四轮定位 前速与内外倾角
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四轮定位的作用当车辆使用很长时间后,用户发现方向转向沉重、发抖、跑偏、不正、不归位或者轮胎单边磨损,波状磨损,块状磨损,偏磨等不正常磨损,以及用户驾驶时,车感漂浮、颠簸、摇摆等现象出现时,就应该考虑检查一下车轮定位值,看看是否偏差太多,及时进行修理。
前轮定位包括主销后倾角、主销内倾角、前轮外倾角和前轮前束四个内容。
后轮定位包括车轮外倾角和逐个后轮前束。
这样前轮定位和后轮定位总起来说叫车轮定位,也就是常说的四轮定位。
车轮定位的作用是使汽车保持稳定的直线行驶和转向轻便,并减少汽车在行驶中轮胎和转向机件的磨损。
主销后倾角:从侧面看车轮,转向主销(车轮转向时的旋转中心)向后倾倒,称为主销后倾角。
设置主销后倾角后,主销中心线的接地点与车轮中心的地面投影点之间产生距离(称作主销纵倾移距,与自行车的前轮叉梁向后倾斜的原理相同),使车轮的接地点位于转向主销延长线的后端,车轮就靠行驶中的滚动阻力被向后拉,使车轮的方向自然朝向行驶方向。
设定很大的主销后倾角可提高直线行驶性能,同时主销纵倾移距也增大。
主销纵倾移距过大,会使转向盘沉重,而且由于路面干扰而加剧车轮的前后颠簸。
主销内倾角:从车前后方向看轮胎时,主销轴向车身内侧倾斜,该角度称为主销内倾角。
当车轮以主销为中心回转时,车轮的最低点将陷入路面以下,但实际上车轮下边缘不可能陷入路面以下,而是将转向车轮连同整个汽车前部向上抬起一个相应的高度,这样汽车本身的重力有使转向车轮回复到原来中间位置的效应,因而方向盘复位容易。
此外,主销内倾角还使得主销轴线与路面交点到车轮中心平面与地面交线的距离减小,从而减小转向时驾驶员加在方向盘上的力,使转向操纵轻便,同时也可减少从转向轮传到方向盘上的冲击力。
但主销内倾角也不宜过大,否则加速了轮胎的磨损。
前轮外倾:从前后方向看车轮时,轮胎并非垂直安装,而是稍微倾倒呈现“八”字形张开,称为负外倾,而朝反方向张开时称正外倾。
使用斜线轮胎的鼎盛时期,由于使轮胎倾斜触地便于方向盘的操作,所以外倾角设得比较大。
总述1.1引言目前中国的汽车工业发展迅速。
从整体上看中国汽车工业,仍然是一个国际竞争力较弱的产业。
从汽车产量上看,中国已成为世界汽车工业的主要制造基地之一。
就长远来看,中国汽车工业也必将具备完全的自主开发的能力,并且逐步提高其在世界汽车工业体系中的地位。
本文讨论轿车四轮定位对汽车行驶性能的影响。
因为汽车在行驶一段时间后,四轮定位角度会由于交通事故、道路坑洼不平造成的剧烈的颠簸,特别是高速行驶时突然遇到不平路面,使底盘零件磨损;以及更换底盘悬架零件、轮胎等原因都会导致四轮定位参数发生变化。
所以有必要进行四轮定位技术的研究。
正确的四轮定位可以有效地降低使有成本。
定位参数失准会使车轮的滚动阻力增大,汽车动力性下降,运行油耗增多;另外,会引起轮胎异常磨损也降低了汽车的使用经济性。
所以说四轮定位技术的推广对降低汽车的使用成本,提高行驶的稳定性和安全性具有极其重要的意义。
1.2实践单位基本情况长春汇腾汽车销售服务有限公司是集整车销售、售后服务、配件供应、信息反馈于一体的一汽大众4S店,公司位于长春市汽车产业开发区景阳大路3688号,设有产品展示区、贵宾接待区、业务洽谈区、客户休息区、贵宾休息室、售后服务接待区和维修车间等功能区域,引进了一汽大众最新检测、维修全套专用设备,为客户提供专业的售前售中售后服务,欢迎车主之家网友来店试乘试驾和在线咨询,汇腾全体员工将竭诚为您服务。
