車(chē)輪為什么要定位?
互聯(lián)網(wǎng) 俠名 修車(chē)常識(shí) 2013-10-22
| 從字面上看，車(chē)輪定位是指車(chē)輪的排列。也就是車(chē)輛行駛中車(chē)輪對(duì)于行進(jìn)方向以及地面所具有的角度等控制。 為了使汽車(chē)始終保持穩(wěn)定的直線(xiàn)行駛和轉(zhuǎn)向輕便，轉(zhuǎn)向后能自動(dòng)回正并減少汽車(chē)在行駛中輪胎及轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)機(jī)件的磨損，轉(zhuǎn)向車(chē)輪、轉(zhuǎn)向節(jié)和前軸三者之間的安裝要有一定的相對(duì)位置。這種具有一定相對(duì)位置的安裝稱(chēng)為前輪或后輪定位，統(tǒng)稱(chēng)為車(chē)輪定位。 車(chē)輪定位影響汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性，對(duì)汽車(chē)的舒適性、平順性等起著重要的作用。但車(chē)輪定位是由幾個(gè)主要因素(也可以說(shuō)內(nèi)容或參數(shù)）所決定，而且這些因素并不是單獨(dú)發(fā)揮作用，而是相互關(guān)聯(lián)，相互之間有著密切的聯(lián)系。最重要的是，只有將這些因素配合得宜，使它們相互間有良好的協(xié)調(diào)，才能使車(chē)輪定位發(fā)揮到穩(wěn)定汽車(chē)操縱性能的作用。 決定因素是什么? 轉(zhuǎn)向主銷(xiāo)后傾 站在汽車(chē)的側(cè)面看車(chē)輪，轉(zhuǎn)向主銷(xiāo)(也就是車(chē)輪轉(zhuǎn)向時(shí)的旋轉(zhuǎn)中心)向后傾斜一定的角度，即主銷(xiāo)軸線(xiàn)在縱向平面內(nèi)與通過(guò)前輪中心的垂線(xiàn)之間的夾角稱(chēng)為主銷(xiāo)后傾角。這個(gè)角度即為轉(zhuǎn)向主銷(xiāo)后傾角，俗稱(chēng)主銷(xiāo)后傾。在主銷(xiāo)后傾角度設(shè)定后，主銷(xiāo)中心線(xiàn)的接地點(diǎn)與車(chē)輪中心地面投影點(diǎn)之間就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)距離，這兩個(gè)點(diǎn)之間的距離稱(chēng)為主銷(xiāo)縱傾移動(dòng)距。 車(chē)輪的接地點(diǎn)位于轉(zhuǎn)向主銷(xiāo)延長(zhǎng)線(xiàn)的后端，車(chē)輪會(huì)依靠行駛中的滾動(dòng)阻力被向后拉，使車(chē)輪的方向自然朝向前行駛的方向。主銷(xiāo)后傾角與主銷(xiāo)縱傾移距就會(huì)使轉(zhuǎn)向輪產(chǎn)生直線(xiàn)行駛的效果。 主銷(xiāo)后傾的角度增大，可以提高車(chē)輛直線(xiàn)行駛性能，但主銷(xiāo)縱移距也會(huì)同時(shí)增大。主銷(xiāo)縱傾移距過(guò)大對(duì)行駛中的車(chē)輛操縱和控制不利，不但加重轉(zhuǎn)向盤(pán)的操作力度，同時(shí)也會(huì)由于路面干擾而加劇車(chē)輪的前后顛簸，在車(chē)輛碰到凹凸不平的路面時(shí)，甚至可使方向盤(pán)產(chǎn)生急劇的擺動(dòng)，打傷或挫傷駕駛者的手指或手掌。 主銷(xiāo)在具有后傾角時(shí)，主銷(xiāo)的軸線(xiàn)與路面的交點(diǎn)將位于車(chē)輪與路面接觸點(diǎn)的前面。在汽車(chē)直線(xiàn)行駛時(shí)，如果轉(zhuǎn)向輪在偶然受到外力或路面的作用而產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，使車(chē)輛的行駛發(fā)生方向偏移。這時(shí)，由于汽車(chē)本身離心力的作用，在車(chē)輪與路面接觸點(diǎn)處，路面對(duì)車(chē)輪會(huì)產(chǎn)生側(cè)向反作用力，這個(gè)反作用力將會(huì)圍繞車(chē)輪主軸線(xiàn)形成一個(gè)作用力，其方向正好與車(chē)輪偏轉(zhuǎn)方向相反。