與輪胎二、輪胎 （1）和汽車懸架系統以其緩沖輪面的沖擊，并衰減其振動，保證車輛具有良好的舒適性和平順性； （2）保證車輪和地面之間有良好的附著性，提高車輛的動力性、制動性； （3）承受汽車的重量、動載荷和來自各方向的力和力矩，提高車輛的操縱穩定性； （4）提高車輛的通過性。21.2車輪與輪胎2.要求 （1）輪胎必須具有適宜的彈性、阻尼和承載能力； （2）胎面部分具有增強附著能力的花紋； （3）具有熱穩定性、耐磨等。按用途分為：載貨汽車輪胎（重型、中型、輕型）；轎車輪胎按輪胎胎體結構分為：充氣輪胎（汽車上使用的主要輪胎形式）；實心輪胎充氣輪胎按組成結構分為：按簾線排列方向分為：有內胎輪胎；普通斜交輪胎；無內胎輪胎。子午線輪胎。按充氣大小分為：高壓（0.5~0.7Mpa）：剛度大，較硬，承載容量大，摩擦系數小。低壓（0.15~0.45Mpa）彈性好、斷面寬、接觸面積大、薄壁。超低壓（0.15以下）。3.輪胎的類型和各類輪胎的特點21.2車輪與輪胎4.有內胎的充氣輪胎21.2車輪與輪胎（1）組成 內胎、外胎、墊帶 外胎由胎面（胎冠、胎肩、胎側）、緩沖層、簾布層、胎圈組成。21.2車輪與輪胎（2）普通斜交胎21.2車輪與輪胎 簾布層和緩沖層各相鄰層簾線交叉，且與胎中心線呈小于90°角排列的充氣輪胎，稱為普通斜交輪胎。簾布層：是外胎的骨架，用雙數層的掛膠布組成，保持輪胎的形狀和尺寸，層數越多，輪胎強度越大；21.2車輪與輪胎胎面：由胎冠、胎肩、胎側三部分組成，胎冠由耐磨橡膠構成，直接承受摩擦和全部載荷；胎肩是胎冠與胎側之間的過渡部分，也有橫紋利于散熱；胎側薄且軟的橡膠層，用來保護簾布層。緩沖層：位于胎面與簾布層之間的膠片，彈性較大，緩和路面的沖擊；胎圈：由鋼絲圈、簾布層包邊、胎圈包布組成起到安裝輪胎的作用，剛度和強度較大。 斜交輪胎的優點是：輪胎噪聲小，外胎面柔軟、制造容易，價格也較子午線輪胎便宜。 斜交輪胎的缺點是：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，油耗偏高，承載能力也不如子午線輪胎。21.2車輪與輪胎21.2車輪與輪胎（3）子午線輪胎

簾布層簾線排列的方向與輪胎的子午斷面一致。簾線的這種排列方式，使簾線的強度能得到充分利用，子午線輪胎的簾布層數一般比普通斜交胎可減少約40％～50％；胎體較柔軟，彈性好。21.2車輪與輪胎21.2車輪與輪胎21.2車輪與輪胎 子午線輪胎的優點如下： ①接地面積大，附著性能好，胎面滑移小，對地面單位壓力也小，因而滾動阻力小，使用壽命長。 ②胎冠較厚且有堅硬的帶束層，不易刺穿，行駛時變形小，可降低油耗3%～8%。 ③因簾布層數少，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。21.2車輪與輪胎 子午線輪胎的缺點是：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，胎面噪聲大些；制造技術要求高，成本也高。21.2車輪與輪胎（4）輪胎花紋

21.2車輪與輪胎21.2車輪與輪胎21.2車輪與輪胎21.2車輪與輪胎（5）輪胎內胎

內胎是一個環形橡膠管，應具有良好的彈性，并能耐熱和不漏氣。 內胎上裝有充放氣的氣門嘴，其構造如右圖所示。5.無內胎的充氣輪胎21.2車輪與輪胎 無內胎輪胎的優點是：輪胎穿孔時，壓力不會急劇下降，能安全地繼續行駛；無內胎輪胎中不存在因內外胎之間摩擦和卡住而引起損壞；氣密性較好，可以直接通過輪輞散熱，所以工作溫度低，使用壽命長；結構簡單，質量較小。21.2車輪與輪胎21.2車輪與輪胎6.活胎面輪胎

21.2車輪與輪胎 活胎面輪胎的胎面是可更換的，其最大優點是在花紋嚴重磨損或磨光后，可以單獨更換胎面。也可以根據不同使用條件更換不同花紋的胎面。其缺點是質量較大，使用中可能出現胎體和胎面環之間磨損，胎面環橡膠與鋼絲體脫層。21.2車輪與輪胎低壓胎：英制標準B-d胎面寬度-輪輞直徑例，EQ1090：9.00-20歐洲標準B×d毫米例，185×4007.輪胎規格21.2車輪與輪胎 輪胎斷面高度H與寬度B之比以百分比表示稱為輪胎的扁平率。我國執行的輪胎標準為： 轎車輪胎：GB-9743-1997； 轎車輪胎系列：GB/T-2978-1997； 載重汽車輪胎：GB-9744-1997； 載重汽車輪胎系列：GB/T-2977-1997；規定了輪胎的規格