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四轮定位的检查与调整
一、相关知识
,车桥按作用不同分为转向桥(图1)、驱动桥、转向驱动桥(图2 和支持桥。)
图 1 转向桥结构
1-制动鼓 2-轮毂 3、4-轮毂轴承 5-转向节 6-油封 7-衬套 8-调整垫片 9-转向节臂10-主销11-滚子推力轴承12-前轴
图2 转向驱动桥示意图
1-前悬架总成;2-制动钳;3-制动盘;4-摆臂;5-副车架;6-横向稳定杆;7-等速万向节与半轴;8-转向横拉杆;9-转向器

转向轮、转向节和前轴三者与车架的安装应保持一定的相对位置关系,这种安装位置关系称为转向车轮定位,也称前轮定位。对两个后轮来说也同样存在与后轴之间安装的相对位置关系,称后轮定位。前轮定位和后轮定位统称为车轮定位。转向轮定位包括前轮外倾角、主销后倾角、主销内倾角及前束四个参数。
正确的车轮定位是车辆良好操纵稳定性、直线行驶性能和自动回正能力的保证。因此必须定期对车轮定位参数进行检测和调整,以使其保持在正常范围内。只有这样,才能保证汽车在具有良好操纵性能的同时,减少轮胎异常磨损和悬架系统、转向机构零部件磨损,降低燃油消耗。
1)前轮外倾角
当前轮处于摆正的位置时,前轮中心平面与地面不垂直,而是向外倾斜一个角度φ, 这种现象称为车轮外倾,这个角度称之为前轮外倾角,如图 3所示。
图3 车轮外倾角示意图
图4 前束示意图
如果空载时车轮的安装正好垂直于路面,车桥和悬架系统满载时将因承载变形出现车轮内倾。车轮内倾一方面会加速轮胎的内侧磨损,另一方面路面对车轮的垂直反力加重了车轮轮毂外端小轴承及轮毂紧固螺母的负荷,降低它们的使用寿命。
因此,为了防止车轮出现内倾,使轮胎磨损均匀和减轻轮毂外端小轴承的负荷,设计安装车轮时使车轮具有一定的外倾角。
另外,车轮有了外倾角还可以与拱形路面相适应,并在不增加主销内倾角的情况下减小了转向力臂,进而使转向轻便。但是,外倾角也不宜过大,一般为1º左右。否则,会使轮胎产生外侧磨损。
2)前轮前束
安装车轮时,不使汽车两前轮的中心平面平行,而是前端略向内束。
假设两轮前边缘距离为B,两轮后边缘距离为A,那么A-B 之差值称为前轮前束, 如图4所示。当后边缘的距离比前边缘距离大时,为正前束。反之为负前束,负前束又称为前张。前束亦可用前束角(前张角)来表示。
车轮设计了外倾角以后既能防止车轮出现内倾,使轮胎磨损均匀和减轻轮毂外端小轴承的负荷,还能使汽车转向轻便,但也会产生不良影响,因为车轮滚动时有向外滚开的趋势,由于车桥和地面的约束,车轮不可能向外滚开, 车轮将在地面上一边向前滚动,一边产生侧向滑动,从而加速轮胎的磨损。前束的作用正是为了消除车轮外倾带来的这种不良影响,使车轮在每一瞬间滚动方向接近于向着正前方,减小侧向滑动量。
因此,车轮外倾角与前束的关系是相互配合而又相互抵消不良影响的关系。
前轮前束值的大小可以通过改变横拉杆的长度来调整。
3)主销后倾角 在纵向平面内,相对于铅垂线主销上部向后倾斜一定角度γ, 这种现象称为主销后倾。这个角度称之为主销后倾角,如图5所示。主销向后倾斜其角度为正;主销向前倾斜其角度为负。现代汽车的主销后倾角一般在2º~3º之间。
图5 主销后倾角示意图
主销后倾的作用是形成回正的稳定力矩。
当主销具有后倾角时,主销轴线延长线与路面交点α将位于车轮与路面接触点b的前面。当转向轮偶然受到外力作用而稍有偏转,如图5所示向右偏转,将使汽车向右转向。这时由于离心力的作用,在车轮与路面接触点b处,路面对车轮作用着一个侧向反作用力Y,反力Y对车轮形成绕主销轴线作用的力矩YL,其方向正好与车轮偏转方向相反,正是此力矩使车轮回到原来中间的位置,从而保证汽车稳定的直线行驶,故称此力矩为稳定力矩。但此力矩也不宜过大,否则会造成转向盘沉重。稳定力矩的大小取决于力臂L和离心力Y, 而力臂又取决于主销后倾角的大小。为了避免转向沉重,设计的主销后倾角不宜过大。现代汽车的主销后倾角不超过2º~3º。
由于轮胎气压降低,弹性增加,会使稳定力矩增加。因此,有些汽车主销后倾角可以减少到接近于零,甚至为负值,如红旗牌轿车主销后倾角为-1º30′。
4)主销内倾角
在横向平面内,主销上部向内倾斜一个角度β,这种现象称为主销内倾。这个角度称之为主销内倾角,如图6所示。主销内倾角的作用有两个:主销内倾角能使车轮自动回正。当转向轮在外力作用下由中间位置偏转一个角度时,转向轮会使整个汽车前部向上抬起一个相应的高度,这样汽车的重力有使转向轮回复到原来中间位置(势能最低状态)的效应,如图6所示。主销内倾角能使转向操纵轻便。主销内倾使主销轴线延长线与路面交点到车轮中心面与地面交线的距离e减小,从而可以减少转向时驾驶员加在转向盘上的力矩,使转