在這個(gè)力矩作用下，將使車(chē)輪回復(fù)到原來(lái)的中間位置，從而保證汽車(chē)穩(wěn)定的直線(xiàn)行駛。這個(gè)力矩稱(chēng)為“穩(wěn)定力矩”。但這個(gè)力矩不宜過(guò)大，如果力矩過(guò)大，在轉(zhuǎn)向時(shí)為了克服這個(gè)穩(wěn)定力矩，駕駛員須在方向盤(pán)上施加較大的力。 穩(wěn)定力矩的大小取決于力臂上的數(shù)值，一般的主銷(xiāo)后傾角不超過(guò)2—3度。目前在一些高速轎車(chē)上，由于懸掛系統(tǒng)技術(shù)的提高和越來(lái)越多的車(chē)輛采用了獨(dú)立懸掛，改變了傳統(tǒng)的車(chē)輪定位理論。還由于輪胎彈性和截面寬度都增加了，而導(dǎo)致穩(wěn)定力矩增加。因此，有些轎車(chē)的主銷(xiāo)后傾角度有了很大變化，基本上可減少到接近于零，甚至是負(fù)值。 轉(zhuǎn)向主銷(xiāo)內(nèi)傾 從前部向后看，轉(zhuǎn)向節(jié)產(chǎn)銷(xiāo)在前軸上安裝，其上部還暗向內(nèi)傾斜，這就是主銷(xiāo)內(nèi)傾。其中心線(xiàn)與轉(zhuǎn)向車(chē)輪的中心線(xiàn)形成了一個(gè)夾角，這個(gè)夾角稱(chēng)為轉(zhuǎn)向主銷(xiāo)內(nèi)傾角。 轉(zhuǎn)向主銷(xiāo)內(nèi)傾有兩個(gè)主要作用。第一個(gè)作用是使轉(zhuǎn)向車(chē)輪在轉(zhuǎn)彎后自動(dòng)回正。當(dāng)轉(zhuǎn)向車(chē)輪在外力作用下，由中間位置偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度(即駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)進(jìn)行轉(zhuǎn)彎)時(shí)，車(chē)輪的最低點(diǎn)將陷入路面以下，但實(shí)際上車(chē)輪邊緣不可能陷入路面以下，而是將轉(zhuǎn)向車(chē)輪連同整個(gè)汽車(chē)前部向上抬起一個(gè)相應(yīng)的高度。這樣，轉(zhuǎn)向車(chē)輪在轉(zhuǎn)彎后就會(huì)在汽車(chē)重量的作用下回復(fù)到原來(lái)的中間位置，這就是轉(zhuǎn)向主銷(xiāo)內(nèi)傾所產(chǎn)生的自動(dòng)回正效應(yīng)。 另一個(gè)作用是轉(zhuǎn)向輕便。轉(zhuǎn)向主銷(xiāo)內(nèi)頓使主銷(xiāo)中心線(xiàn)的延長(zhǎng)線(xiàn)與路面交點(diǎn)到車(chē)輪中心平面的距離減少，因而可減少?gòu)霓D(zhuǎn)向輪傳遞到方向盤(pán)上的沖擊力。但主銷(xiāo)中心線(xiàn)的延長(zhǎng)線(xiàn)與路面交點(diǎn)到車(chē)輪中心平面的距離不宜過(guò)小，也就是說(shuō)轉(zhuǎn)向主銷(xiāo)內(nèi)傾角不宜過(guò)大；否則在轉(zhuǎn)向時(shí)，車(chē)輪圍繞主銷(xiāo)偏轉(zhuǎn)，隨春滾動(dòng)將同時(shí)產(chǎn)生車(chē)輪沿路面的滑動(dòng)，而增加輪胎與路面的摩擦阻力，使轉(zhuǎn)向變得沉重，同時(shí)，使轉(zhuǎn)向時(shí)施加于方向盤(pán)上的力增加。 一般情況下，轉(zhuǎn)向主銷(xiāo)內(nèi)傾角不大于8度，主銷(xiāo)中心線(xiàn)的延長(zhǎng)線(xiàn)與路面交點(diǎn)到車(chē)輪中心的距離為40—65mm。 傳統(tǒng)汽車(chē)的主銷(xiāo)內(nèi)傾角是在前軸設(shè)計(jì)時(shí)就己確定，在軸加工時(shí)將前軸兩端的主銷(xiāo)的軸線(xiàn)上端向內(nèi)傾斜。現(xiàn)代汽車(chē)的前輪多采用獨(dú)立懸掛系統(tǒng)、且是在設(shè)計(jì)時(shí)確定，只是在裝配過(guò)程中通過(guò)上下控制瞥進(jìn)行設(shè)定。 前輪外傾 從汽車(chē)的前后方向看轉(zhuǎn)向車(chē)輪，可以看到輪胎不是垂直的，而是下部有些向內(nèi)傾，上部有些向外傾，這就是車(chē)輪外傾。