什么是四轮定位汽车的转向车轮、转向节和前轴三者之间的安装具有一定的相对位置,这种具有一定相对位置的安装叫做转向车轮定位,也称前轮定位。
前轮定位包括主销后倾(角)、主销内倾(角)、前轮外倾(角)和前轮前束四个内容。
这是对两个转向前轮而言,对两个后轮来说也同样存在与后轴之间安装的相对位置,称后轮定位。
后轮定位包括车轮外倾(角)和逐个后轮前束。
这样前定位和后轮定位总起来说叫四轮定位。
2.1四轮定位的作用是什么当车辆使用很长时间后,用户发现方向转向沉重、发抖、跑偏、不正、不归位或者轮胎单边磨损,波状磨损,块状磨损,偏磨等不正常磨损,以及用户驾驶时,车感漂浮、颠簸、摇摆等现象出现时,就应该考虑检查一下车轮定位值,看看是否偏差太多,及时进行修理。
四轮定位数据A1前桥标准底盘运动型底盘坏路底盘后桥标准底盘运动型底盘坏路底盘PR 编号G22、G23G26、G27、G28、G29G31、G32车轮外倾角-1° 30′ ± 10′-1° 30′ ± 10′-1° 30′ ±10′每个车轮的前束+5´ ± 5′+5´ ± 5′+5´ ± 5′两侧之间的最大允许偏差最大 30′最大 30′最大 30′总前束+10´ ± 10′+10´ ± 10′+10´ ± 10′总前束(在规定的车轮外倾角时)+26′ ± 13′+26′ ± 13′+21′ ± 10′车轮外倾角(在直线行驶位置上)-40′ ± 30′-40′ ± 30′-30′ ± 30′每个车轮的前束+13′ ± 6.5′+13′ ± 6.5′+10.5′ ± 5′两侧之间的最大允许偏差最大 30′最大 30′最大 30′转动方向的最大允许偏差最大 20′最大 20′最大 20′左右转向角度20° 时的推进角 1)1° 20′ ± 20′1° 20′ ± 20′1° 19′ ± 20′主销后倾(不可调)两侧之间的最大允许偏差最大 30′最大 30′最大 30′+5° 12′ ±30′+5° 12′ ± 30′+4° 59′ ± 30′A4-B6前桥标准底盘(1BA )运动型底盘(1BE/1BV )运动型底盘(1BD ),标准底盘quattro GmbH RS 4(2MC )后桥标准底盘(1BA )运动型底盘(1BE/1BV )运动型底盘(1BD ),标准底盘quattro GmbH RS 4车轮外倾角- 47′ ± 25′- 47′ ± 25′- 51′ ± 25′车轮外倾角- 1° 20′ ±30′- 1° 20′ ± 30′- 1° 20′ ±30′两侧之间的最大允许偏差30′30′30′两侧之间的最大允许偏差30′30′30′每个车轮的前束(起始位置的设定值)+ 10′ ± 2′+ 10′ ± 2′+ 10′ ± 2′总前束+ 20′ ±10'5'+ 20′ ±10'5'+ 20′ ±10'5'每个车轮的前束(起始位置的校正值)+ 10′ ± 5′+ 10′ ± 5′+ 10′ ± 5′单个前束+ 10′ ±5'2.5'+ 10′ ±5'2.5'+ 10′ ±5'2.5'每个车轮的前束常量(设定值)+ 14′ ± 2′+ 14′ ± 2′+ 14′ ± 2′与汽车纵轴线最大许可的运行方向偏差10′10′7′每个车轮的前束常量(校正值)+ 14′ ± 7′+ 14′ ± 7′+ 14′ ± 7′两侧之间的前束常量偏差最大 10′最大 10′最大 10′20 度时的车轮转向偏差角。
