汽车在使用中,对行驶系统主要有以下要求:汽车车架应无裂纹、开裂或锈蚀现象,螺母、螺栓、铆钉不得短缺、松动、锈蚀,无影响强度、刚性的缺陷,无妨碍四只轮胎同时着地的变形;前后桥不得有变形和裂纹;轮v锁止完好可靠,安装松紧适度;钢圈应完整无裂损和变形;轮幅端面或轮惘表面对钢圈轴心线端面的径向跳动应不大于3 mm;螺孔孔径磨损量应不大于1.5 mm;外露的轮胎应有防护装置,并固定牢靠。
汽车前桥承受弯曲、扭矩、剪切和由于道路不平引起的冲击载荷。前桥经长期使用,会发生弯曲、扭曲变形和锈蚀、裂纹、断裂等损坏,将影响汽车操纵轻便性、安全性和经济性。前桥损伤主要有:主销座孔磨损、主销孔上下端磨损和锁销孔磨损;钢板弹簧座及定位孔磨损;工字梁表面有裂纹等。
下面简述汽车前桥一般的磨损与变形规律,主要部件损坏的部位和原因分析及检修。
1.钢板弹簧座磨损
钢板弹簧座之间在垂直方向产生变形,且大多数为两钢板弹簧座向上翘,中间向下弯曲,最大弯曲为4°左右;在水平方向产生弯曲变形,且大多数为两钢板弹簧座向前凸,凸峰偏左。沿纵向对称轴线产生扭曲变形。以右钢板弹簧座平面为基准,向前扭曲与向后扭曲约各占50%,向前扭曲的最大扭转角为6°左右;向后扭曲的最大扭转角为8°30'左右。
2.两主销孔轴线间变形
两主销孔轴线间的变形,大多是销孔轴线上端前扭,右销孔扭转角一般大于左销孔。
两主销孔轴线与钢板弹簧定位孔轴线纵剖面上的距离变化(即前轴拳形部位弯曲变形),右端大于左端。主销内倾角变化超过8°,且大部分是内倾角增大,最大增值为2°20'。一般左主销孔的变化大于右主销孔;左主销孔内倾角增大(即拳形部位向上弯),而右主销孔内倾角变小(即拳形部位向下弯曲)。钢板弹簧座定位孔磨损在1 mm以内的,呈不规则圆坑形。主销孔普遍磨损,主销孔两端磨损大于中间,下端磨损又大于上端,右销孔大于左销孔。45号钢锻造的前轴,裂纹多在左钢板弹簧座的右侧。
3.钢板弹簧座平面、定位孔和螺栓承孔磨损
钢板弹簧座平面、定位孔和螺栓承孔的磨损,主要是由于钢板弹簧紧固螺栓松动后,汽车在运动中,钢板弹簧与座、定位销与承孔、螺栓与承孔产生相对运动而造成的。由于汽车行驶时受力复杂多变,所以它们磨损是不规则的。
4.前轴损坏
(1)前轴变形。前轴变形主要是弯曲和扭曲变形。弯曲分垂直上下和水平前后弯曲两种。垂直弯曲是由于承受过大的垂直负荷引起的。汽车高速通过障碍,起步过猛紧急制动,则易产生水平弯曲及扭曲变形。弯曲及扭曲变形,一般产生在弹簧外侧。除由于碰撞等事故损伤外,通常垂直弯曲大于水平弯曲。由于紧急制动而引起扭曲变形,则向前扭曲变形往往大于向后扭曲变形。
垂直和侧向反作用力在前轴的垂直平面内产生弯矩,造成前轴中部及主销孔附近在垂直方向弯曲,在钢板弹簧座附近、主销孔附近及前轴中部断面的弯曲与弯曲应力最大。汽车转弯时,外侧相反作用力使前轴向上弯曲;内侧相反作用力则使前轴向下弯曲。我国交通规则规定靠右侧行驶,右转向转弯半径小、则离心力大,造成左悬架受力大,地面的反作用力也大,因此所受弯矩也就大,这就造成了前轴左端向上弯曲大于右端向上弯曲,即左销孔内倾角增大、右销孔内倾角减小的倾向。
地面纵向力的作用方向是由前向后,使主销附近向后弯曲。所产生的力矩使主销孔轴线绕前轴纵向剖面扭转,从而造成主销孔附近上端向后扭曲。由于车辆靠右行驶,且右转较多,而在右转弯时,右车轮速度小于左车轮,故右车轮受纵向力大于左车轮,这就造成主销孔轴线向前扭转、前轴中部向前弯曲、中部扭曲,右面大于左面。这也是右主销孔磨损大于左主销孔、右主销孔轴线与钢板弹簧定位孔轴线(或定位孔对称点)偏差距离大于左面的原因之一。
由于作用在前轴上的垂直弯距大于水平弯矩,故主销孔及上下端面的横向磨损大于纵向;又因向上的作用力大,使主销孔下部磨损大于上部。
上述各力作用使前轴弯曲变形,因而主销孔轴线间距离变小。
(2)前轴裂纹。如前所述,前轴受力复杂多变以垂直弯矩为大。当汽车制动时,前轴负荷增大;汽车通过凹凸不平路面时,前轴受冲击负荷,由此容易引起金属疲劳,而在弯曲应力最大处产生裂纹。
前轴变形和损伤后,汽车在行驶中就会失去车辆行驶的稳定性和可靠性,而导致严重的交通事故发生。前轮定位发生改变时,不但降低汽车操纵灵活性,而且也加速了轮胎的磨损,影响汽车正常行驶。