但車(chē)輪的外傾有兩種形式：一種是正外傾，就是以上所述；還有一種稱(chēng)為負(fù)外傾，它的上部向內(nèi)傾斜，下部向外傾斜。 在傳統(tǒng)汽車(chē)上，負(fù)外頓是不允許出現(xiàn)的，但現(xiàn)代汽車(chē)的懸掛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)汽車(chē)有很大區(qū)別，從高速行駛的穩(wěn)定性方面考慮，己允許有負(fù)外傾存在。 車(chē)輪外頓的作用在于提高車(chē)輪工作時(shí)的安全性。由于轉(zhuǎn)向主銷(xiāo)與套之間，輪船與軸承等配合部位不可避免地要有裝配間隙。如車(chē)輛在空車(chē)時(shí)車(chē)輪正好垂直于路面，那么在滿(mǎn)載時(shí)，車(chē)橋受到重力將會(huì)產(chǎn)生承載變形，而導(dǎo)致車(chē)輪內(nèi)傾。這樣的話(huà)就會(huì)加速汽車(chē)輪胎的磨損。同時(shí)，還由于路面對(duì)車(chē)輪的垂直反作用力沿輪船的軸向分力，特使輪船壓向外端，加重了外端軸承及輪船鎖緊螺母的負(fù)荷，使它們的使用壽命降低。因此，設(shè)置車(chē)輪外傾的目的是防止車(chē)輪內(nèi)傾和與拱形路面相適應(yīng)。 一般車(chē)輛的主銷(xiāo)外傾角在1度以?xún)?nèi)�，F(xiàn)代汽車(chē)由于裝用子午線(xiàn)輪胎和采用獨(dú)立懸掛裝置，車(chē)輪外傾角都在減少，如果設(shè)置過(guò)大外傾角，將會(huì)使輪胎出現(xiàn)偏磨等不正常早期磨損，而且會(huì)降低輪胎使用壽命和輪胎摩擦力。 前輪前束及后束 在傳統(tǒng)汽車(chē)上，從汽車(chē)前部看，轉(zhuǎn)向車(chē)輪的前端略微向內(nèi)收束，使左右兩端車(chē)輪之間的距離前后不相等，端大于前端。這就稱(chēng)為前輪前束，兩車(chē)輪前后距離差即后端減去前端就為前束值。而現(xiàn)代汽車(chē)有些車(chē)型則與之反，后端小于前端，這就稱(chēng)為后束。 前束及后束的作用在于減少和消除車(chē)輪外傾所造成的不良后果。車(chē)輪有了外傾角后，在滾動(dòng)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)類(lèi)似圓錐的滾動(dòng)，而使車(chē)輪不斷地向外南開(kāi)，車(chē)輪將夜地面上出現(xiàn)邊溶邊滑的現(xiàn)象，增加輪胎的磨損。而前束及后束可減少上述缺陷，使車(chē)輪在任何時(shí)間的滾動(dòng)方向都接近于正前方，減輕輪船外軸承的壓力負(fù)荷及輪胎的磨損，修正車(chē)輪外傾的橫向推力。 前束及后束的另一個(gè)作用是補(bǔ)償行駛阻力使前輪張開(kāi)。汽車(chē)在直線(xiàn)前進(jìn)時(shí)，路面的縱向阻力作用在轉(zhuǎn)向車(chē)輪上，而克服縱向阻力所需要的前進(jìn)力，要經(jīng)過(guò)鋼板彈簧或減震器才能傳遞到前輪或車(chē)身上，因此路面對(duì)車(chē)輪的縱向阻力就有使車(chē)輪繞主銷(xiāo)向外張開(kāi)的傾向，引起轉(zhuǎn)向操縱的困難、輪胎的因損、轉(zhuǎn)向橫拉桿應(yīng)力的增加。合適的前束可以抵償轉(zhuǎn)向車(chē)輪縱向阻力而張開(kāi)的距離，保持車(chē)輪直線(xiàn)行駛。在傳統(tǒng)汽車(chē)上前束值一般不大于8mm’而現(xiàn)代汽車(chē)則小于該數(shù)值。 主銷(xiāo)后傾、主銷(xiāo)內(nèi)傾、車(chē)輪外傾及前輪前束或后束總稱(chēng)為車(chē)輪定位，而它們的角度則稱(chēng)為車(chē)輪定位角，保證汽車(chē)的行駛穩(wěn)定性、操縱的平順性及輕便靈活性具備很大意義。但是各個(gè)車(chē)型上的車(chē)輪定位的數(shù)值各不相同，制造廠(chǎng)家對(duì)每個(gè)車(chē)型的車(chē)輪定位都有嚴(yán)格的規(guī)定。 |
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