前 言为了保证汽车直线行驶的稳定性和操纵的轻便性,减少汽车轮胎和其它机件的磨损,必需考虑许多因素来确定车轮与地面的角度,转向车轮、转向节和前轴三者与车架的安装应保持一定的相对位置,这种具有一定位置的安装称为转向轮定位,也称前轮定位。
以前通常的车轮定位是指前轮定位,现在的车辆除前轮定位外还需要后轮定位,即四轮定位。
四轮定位的作用就是使汽车保持稳定的直线行驶和转向轻便,并减少汽车在行驶中轮胎和转向机构的磨损。
随着高速公路和高级轿车的快速发展,车轮对于汽车就显得尤为重要,“千里之行始于足下”。
车轮一旦出现故障,车辆将会出现跑偏、吃胎、发抖、耗油、悬挂零件磨损、不能高速行驶等问题。
车辆出现这样的故障不但行驶不舒适,不经济,又极不安全。
换句话说,当驾驶员感到方向转向沉重、发抖、跑偏、不正、不自动复位或者发现轮胎单边磨损、波状磨损、偏磨等不正常磨损以及驾驶时车感飘浮、颠颤、摇摆等不正常的驾驶感觉,行驶中转向盘不正或行车方向的跑偏现象出现时,就应该考虑做四轮定位了。
在制造汽车底盘时为了保证车辆行驶的安全性和使用寿命,在底盘上设置一些特定的技术参数也就是我们常说的定位角度。
新车出厂后行驶一定时间后,底盘上各零部件间配合发生变化,或由于各个部件发生变形,以及维修人员在更换零部件时没有完全恢复出厂参数,导致定位角度发生变化。
另外,由于交通事故和车辆长期行驶在坑洼不平的道路上,使车辆出厂参数遭到破坏,也会使定位角度发生变化。
因此出现方向转向沉重、发抖、跑偏、吃胎等现象发生。
通过专用的仪器对车辆进行精确的测量后,根据测量结果及原厂设计标准对照,对车辆进行综合诊断后、进行调整、维修等作业,意在使汽车恢复原厂标准,达到最佳的操纵和行驶状态,统称之为汽车完全四轮定位。
四轮定位在调整和测量的过程中,要用到底盘的各个角度知识,并且要掌握各个角度所产生的故障现象,分析车辆产生故障的最终根源,通过定位仪的标准数据找出车辆角度的最佳的角度状态,根据测出的数据来调整,将车辆调整到最佳的状态。
故障案例分析车辆转向桥在保证汽车转向功能的同时,应使转向轮有自动回正作用,以保证汽车稳定的直线行驶.即当转向轮在偶遇外力作用发生偏转时,一旦作用的外力消失后,应能立即回到原来直线行驶的位置。
这种自动回正的作用是转向轮的定位参数来保证的.1.主销后倾角设计转向桥时,使主销在汽车的纵向平面内,其上部有一个向后的一个倾角,即主销轴线和地面垂直线在汽车纵向平面内的夹角.1.1主销后倾角能形成回正力矩。
当主销具有正的后倾角时,主销轴线与路面交点将位于车轮与路面接触点的前面.因此,车轮是从前方被拉着前进的,这个拉力减少车轮的干扰力,从而保持直线稳定行驶。
当汽车直线行驶时,若转向轮由于转向操作或受到外力作用而有偏转,这就产生了侧向力(如图示F2和F′2),它的方向正好与转向操作力及其它外力的方向相反.这时,由于主销后倾角产生的拖距,这些侧向力起到围绕主销轴线旋转力的作用,T=F2×拖距L,驱动力(离心力)P越大,反作用力的分力(侧向力)F2也就越大,所产生的回正力矩T也就越大。
