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汽车转向轮定位的内容是什么?有哪些作用?
汽车转向轮定位的内容是什么?有哪些作用?(汽车构造)
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2017-02-08
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汽车四轮定位的内容有:主销后倾,前轮外倾,前轮前束,主销内倾。 作用:主销后倾:主要为了保持汽车直线行驶的居中稳定性,并有转向自动回正的作用。 主销内倾:也是为了保持汽车直线行驶的稳定性,并使转向轻便。 前轮外倾:是使地面垂直反力能产生一个沿转向节轴的内向的分力,使
车轮
靠紧尺寸较大的轮毂内侧轴承,而使外侧轴承及锁紧螺母卸荷,并避免车轮外向滑脱。 前轮前束:是为了消除汽车行驶中因前轮外倾而使两轮有向外倾滚动的副作用。
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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, 以保证汽车稳定直线 行驶。 为了保持汽车直线行驶的稳定性、 转向的轻便性, 减小轮胎与机件间的磨损, 转向 轮、 转向节和前轴三者之间与车架必须保持一定的相对位置, 这种具有一定相对位置的安装 称为转向轮定位。 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, 转向轮能 立即自动回到原来直线行驶的位置。 转向轮的定位参数有主销后倾角、 主销内倾角、 前轮外倾角和前轮前束。 1. 主销后倾角 主销装在前轴上, 当汽车水平停放时, 在汽车的纵向垂面内, 其上端略向后倾斜, 这种 现象称为主销后倾。 主销轴线和地面垂直线在汽车纵向平面内的夹角(γ)叫主销后倾角。 主销后倾的作用是形成回正力矩, 保证汽车直线行驶的稳定性, 并使汽车转 向后回正操纵轻便, 即在动态下车轮有自动回正作用, 并且车速越高, 回正作用越大。 主销倾斜后, 主销轴线的延长线与地面的交点 a 位于车轮与路面的接触点 b 前面, 汽车 直线行驶时, 若转向轮偶然受到外力作用而偏转 , 汽车行驶方 向将向右偏离。 由于汽车本身离心力的作用, 转向后地面作用在车轮上的侧向力 FY 对主销 形成一个转矩 MFY, 其方向正好与车轮偏转方向相反。 在此力矩作用下, 使车轮回复到原来 的中间位置, 从而保证汽车直线行驶的稳定性。 但此力矩不能过大, 否则在转向时为了克服 此力矩, 驾驶人需在转向盘上施加较大的力, 使转向沉重。 主销后倾角越大、 车速越高, 回正力矩越大, 转向轮偏转后自动回正的能力愈强。 主销 后倾角一般不超过 2° ~ 3°, 主销后倾角一般是将前轴连同悬架安装在车架上, 使前轴向后 倾斜而形成。 此外, 有些汽车由于采用超低压轮胎, 弹性增加, 转向时因轮胎弹性变形而使 轮胎与路面的接触点后移, 使回正力矩增加, 故主销后倾角可以减小, 甚至为负值(即主销 前倾)。 2. 主销内倾角 主销内倾角指主销在汽车的横向平面内, 其上部向内倾斜一个角 β, 即主销轴线与地面 垂直线在汽车横向平面内的夹角。 主销内倾的作用是使前轮自动回正, 转 向轮转向操纵轻便并能减小转向盘上的冲击力。 主销内倾后, 主销轴线的延长线与地面的交点至车轮中心平面与地 面交点之间的距离 c 缩短, 转向时, 路 面作用在转向轮上的阻力对主销轴线产 生的力矩减小, 从而可减少转向时驾驶 人施加在转向盘上的力, 使转向操纵 轻便。 