車輪定位及其懸架傾角淺析
汽車的轉(zhuǎn)向車輪定位是指轉(zhuǎn)向車輪、轉(zhuǎn)向節(jié)和前軸三者之間具有一定的相對位置的安裝,又稱為前輪定位。前輪定位包括主銷后傾、主銷內(nèi)傾、前輪外傾和前輪前束四個內(nèi)容,它的作用是保持汽車穩(wěn)定的直線行駛和轉(zhuǎn)向輕便、保證轉(zhuǎn)向后轉(zhuǎn)向輪可以自動回正、減少汽車在行駛中輪胎和轉(zhuǎn)向機(jī)件的磨損。
轉(zhuǎn)向車輪定位對汽車的操控性影響極大。一般的汽車行駛一定里程之后,就有可能出現(xiàn)跑偏、抖動、方向盤不正、輪胎偏磨等情況,這種情況一般就是汽車的四輪定位發(fā)生了變化,其中最常見的就是前束的變化。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。所以前束改變后汽車最明顯的癥狀就是輪胎偏磨。一般導(dǎo)致前束改變主要的原因是轉(zhuǎn)向球頭磨損松曠。
主銷內(nèi)傾與主銷后傾都有使轉(zhuǎn)向輪自動回正、保持車輛直線行駛的作用,它們的區(qū)別是主銷后傾的回正作用與車速有關(guān),而主銷內(nèi)傾的回正作用幾乎與車速無關(guān)。因此,汽車在高速行駛時后傾的回正作用大,而低速行駛時主要靠內(nèi)傾起回正作用。此外,直線行駛時,轉(zhuǎn)向輪偶爾受到?jīng)_擊而發(fā)生偏轉(zhuǎn)時,也主要靠主銷內(nèi)傾起回正作用。所以,當(dāng)你的車發(fā)生轉(zhuǎn)向沉重、不自動回位等故障時,一般都是這兩個參數(shù)發(fā)生了變化。導(dǎo)致這兩個參數(shù)變化的主要原因是懸架變形、各減振減振膠套松曠;拉桿球頭松曠、減振器上支座膠套損壞或變形等。
前輪外傾的作用是提高前輪工作的安全性和轉(zhuǎn)向操縱輕便性,它發(fā)生變化時汽車會自動跑偏。有些人把自己的車改裝,車輪都成外八字了,這種情況屬于車輪負(fù)外傾。這樣改裝的主要作用是汽車在高速行駛時直線穩(wěn)定性較好,不會輕易的跑偏,所以特別適合直線加速賽。但這種改裝后,轉(zhuǎn)向異常沉重,普通人是駕馭不了的。
對于后輪采用獨立懸掛或后輪驅(qū)動的車型來說,后輪的定位也是非常重要的。不過后輪的定位主要是后輪前束和后輪外傾角,它可以增加汽車的橫向穩(wěn)定性,并減少輪胎的磨損;對后驅(qū)車來說還有一個推力角,它的作用是保證汽車的驅(qū)動力始終與行駛方向一致,避免橫向推動汽車。一般情況下推力角都是零,當(dāng)兩個后輪懸架系統(tǒng)不一致時,汽車的推力角就會發(fā)生變化。
所以,汽車的四輪定位是行駛系統(tǒng)的重要參數(shù),它的正確與否,直接決定了汽車的行駛安全性和穩(wěn)定性。如果汽車行駛中發(fā)生跑偏、打方向不自動回輪、方向盤過重或飄浮發(fā)抖、前后輪胎單側(cè)偏磨、車橋以及懸架的零件曾經(jīng)被拆裝,或汽車因事故造成底盤及懸架的損傷等情況時,我們就應(yīng)該及時做四輪定位,調(diào)整車輪參數(shù),以維持汽車良好的操控性。而一般的換輪胎、補(bǔ)胎等,不涉及車輪定位,所以不用調(diào)整。
四輪定位相關(guān)的因素有:主銷后傾角、主銷內(nèi)傾角、車輪外傾角、前束角、包容角、推進(jìn)角及磨擦半徑等。
1、什么是前束?
從汽車的正上方向下看,由輪胎的中心線與汽車的縱向軸線之間的夾角稱為前束角。輪胎中心線前端向內(nèi)收束的角度為正前束角,反之為負(fù)前束角?偳笆档扔趦蓚車輪的前束值之和,即兩個車輪軸線之間的夾角。
前束的作用:消除車輪外傾造成的不良后果。車輪外傾使前輪有向兩側(cè)張開的趨勢,由于受車橋約束不能向外滾開,導(dǎo)致車輪邊滾邊滑增加了磨損。有了前束后可使車輪在每瞬間的滾動方向都接近于正前方,減輕了輪轂外軸承的壓力和輪胎的磨損。
前輪前束的調(diào)整方法:調(diào)整可調(diào)式拉桿,在調(diào)整前先將左右兩邊球頭銷止螺栓松開,夾緊轉(zhuǎn)向盤正中位置。再根據(jù)電腦提供的資料進(jìn)行同時調(diào)整。如果原來的轉(zhuǎn)向盤是在正中位置,同時調(diào)整前束轉(zhuǎn)向盤可能不會變動。直至調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值,然后路試看其是否有變動,如有變動應(yīng)將其調(diào)正為止。
2、什么是主銷內(nèi)傾角?