任何作用在销轴上的力都将使车轮偏转到与加力方向相同的位置.在此力矩T作用下,将使转向轮回到原来的中间位置,从而保证车辆的直线行驶,故此力矩T称为稳定力矩。
但稳定力矩不宜太大,否则在转向时为了克服该稳定力矩,驾驶员要在转向盘上施加较大的力(即转向沉重),而且太大的主销后倾角会造成操作方向后回正太快。
因稳定力矩T的大小取决于主销轴线延长线与轮胎着地点之间力臂的长短(即拖距的大小).而力臂的长短以取决于主销后倾角的大小,现在一般采用的后倾角不超过2—3度,现代高速汽车则于轮胎气压降低,弹性增加,而引起稳定力矩增大,因此后倾角可以减小到接近于零,甚至于是负值.一般情况下,车辆是向着后倾角较小的一侧跑偏。
1.2正的主销后倾角使左前心轴(转向节羊角)在左转向时向路面倾斜,这种转向节的向下运动会使轮胎压进地面,由于这是不可能的,所以左悬挂和底盘被升起,产生了一个使方向恢复回正的扭矩,由于这个扭矩的作用试图使车身回到水平位置并且保持车辆的直线行驶,保证了车辆的直线行驶的稳定性。
四轮定位原理四轮定位角度是存在于悬挂系统和各活动机件间的相对角度,保持正确的四轮定位角度可确保车辆的直进性及操控性,改善车辆的转向性并确保转向系统之回复性,避免轴承不当受力而受损及失去精度。
更可确保轮胎与地面紧密接合,减少轮胎不当之磨耗及吃胎,确保转弯时的稳定性。
四轮定位的意义:汽车悬挂系统主要的定位角度包括了:外倾角(Camber),后倾角(Castor),束角(Toe),内倾角(K.P.I.),转向时的前展(Toe-out on Turn)等。
其意义分述如下:外倾角(Camber):定义为由车前方看轮胎中心线与垂直线所成的角度,向外为正,向内为负。
其角度的不同能改变轮胎与地面的接触点及施力点,直接影响轮胎的抓地力及磨耗状况。
并改变了车重在车轴上的受力分布,避免轴承产生异常磨损。
此外,外倾角的存在可用来抵消车身荷重后,悬挂系统机件变形及活动面间隙所产生的角度变化。
外倾角的存在也会影响车子的行进方向,这正如摩托车可利用倾斜车身来转弯,因此左右轮的外倾角必须相等,在力的平衡下不致影响车子的直进性,再与束角(Toe)配合,提高直进稳定性及避免轮胎耗不均。
增加负的外倾角需配合增加Toe-out;增加正的外倾角则需配合增加Toe-in。
内倾角(K.P.I.):定义为转向轴中心线与垂直线所成的角度。
有了内倾角可使车重平均分布在轴承之上,保护轴承不易受损,并使转向力平均,转向轻盈。
反之,若内倾角为0,则车重和地面的反作用力会在车轴产生很大的横向切应力,易使车轴受损,转向也会变得沉重无比。
此外,内倾角也是前轮转向后回正力的来源。
内倾角在车辆悬挂设计之初就已设定好,通常是不可调整的。
束角(Toe):定义为由上方看左右两个轮胎所成的角度,向内为Toe-in,向外为Toe-out。
束角的功用在于补偿轮胎因外倾角及路面阻力所导致向内或向外滚动的趋势,确保车子的直进性。
Toe-in会造成转向不足,Toe-out则会增大转向过度的趋势。
浅谈车辆四轮定位常见问题及解决措施【摘要】随着汽车底盘悬挂系统的演变,由最基本的麦弗逊、拖曳臂、双A臂的结构,已经转变为三连杆、四连杆、五连杆、复合连杆结构;意味着连杆越多、结构越复杂,相对的对于四轮定位角度的要求也就越高,利用四轮定位仪在检修中如何去判断底盘悬挂的异常,对常见问题进行分析,应用四轮定位仪复原设计角度,保证车辆的平顺性、安全性、可靠性。
