车架变形如何处理?
(1)车架的类型
车架是摩托车的安装基体与骨架,它将发动机、传动系统、操纵制动系统、电气系统等连接成有机整体,并承受全车零部件质量和行驶中的各种外力。车架从结构上可分为跨接式菱形车架、U形车架、双管摇篮式车架、组合摇臂车车架、坐式车架等。
图7-27 跨接式菱形车架
①跨接式菱形车架。跨接式菱形车架以两组对称的钢板冲压件焊接而成,如图7-27所示。它是利用发动机机体将车架的下部连成一个整体。国产的XF125、JH125等型号的摩托车都采用这一类型的车架。
② U形车架。U形车架结构简单,车架的强度与刚度都较低,承载能力较弱,仅适用于轻便摩托车,如嘉陵JH50和重庆JT50等型号的轻便摩托车。U形车架的形状如图7-28所示。
③ 双管摇篮式车架。双管摇篮式车架从车架转向立管至发动机下方由两根钢管并排配置,如图7-29所示。双管摇篮式车架的结构特点是发动机在车架上的安装位置犹如婴儿被安放在摇篮中那样。大功率的赛车和越野摩托车均采用这种车架。
图7-28 U形车架
图7-29 双管摇篮式车架
④组合摇臂式车架。在组合摇臂式车架中,发动机并非完全固定在车架上,而是将发动机与后轮叉、驱动装置和后轮轴等组合成为一个整体,并在发动机上设置连接点,使之与车架铰接,形成一个组合摇臂式结构,如图7-30所示。
⑤坐式车架。坐式车架结构优点是驾驶员坐在车内,而不是骑在车架上,车架前端有足够的空间位置,且整车易于造型。适用于坐式摩托车和轻便摩托车。坐式车架的外形如图7-31所示。
图7-30 组合摇臂式车架
图7-31 坐式车架
(2)车架的变形
车架的几种变形如图7-32所示。
图7-32 车架的变形
①车架纵向水平方向弯曲。车架在纵向水平方向弯曲变形,在俯视图上可以明显地看到转向座、尾部、平叉等偏离了纵向平面O—O。只要这几个部位其中之一产生变形,偏离了中心垂面,前、后轮便不能达到共面性要求,整车的重心位置也同时偏移。
② 转向座扭歪。在车架的前视图上可看到扭歪了的转向座,转向轴线m—m,偏离整车纵向垂直面O—O,使前,后轮不符合共面性要求。
③ 后平叉中轴线扭歪。平叉与车架连接的对称中轴的中轴线m—m 垂直于车架纵向垂面O—O,受到碰撞后,可能使车架的薄板框形结构变化,中轴线由m—m 移至m′—m′,与纵向垂面不垂直,后轮偏离车架纵向中心垂面,前、后轮失去共面性。
④车架纵向垂直方向弯曲。前轮受正向碰撞后,车梁会在垂直面内产生弯曲变形,使转向轴线由原来的C—C位置移至C′—C′位置,轮距减小;若车辆在超重负荷或遇凹坑下陷时,会使车架受力变形,轮距增大,提速性能降低。这种情况对操纵性影响很大,严重的甚至无法行驶。
图7-33 变形车架纵向弯曲的矫正
(3)车架纵向水平方向弯曲的矫正
将车架放在工作台上支承稳固后,以压力N对弯曲部位作用,如图7-33所示,使弯曲了的车梁恢复原状。不同部位的弯曲,要选择不同的支承点和压力作用点。
(4)转向座变形的矫正
将车架放在工作台上支承稳固后,用压力N夹紧,夹紧时必须垫上足够支承块,使车架不被压弯。矫正时使用手力P通过矫正杆对车梁产生扭转作用,如图7-34所示,使转向轴线回到车架纵向中心垂面上。因矫正所需力矩很大,达到1000N·m以上,如果工作台没有固定于地面,必须对工作台加上1~2条约1.5m长的抗倾覆杆,或采用其他措施,防止工作台在矫正操作时被倾覆。
图7-34 转向座变形的矫正
(5)车架中轴变形的矫正
车架上中轴线歪斜,是车架框形结构扭转变形的结果。矫正时,可制作一些辅助工具,置于工作台上,如图7-35所示,在压力N的作用下,框形车体产生扭转变形,恢复原状,中轴线随之回到与车架纵向中心垂面垂直位置。
图7-35 车架中轴线变形的矫正
(6)车架纵向垂直方向弯曲的矫正
车架纵向垂直方向弯曲有轮距增大或减小两种不同情况,矫正时要根据不同情况取不同位置施加矫正作用力,同时还要根据不同车型的不同车架结构,采用不同结构的辅助工具,使车架在矫正时不会受到破坏或损坏。
图7-36 正向碰撞后的矫正
如图7-36所示是车架受到正向碰撞时,产生使轴距减小的弯曲变形后进行矫正的情况。辅助工具是用钢板夹固在车梁上,将矫正杆插入转向座中,然后用千斤顶进行矫正。
(7)车架矫正的标准
