前橋[車輛構件]

前橋是傳遞車架與前輪之間各向作用力及其所產生的彎矩和轉矩的裝置。

概述

車橋(也稱車軸)通過懸架與車架(或承載式車身)相連線，兩端安裝車輪。車架所受的垂直載荷通過車橋傳到車輪；車輪上的滾動阻力、驅動力、制動力和側向力及其彎矩、轉矩又通過車橋傳遞給懸架和車架，故車橋的作用是傳遞車架與車輪之間的各向作用力及其所產生的彎矩和轉矩。

根據懸架的結構型式，車橋可分為整體式和斷開式兩種。斷開式車橋為活動關節式結構，它與獨立懸架配合使用；整體式車橋的中部是一個整體的剛性實心或空心梁(軸)，它多與非獨立懸架配用。大部分現代轎車左右車輪之間實際上沒有車橋，而是通過各自的懸架與車架或車身相連線，然而習慣上仍將它們稱為斷開式車橋。

按照車橋上車輪的運動方式和作用不同，車橋可分為轉向橋、驅動橋、轉向驅動橋和支持橋四種類型。其中轉向橋和支持橋都屬於從動橋。一般汽車的前橋多為轉向橋，後橋或中、後兩橋多為驅動橋。越野汽車和一些轎車的前橋既是轉向橋又是驅動橋，故稱為轉向驅動橋。

某些單橋驅動的三軸汽車(6×2汽車)的中橋或後橋為支持橋。掛車上的車橋都是支持橋。

前轉向橋

前橋多為從動橋，又稱為轉向橋，一般均布在車輛的前端，故稱為前橋。它利用轉向節與轉向系相連。能夠使轉向器輸出的轉向力傳遞到車輪以實現車輛的轉向。它不但支持車輛前部的簧載質量，承受垂直載荷，還承受各種縱向力、側向力以及相關力矩。

圖2 前轉向橋

各種類型汽車的轉向橋構造基本相同，主要由前軸(梁)、轉向節、主銷和輪轂等四部分組成，如圖2所示。

前軸

圖3a 工字形前軸

圖3b 管狀前軸

作為主體零件的前軸，一般用中碳鋼經模鍛和熱處理而製成的。其斷面是工字形或管形，如圖3所示。

為提高抗扭強度，在接近前軸兩端各有一個加粗部分成拳形，其中有通孔，主銷即插入此孔內。中部向下彎曲成凹形，其目的是使發動機位置得以降低，從而降低汽車質心；擴展駕駛員視野；減小傳動軸與變速器輸出軸之間的夾角。

轉向節

圖4 轉向節

轉向節（如圖4所示)是車輪轉向的鉸鏈，它是一個叉形件。上下兩叉有安裝主銷的兩個同軸孔，轉向節軸頸用來安裝車輪。轉向節上銷孔的兩耳通過主銷與前軸兩端的拳形部分相連，使前輪可以繞主銷偏轉一定角度而使汽車轉向。為了減小磨損，轉向節銷孔內壓入青銅襯套，襯套的潤滑用裝在轉向節上的油嘴注入潤滑脂潤滑。為使轉向靈活，在轉向節下耳與前軸拳形部分之間裝有軸承9。在轉向節上耳與拳形部分之間還裝有調整墊片，以調整其間的間隙。

主銷

圖5 主銷

主銷的作用是鉸接前軸及轉向節，使轉向節繞著主銷擺動以實現車輪的轉向。主銷的中部切有凹槽，安裝時用主銷固定螺栓5 與它上面的凹槽配合，將主銷固定在前軸的拳形孔中。主銷與轉向節上的銷孔是動配合，以便實現轉向。主銷的常見形式如圖5所示。

輪轂

車輪輪轂通過兩個圓錐滾子軸承支承在轉向節外端的軸頸上。軸承的鬆緊度可用調整螺母(裝於軸承外端)加以調整。輪轂外端用衝壓的金屬罩蓋住，內端裝有油封。制動底板與防塵罩一起都固定在轉向節上。