【关键词】四轮定位外倾角前束主销后倾角主销内倾角调整程序目前道路上行驶的汽车为例,汽车的转向车轮、转向节和前轴三者之间的安装具有一定的相对位置,叫做转向轮定位,也称前轮定位。
而后轮与后轴之间的安装也同样具有一定的相对位置,称为后轮定位。
这样,前轮定位和后轮定位总起来说就叫四轮定位。
1 四轮定位概念及功能四轮定位包括外倾角、前束、主销后倾角、主销内倾角。
(1)外倾角:从汽车前方看轮胎中心线与垂直线所成的角度称为外倾角,向外为正,向内为负。
外倾的作用是为了使轮胎磨损均匀和减轻外轴的负荷。
(2)前束:从汽车的正上方向下看,轮胎中心线与汽车纵向轴线之间的夹角称为前束角。
总前束等于两个轮胎中心线的夹角,即两个车轮的前束值之和。
前束的作用是消除车轮外倾造成的前轮滚锥效应,保持汽车向前行驶时向正前方平行滚动,减轻轮胎的磨损。
(3)主销后倾角:在汽车的纵向平面内,主销上部向后倾斜一个角度,称为主销后倾角。
当主销具有后倾角时,主销轴线与路面的交点将位于车轮与路面接触点的前面。
主销后倾的作用是当汽车直线行驶偶然受外力作用而稍有偏转时,主销后倾将产生车轮转向反方向的力矩使车轮自动回正,可保证汽车直线行驶的稳定性。
(4)主销内倾角:在汽车的横向平面内,主销上部向内倾斜一个角度,成为主销内倾角,主销内倾角也有使车轮自动回正的作用。
主销内倾角的作用是保护轴承不易受损,并使转向力平均,转向轻盈,也是前轮转向后回正力的来源。
2 采用四轮定位需要修复故障问题在前述“定位角度基本概念”中,已经对一些角度产生偏差后对车辆性能的影响进行了一些介绍,下面我们以症状划分进行总结:(1)跑偏:造成跑偏的原因归纳起来有:前轮主销后倾角左右不对称,偏差超过0.5°,车辆朝主销后倾角小一跑偏。
实训一、四轮定位四轮定位的作用当车辆使用很长时间后,用户发现方向转向沉重、发抖、跑偏、不正、不归位或者轮胎单边磨损,波状磨损,块状磨损,偏磨等不正常磨损,以及用户驾驶时,车感漂浮、颠簸、摇摆等现象出现时,就应该考虑检查一下车轮定位值,看看是否偏差太多,及时进行修理。
前轮定位包括主销后倾角、主销内倾角、前轮外倾角和前轮前束四个内容。
后轮定位包括车轮外倾角和逐个后轮前束。
这样前轮定位和后轮定位总起来说叫车轮定位,也就是常说的四轮定位。
车轮定位的作用是使汽车保持稳定的直线行驶和转向轻便,并减少汽车在行驶中轮胎和转向机件的磨损。
主销后倾角:从侧面看车轮,转向主销(车轮转向时的旋转中心)向后倾倒,称为主销后倾角。
设置主销后倾角后,主销中心线的接地点与车轮中心的地面投影点之间产生距离(称作主销纵倾移距,与自行车的前轮叉梁向后倾斜的原理相同),使车轮的接地点位于转向主销延长线的后端,车轮就靠行驶中的滚动阻力被向后拉,使车轮的方向自然朝向行驶方向。
设定很大的主销后倾角可提高直线行驶性能,同时主销纵倾移距也增大。
主销纵倾移距过大,会使转向盘沉重,而且由于路面干扰而加剧车轮的前后颠簸。
主销内倾角:从车前后方向看轮胎时,主销轴向车身内侧倾斜,该角度称为主销内倾角。
当车轮以主销为中心回转时,车轮的最低点将陷入路面以下,但实际上车轮下边缘不可能陷入路面以下,而是将转向车轮连同整个汽车前部向上抬起一个相应的高度,这样汽车本身的重力有使转向车轮回复到原来中间位置的效应,因而方向盘复位容易。