一个完好的车架,可被一个平面将其纵向分成左右基本对称的两部分。根据这个结构上的特点,转向座中心线C—C,车架纵向中心线A—A,过平叉轴横向中点且与平叉对称轴线同向的直线B—B,通过车架后部和平叉对称轴的直线D—D必在该平面上。所以车架必须符合下列条件:
①A—A、B—B在水平面投影重合。
②C—C、D—D在前(后)视图投影重合。
③ 前后轮距符合尺寸要求。
④平叉轴(中轴)线垂直于车架纵向垂面。
⑤车架各部分结构满足安装相关零件的要求,如安装发动机用的吊耳、安装后减震器支柱部位的形状、位置均须符合要求。
车架变形的原因是:1、汽车行驶在不平路面上,引起的车架垂直冲击载荷,超过车架的许用应力,在汽车上下坡、转弯或装载不均时,也会引起车架局部过载而导致车架断裂;2、汽车行驶时,前轮一侧受到很大阻力,使车架易发生对角线的平面变形;3、汽车发生撞击事故;4、车架设计或附属装置造成局部转矩而使车架断裂。车架变形是指车架改变了原来的几何形状,并使在车架上安装的各总成零件相对位置发生变化,使车辆的技术状况变坏,导致汽车不能正常行驶。车架变形常因作用于车架的力超过其弹性极限,当作用于车架的力消除后,车架不能恢复原状,形成了残余变形。
钢管编织车架抗变形能力好,车架高级,但是焊接复杂,良品率低,成本高。
钢管编织车架采用钢管将转向头连接到90度V型双缸引擎上的四个点,两个分别在两颗汽缸之间的V深处,另外就在后汽缸后面的变速箱上,或者在两侧向下延伸以抓住摇臂枢轴。从任何一侧看,格子都是强壮三角形(如同一座桥梁),以防止纵向弯曲,但从上面看,几乎没有任何斜撑以防止转向头的侧向运动。
省略这种对角支撑有两个可能的原因,一个是引擎的进气系统占据整个下部并且上部最大的可用空间必须放置进气系统必须,因此两个部分都不能被斜撑杆穿过,另一个原因也许是故意提供横向作动。编织车架的独特能力是否恰好是必要的,于是前车架制作得越硬,底盘可以提供给车手的路感就会大大减少,另一个促成编织钢管车架的原因是,日系四缸车因为引擎是直列的,所以车架可以直接环抱住整颗引擎,但是L型双汽缸的杜卡迪,前面汽缸几乎水平往前,所以车架设计就没办法跟日系车一样,也因此这样的设计让杜卡迪车辆前端更灵活。
由于钢管编织车架采用钢管将转向头连接到90度V型双缸引擎上的四个点进行处理,所以在制作的过程中需要的工序繁杂,成品率也低,生产的成本相对来说就高。
(1)车架变形检查。
边梁式车架的变形主要是弯曲和扭曲,常用“对角线”法检查。以钢板弹簧支座上钢板销承孔的轴线为基准,构成三个矩形框,测量每个矩形框两条对角线的长度差及其位置度误差,从而判断车架在垂直方向和水平方向上的变形。
(2)车架变形的检修
车架有变形,应进行校正。校正可采用整体校正和分体校正。校正合格后再进行其他项目的修理。
解决钢管经过长时间日晒雨淋,生锈腐蚀,管壁变薄,在施工、拆卸、搬运中容易弯曲,不能使用,造成脚手架钢管搭设安全隐患等问题。机器具有调直、除锈、刷漆三合一体功能,大大降低人工体力劳动,提升工作效率。
车架的弯曲变形破坏了各总成的相对位置,引起总成早期损坏,促使轮胎异常磨损;除加速零部件的磨损外,还发出异响。车架铆钉松旷脱落,降低了支架的强度和刚度,加速其变形和断裂。车身横向倾斜,行驶中方向自动跑偏;车身纵向倾斜,直行时车身后部向一侧偏出。车架的损伤变形,会影响汽车行驶的稳定性和制动效果,危及行车安全,还降低使用寿命。可分为不散架变形校正和散架变形校正。
①当纵横梁局部产生不大的弯曲时,可在车架装合的情况下,进行校正。车架的校正通常是在冷状态下进行。当弯曲过大或车架刚度较大,用冷压法不易校正时,也可加热校正。加热时,应尽量减少加热区域,加热温度一般不超过70090(呈暗红色),并要慢慢地冷却,以免增大脆性。校正车架弯曲时,可根据弯曲的部位、弯曲的程度,选用不同专用工具,正确地选定预压部位,并在车架与顶压工具之间垫以钢板,以免因局部受力而产生变形。由于压力加工中必然发生的“弹性”和“后效”作用,校正时的变形值应大于实际需要,并保持一定的受力时间。车架校正后,应符合大修检验标准,并要对车架上的铆钉进行一次检查,以消除校正过程中可能引起的松动。
②车架如有严重弯曲、扭曲或歪斜,不经散架难以修复的,应采取散架校正。即将车架的纵横梁全部拆散,分别对纵横梁按样板校正,然后重新铆合。