圖6 前轉向橋內部構造

以某汽車前橋為例說明前轉向橋的內部結構。

作為主體零件的前梁是用鋼材鍛造的，其斷面是工字型以提高抗彎強度。為提高抗扭強度，接近兩端略呈方形。中部加工出兩處用以支承鋼板彈簧的加寬面-----彈簧座。中部向下彎曲，使發動機位置得以降低，從而降低汽車質心，擴展駕駛員視野，並減小傳動軸與變速器輸出軸之間的夾角。前梁兩端各有一個加粗部分，呈拳形，其中有通孔，主銷即插入此孔內，使之不能轉動。轉向節上有銷孔的兩耳通過主銷與前梁的拳部相連，使前輪可以繞主銷偏轉一定角度而使汽車轉向。為了減小磨損，轉向節銷孔內壓入青銅襯套，襯套上的潤滑脂油槽在上面端部是相通的，用裝在轉向節上的油嘴注入潤滑脂潤滑。為使轉向靈活輕便，在轉向節下耳與前梁拳部之間裝有推力滾子軸承。在轉向節上耳與拳部之間裝有調整墊片，以調整其間的間隙。

在左轉向節的上耳上裝有與轉向節臂製成一體的凸緣，在下耳上則裝著與轉向梯形臂製成一體的凸緣，這兩個凸緣上加工有一矩形鍵，因此在做轉向節的上下耳上都有與之匹配的鍵槽。轉向節通過矩形鍵及帶有錐形套的雙頭螺栓與轉向節臂及梯形臂相連。在鍵槽斷面間裝有條形的橡膠密封墊。

車輪輪轂通過兩個圓錐滾子軸承支撐在轉向節外端的軸頸上。軸承的鬆緊度可用裝在軸承外端的調整螺母加以調整。輪轂外端用衝壓的金屬罩蓋住。輪轂內側裝有油封，如果油封漏油，則外面的擋油盤仍足以防止潤滑脂進入制動器內。轉向節上靠近主銷孔的一端有方形的凸緣，以固定制動底板。

轉向驅動橋

圖7 轉向驅動橋

圖8 轉向驅動橋示意

在許多轎車和全輪驅動的越野車上，前輪除作為轉向橋外，還兼起驅動橋的作用，故稱其為轉向驅動橋，如圖7所示。

如圖8所示，轉向驅動橋既具有一般驅動橋所具有的主減速器1、差速器3及半軸4和8；也具有一般轉向橋所具有的轉向節殼體11、主銷12 和輪轂9 等。它與單獨的驅動橋、轉向橋相比，其不同之處是，由於轉向的需要半軸被分為兩段，分別叫內半軸4(與差速器相連線)和外半軸8(與輪轂連線)，二者用等角速度萬向節6連線起來。同時，主銷也因此分成上下兩段，分別固定在萬向節的球形支座14 上。轉向節軸頸7做成空心的，以便外半軸從中穿過。轉向節的連線叉是球狀轉向節殼體11，既滿足了轉向的需要，又適應了轉向節的傳力。轉向驅動橋廣泛地套用到全輪驅動的越野汽車上。

圖9 轉向驅動橋內部構造

以某越野汽車為例，說明轉向驅動橋的內部結構，如圖9所示。

驅動部分

轉向橋的中部裝有主減速器和差速器。內半軸2 和外半軸通過等速萬向節連線在一起，外半軸的端部加工有花鍵，它和半軸凸緣12相嚙合。當前橋驅動時，轉矩由主減速器、差速器傳給內半軸2、萬向節、外半軸和半軸凸緣12，最後傳遞到輪轂13，驅動車輪旋轉。

轉向部分

轉向節由轉向節軸頸11和轉向節外殼9 用螺栓連線成整體。轉向節軸頸上裝有兩個輪轂軸承，以支承輪轂13；轉向節軸頸的內孔壁內壓裝有襯套，以支承外半軸。在轉向節外殼9的上下兩端分別裝有上下兩段主銷6的加粗部分，並用止動銷14 止動；在轉向節外殼上端還裝有轉向節臂8，在轉向節外殼下端裝有下蓋15。轉向節臂和下蓋分別通過螺栓和錐形襯套7與轉向節外殼9相連，以便上、下主銷密封定位。主銷配用帶有翻邊的青銅主銷襯套17，該襯套分別壓入上下兩個主銷座孔4 內，主銷座孔又壓裝在球形支座3 的上下兩端，襯套的翻邊起止推作用。潤滑脂由上、下油嘴注入後，分別進入主銷中心油道，再從兩個側孔出來進入主銷與襯套之間，實現潤滑。汽車轉向時，轉向直拉桿拉動轉向節臂8 帶動轉向節繞主銷擺動，這時轉向輪即可隨之偏轉，從而實現汽車的轉向。