此外,主销内倾角还使得主销轴线与路面交点到车轮中心平面与地面交线的距离减小,从而减小转向时驾驶员加在方向盘上的力,使转向操纵轻便,同时也可减少从转向轮传到方向盘上的冲击力。
但主销内倾角也不宜过大,否则加速了轮胎的磨损。
前轮外倾:从前后方向看车轮时,轮胎并非垂直安装,而是稍微倾倒呈现“八”字形张开,称为负外倾,而朝反方向张开时称正外倾。
使用斜线轮胎的鼎盛时期,由于使轮胎倾斜触地便于方向盘的操作,所以外倾角设得比较大。
什么是四轮定位?四轮定位包括前轮定位和后轮定位。
前轮定位又叫转向轮定位,主要是转向轮、转向节和前轴三者之间的相对位置。
后轮定位是后轮和后轴的相对位置。
四轮定位的参数包括主销后倾角、主销内倾角、车轮外倾角、车轮前束。
需要注意的是:四轮定位指的是前后四个车轮(主要指乘用车)的定位,而不是指每个车轮的四个定位参数。
对于一般来讲,车辆的前轮都是转向轮都会具有上述的四个重要的定位参数;而车辆的后轮定位来讲,我们遇到乘用车上的后轮一般都是非转向轮,不会涉及转向节以及上下转向球头,所以也就没有主销的概念,我们也只考虑后轮每侧的车轮外倾和前束两个参数。
2什么是主销?很多人都错误地认为,主销是减震器上支点与下支臂球头的连线。
其实,这只适用于目前我们常见轿车的麦弗逊式独立悬挂,而对于双叉臂式独立悬挂、整体式转向桥的车辆则不适用。
为此,笔者认为,适用于所有车辆上的主销定义应该是:转向轮转向时的回转轴线。
无论是双叉臂独立悬挂、还是整体式转向桥、甚至自行车,只要是带有转向轮的,其主销就是转向时的回转轴线。
3什么是主销后倾角?主销后倾角是指转向轴线向前或向后倾斜的角度(图1)。
需要注意的是,测量主销后倾角时,是从汽车的侧面测量转向轴线至垂直线之间的角度。
另外,某些独立悬架的汽车无实际转向轴,其主销后倾角只是一个虚拟角度。
图1 主销后倾角主销后倾的主要作用是减小行驶中的方向跑偏,使方向盘有自动回正的功能。
过小的主销后倾角会容易是转向系统产生偏摆震动,主销后倾角越大方向的稳定性越好;过大的主销后倾角会导致转向时费力。
由于现代的轿车普遍采用动力转向,也就是液压助力或电动助力系统,因此现代轿车的主销后倾一般设计的较大。
主销后倾角的大小对轮胎的磨损速度没有影响。
事实上,在我们日常生活当中,除了汽车,主销后倾的应用还有很多,如自行车、摩托车(图2)。
在自行车或摩托车上,主销后倾角越大,稳定性越好,但转向也越费力。
图2 主销后倾在自行车、摩托车上的应用4什么是主销内倾角?主销内倾角是从车前方或后方看车轮时,车轮的主销轴向车身内侧倾斜的角度(图3)。
当车轮以主销为中心转动时,车轮的最低点将陷入路面以下,但实际上车轮下边缘不可能陷入路面以下,反而是将转向车轮连同整个汽车前部向上抬起一个相应的高度。
这样,在完成转向后,在重力的作用下,转向车轮就有自动回复到原来中间位置的效应,使得方向盘很容易复位。
图3 主销内倾角也就是说,在转向时,主销内倾角有抬升车桥的作用,松开方向盘后,方向盘具有自动回位的功能。
需要注意的是主销内倾角也不宜过大,否则将加速轮胎的磨损。
另外,主销轴线与路面交点到车轮中心平面与地面交线的距离叫主销偏置距,通过减小主销偏置距,可减小转向时驾驶员加在方向盘上的力,从而提高转向系统的操纵轻便性,同时也可减少从转向轮传到方向盘上的冲击力。
主销内倾角还有一个作用是在转弯时,倾斜的车轮给车身提供支撑力,以保证车辆在转弯时的车身稳定性。