当转向轮在外 力作用下绕主销旋转、 偏离中间位置 时, 假设旋转 180°, 车轮的最低点将 陷入路面以下 h 处, 即车轮有向下陷入 地平面的倾向, 但实际上车轮下边缘不 可能陷入路面之下, 而是车轮连同整个 汽车前部被向上抬起相应高度。 一旦外力消失, 转向轮就会在汽车重力的作用下力图自动回 正到旋转前的中间位置。 主销内倾角越大或前轮转角越大, 则汽车前部抬起越高, 前轮的自 动回正作用越明显, 但转向时, 车轮在滚动的同时将与路面产生较大的滑动, 增加轮胎与路 面的摩擦阻力, 使转向轮的轮胎磨损增加且转向沉重, 一般主销内倾角控制在 5° ~ 8°为宜。 主销后倾和主销内倾都有使汽车转向自动回正、 保持直线行驶位置的作用。 但主销后倾 的回正作用与车速有关, 而主销内倾的回正作用几乎与车速无关。 因此, 高速时主销后倾的 回正作用起主导地位, 而低速时则主要靠主销内倾起回正作用。 此外, 直行时前轮偶尔遇到 冲击而偏转时, 也主要依靠主销内倾起回正作用。 3. 车轮外倾角 转向轮安装在转向节上时, 其旋转平面上端向外倾斜, 这种现象称为转向车轮外倾。 前 轮旋转平面与纵向垂直平面之间的夹角 α 称为车轮外倾角。 前轮外倾的作用是提高前轮工作的安全性和操纵 轻便性。 由于主销与衬套之间, 轮毂与轴承之间等都存在间隙, 若 空车时车轮的安装垂直于地面, 则满载时, 车桥将因承载变形 而可能出现车轮内倾, 使汽车轮胎的磨损加速。 另外, 路面对 车轮的垂直反作用力沿轮毂的轴向分力将使轮毂压向轮毂外端 的小轴承, 加重了外端小轴承及轮毂紧固螺母的负荷, 降低了 使用寿命, 严重时使车轮脱出。 因此, 为了使轮胎磨损均匀和 减轻轮毂外轴承的负荷, 安装车轮时预先使车轮有一定的外倾 角, 以防止车轮出现内倾。 前轮外倾角大虽然对安全和操纵有 利, 但是过大的外倾角将使轮胎横向偏磨增加, 油耗增多, 一 般前轮外倾角在 1°左右。 前轮外倾角是由转向节的结构确定的。 当转向节安装到前 轴上后, 转向节轴颈相对水平面向下倾斜, 从而使前轮安装后 出现前轮外倾。 4. 前轮前束 安装车轮时, 两前轮的中心平面不平行, 其前端略向内侧收束, 这种现象称为前轮前 束。 两前轮前端距离 B 小于后端距离 A, A - B 的差值称为前轮前束值, 前 轮前束的作用是使车轮在每一瞬间的滚动 方向接近于正前方, 消除汽车行驶过程中 因前轮外倾而产生的不良后果, 保证车轮 不向外滚动, 防止车轮侧滑和减轻轮胎的 磨损。 由于前轮外倾, 汽车行驶时, 两个车 轮的滚动类似于两个锥体的滚动, 其轨迹 不再是直线而是逐渐向各自的外侧滚开, 但因受车桥和转向横拉杆 的约束, 两侧车轮不可能向外滚开, 这样,车轮在路面上滚动行驶的同时又被强制地拉向内侧, 产生向内的侧滑, 从而加剧轮胎的磨 损。 有了前束, 车轮滚动的轨迹是向内侧偏斜, 只要前束值与车轮外倾角配合适当, 车轮向 内、 外侧滚动的偏斜量就会相互抵消, 使车轮每一瞬间的滚动方向都朝着正前方, 从而消除 了侧滑, 减轻了轮胎的磨损。 前轮前束可通过改变横拉杆的长度来调整。 调整时, 根据各厂家规定的测量位置, 使两轮 前后距离差(A - B)符合规定的前束值。 可取两车轮轮毂 内侧面处的前后差值, 也可以取两轮胎中心平面处的前后差值。 一般前束值为 0 ~12mm。
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