轉(zhuǎn)向節(jié)主銷軸線或假想的主銷軸線在橫向平面內(nèi)向內(nèi)傾斜,與鉛垂線所形成的夾角稱為主銷內(nèi)傾角。
內(nèi)傾角的作用:減少轉(zhuǎn)向操縱力、減少回跳和跑偏現(xiàn)象、改善車輛直線行駛的穩(wěn)定性。另外,主銷內(nèi)傾還可減少前輪傳至轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上的沖擊,并使轉(zhuǎn)向輕便。但內(nèi)傾角不宜過大,否則在轉(zhuǎn)向時,會使輪胎磨損加快,主銷內(nèi)傾角一般在前軸制造時形成。
偏矩:主銷線與地面交點和胎中心線與地交點的距離。也稱摩擦半徑,有正負(fù)零之分。
負(fù)偏距的作用:若前輪的制動器制動力不等,左輪大與右輪(F1F2),會產(chǎn)生制動跑偏,車身偏向是圖示的X方向。此時兩邊不等的制動力,作用在負(fù)偏距R上,F(xiàn)1使左輪向A方向偏轉(zhuǎn),F(xiàn)2使右輪向B方向偏轉(zhuǎn),兩方向效果綜合后,使車身偏向圖示的Y方向。即Y、X方向相反,但XY則可減小制動跑偏的趨勢。
3、什么是主銷后傾角?
從汽車的側(cè)面看,主銷軸線(或車輪轉(zhuǎn)向軸線)從垂直方向向后或向前傾斜一個角度稱為主銷后傾或前傾。在縱向垂直平面內(nèi),主銷軸線與垂線之間的夾角,稱為主銷后傾角。向垂線后面傾斜的角度稱為正后傾角,向前傾斜的角度稱為負(fù)后傾角。通常汽車行駛過程中,主銷后傾角應(yīng)為正值。主銷后傾角的獲得一般是在安裝時,通過懸架元件相互位置來保證的。
主銷后傾角的作用:使車輪復(fù)位以及提高直線行駛的穩(wěn)定性,產(chǎn)生的回正力矩使汽車在行駛中若偶遇外力作用能自動回正汽車轉(zhuǎn)向輪設(shè)置主銷后傾角的目的。后傾角的主要功能是使車輛保持向正前方行駛。后傾角的角度不會影響輪胎磨,它是用來穩(wěn)定車行方向和轉(zhuǎn)向時能自動回正。
后傾角的調(diào)整方法:根據(jù)車型不同,首先進(jìn)行分析判斷,然后進(jìn)行調(diào)整,其調(diào)整方法有下列幾種:墊片、不同心凸輪軸、偏心球頭、大梁槽孔、平衡桿等。
4、什么是車輪外傾角?
從汽車的前方看輪胎的幾何中心線與地面的鉛垂線的夾角,稱為外傾角。輪胎的上緣偏向內(nèi)側(cè)(靠近發(fā)動機(jī))或偏向外側(cè)(偏離發(fā)動機(jī))。當(dāng)輪胎中心線與鉛垂線重合時,稱為零外傾角,其作用是防止輪胎不均勻的磨損。
車輪外傾角的作用:是為了增加汽車直線行駛的安全性。當(dāng)具有外傾角時,可使車輪在轉(zhuǎn)向時偏移量減小,所以能減少轉(zhuǎn)向力;另外,由于車輪外傾,在垂直載荷作用下產(chǎn)生一施加于軸心上的分力,使車輪向內(nèi)壓在軸承上,以防止車輪甩脫。
外傾角的調(diào)整方法:根據(jù)各車型各有不同,調(diào)整方法也有不同。主要調(diào)整方法有:調(diào)整墊片、大梁槽孔、不同心凸輪、偏心球頭、上控制臂的調(diào)整、下控制臂的調(diào)整等。
5、四輪定位角度的聯(lián)系
四輪定位有關(guān)各角度的定義及其功能,是比較容易了解的。但應(yīng)用在四輪定位、底盤維修時往往無法將遇到的理論應(yīng)用上去解決問題,其原因是由于車體底盤的結(jié)構(gòu),所有四輪定位角度都互相透過底盤的機(jī)械結(jié)構(gòu)相連結(jié)。比如說:
(1)改變前束角會變動外傾角:由于改變前束角時輪子會依著轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn),因此外傾角會變動。后傾角越大其外傾角改變越大。
(2)調(diào)整后傾角會改變車輪偏角:當(dāng)后傾角加大或減小后傾角時,由于轉(zhuǎn)向軸上支點都能向前或向后移動。另一可動的就是轉(zhuǎn)向軸的最下支點,也就是輪胎。因此加大或減小后傾角的調(diào)整會使前輪向前或向后滑動,使用的轉(zhuǎn)盤也必須可前后滑動的功能。
(3)改變外傾角可同時改變內(nèi)傾角,改變內(nèi)傾角會造成外傾角改變。不同的懸架結(jié)構(gòu)有不同的外傾角調(diào)整方法。如果向左右移動上支架點或移動下支架點,則不但外傾角改變,其內(nèi)傾角跟著變。因此即使外傾角被調(diào)標(biāo)準(zhǔn)了,但由于內(nèi)傾角的變化,車行不順。解決了一個毛病,同時又制造了另一個毛病。
(4)后輪前束角改變會影響前輪單輪前束角:后輪前束角會決定后輪推進(jìn)線角。現(xiàn)代四輪定位都是采用推進(jìn)線定位方法來決定前輪前束。因此改變了后輪前束角造成推進(jìn)線改變,雖然前束沒有變化,由于其單輪前束的基準(zhǔn)線(推進(jìn)線)變動了,因此單輪前束也會跟著變動,前輪總前束并沒因此而改變。
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