对于这个作用的理解,我们可以举个更直观地例子:自行车或摩托车在拐弯的时,尤其是速度比较高的时候,都会将车子向内倾斜,让车轮与地面有一个夹角(图4),防止车身被甩出,提高车子的稳定性。
汽车也是一样,右侧车轮在向右转弯的时候在主销内倾角和后倾角的共同作用下会向右侧倾倒,而左侧车轮虽也有主销内倾角,却不会向左侧倾倒,因为还有主销后倾角,可以它又拉了回来,甚至也能向右微微倾斜。
不仅如此,两侧车轮的转动还使右侧车身降低,左侧车身抬高,整个车身也向右倾斜,于是产生了足够的向心力,这样就可以大大的提高汽车在弯道的极限,避免高速转向失控打滑。
图4 摩托车过弯时车身向内倾斜主销后倾角与主销内倾角都有转向回位的作用,但他们的作用机理不同。
主销后倾角的转向回正是依靠在转弯时由离心力所产生的地面对车轮侧向反力来使车轮回正的,而离心力与车速的平方成正比,车速越高离心力越大,产生的回正效果越强。
主销内倾角主要是由于转向时,将车辆抬起依靠车身的重力来回正转向轮的,与车速无关,只与主销内倾角度和转向的角度有关。
因此,高速时转向回正主要靠主销后倾的作用,而低速时转向回正主要靠主销内倾的作用。
在日常维修中,如果客户抱怨转向不回位时,除了检查动力转向助力、轮胎外,我们一定要注意检查主销内倾角和主销后倾角,同时正确区分是低速还是高速时转向回正问题。
5什么是车轮外倾角?车轮外倾角是轮胎相对垂直参照线的倾斜角度(图5)。
当车轮顶部向外倾斜时,被称为正外倾角;当车轮的顶部向内倾斜时,被称为负外倾角。
图5 车轮外倾角前轮外倾角一方面可以使车轮接近垂直路面滚动而减小转向阻力,使汽车转向轻便;另一方面又减少了轴承及其锁紧螺母的载荷,增加了使用寿命,提高了安全性。
之前的老款或载重汽车上,由于重载时的下压力,设计师会把车轮外倾设计正正值(防止重载时轮胎过分内倾),而现代汽车都有助力转向系统,并且为了提高车辆高速及转向时的稳定性,设计师会把车轮外倾角设计成接近于零或负值(图6)。
图6 正外倾角和负外倾角转向时,过大的正向外倾,则会由于离心力的作用,使得外轮外倾加大,这就会加大轮胎的磨损和变形,并且横向稳定性变差,同时也会加剧转向不足。
由于扁平子午线轮胎的普及,子午线轮胎的刚性大、胎面宽,若设定大外倾角会使轮胎磨偏,降低轮胎抓地力,再加上助力转向机构的推广,也使外倾角不断缩小。
现代汽车一般将外倾角设定得很小,接近垂直或者负值(图7)。
较小的外倾角有助于操纵和转向,符合技术规范的外倾角对轮胎的磨损几乎没什么影响,但是过大的外倾角则会造成轮胎的磨损明显增加,从而缩短轮胎的寿命。
图7 赛车的外倾角多为负值6什么是车轮前束?车轮前束是指车轮前端面与后端面在汽车横向方向的距离差(图8),也可指车身前进方向与前轮平面之间的夹角,此时也称前束角。
以车辆前进方向为参照,前小后大为正前束、前大后小为负前束。
图8 车轮前束设置车轮前束的主要目的是修正上述车轮外倾角引起的车轮向外侧转动。
车轮外倾,一方面会使得转向轻便,另一方面,也使得左右前轮分别有向外侧转动的趋势,为了修正这个问题,又设置了车轮前束,使得左右两轮带有向内的角度,则正负抵消,从而让左右两轮可保持直线行进,减少轮胎磨损。
也就是说:车轮前束主要是为了消除车轮外倾的不良影响而存在的。
一般,车辆的车轮外倾和车轮前束常常“正正”搭配或“负负”搭配,但考虑到车辆的整体性能,车轮外倾和车轮前束的搭配会有许多例外。
一般载重汽车都设计为正外倾配合较大正前束,而现代轿车多采用较小的负外倾搭配小一些的正前束。
表1是部分载重车和轿车的车轮参数配合情况。
表1 部分载重汽车和轿车的车轮定位数据7其他定位参数有哪些?我们常见的绝大部分车辆都是前轮转向,每个前轮(转向轮)都有四个定位参数:主销后倾、主销内倾、车轮外倾、车轮前束,而后轮一般不是转向轮,仅有车轮外倾和车轮前束两个定位参数。
当然,个别车型具有后轮随动转向功能,但由于角度很小,所以也不用过多考虑后轴与主销相关的参数。
除了前面介绍的四个定位参数外,与车轮相关的参数还有很多,如推进角(图9)、退缩角、包容角、转向角、车轴偏距等。
推进角是车辆推进线与车辆参考中心线(几何中心线)之间的角度。
通过后轮单侧前束平分点做一直线与后轮中心相交,确定推进线,即:汽车后轮总前束的平分线为汽车的推进线。
推进线与车辆几何中心线之间的夹角就是推进角,也被称为蟹形角。
图9 推进角退缩角(图10)有前退缩角和后退缩角之分。
两前轮中心连线的垂线与推进线之间的夹角为前退缩角;两后轮中心连线的垂线与推进线之间的夹角为后退缩角。
图10 前退缩角和后退缩角从汽车正前方看,主销的轴线和车轮轴线之间的夹角被称为包容角(图11)。
从数值上看,包容角的数值等于主销内倾角和车轮外倾角的总和。
从汽车正前方看,主销的轴线和车轮轴线之间的夹角被称为包容角(图11)。
从数值上看,包容角的数值等于主销内倾角和车轮外倾角的总和。
8常见定位参数的调整规则尽管汽车具有转向功能的前轮都具有上述四个定位参数,但并不意味着这四个参数都可以调整。
一般,与主销相关的角度(主销后倾角、主销内倾角)都是不能调节的,如有超差,则需要更换变形的部件。
车轮外倾角的调节则跟悬挂形式有关,一般可通过凸圆螺栓调节或更换不同尺寸的摆臂或转向节即可。
几乎所有的前轮前束都可以轻而易举地通过调节转向机拉杆的长短来实现调节。
一般汽车后轮只有车轮外倾和车轮前束两个定位参数,大多是通过偏心螺栓来进行调节。
在轿车四轮定位数据修正与调整中,以主销后倾角、车轮外倾角和车轮前束为主要调整对象,在大多数情况下,一般只需调整前轮前束。
如果有必要调整其他定位参数,则应遵循图12所示的四轮定位调整顺序。
图11 包容角图12 四轮定位工序9四轮定位不良的表现有哪些?不合适的四轮定位,最主要也是最令维修人员头疼的表现有:啃胎、跑偏、方向盘不正、车辆稳定性下降。
此外,还有一些不易让人觉察的表现,如:舒适性降低、行驶阻力增大油耗上升、底盘悬挂件异常磨损、行驶安全性下降等。
10四轮定位的维护周期只有当车辆出现与四轮定位相关的故障时才需要做四轮定位吗?答案当然是否定的。
在车辆正常行驶过程中,都会不可避免地出现底盘悬挂部件间隙增大、橡胶部件老化、车辆受路面冲击产生不可见的定位数据变形。
为此,笔者强烈建议各位汽修同仁随时向自己的客户(车主)科普与四轮定位相关的知识,并定期检查四轮定位参数。
虽然,汽车厂家对四轮定位的检查不做强制要求,不同的汽车厂家对四轮定位推荐的维护周期也不尽相同,但笔者建议最好还是每年(20 000km)做一次四轮定位。
另外,如果已经发现与四轮定位有关的故障现象,一定要及时检查和维修,否则,可能会导致损失扩大,车身底盘部件出现更严重的损坏,甚至引发安全问题!。