【文章內(nèi)容簡介】 橫向平面內(nèi)主銷軸線與鉛垂線的夾角即為主銷內(nèi)傾角。如圖22 所示。 主銷內(nèi)傾角有以下兩個作用： （ 1）幫助轉(zhuǎn)向輪自動回正。前輪是圍繞著主銷旋轉(zhuǎn)的，而主銷是向內(nèi)傾斜的。 主銷內(nèi)傾使轉(zhuǎn)向節(jié)距地面高度降低，距地面更近，重力作用使車輛高度被降 低，轉(zhuǎn)向輪在轉(zhuǎn)向時沿著傾斜的主銷作弧線運動，就和門圍繞歪斜的門軸做弧線運動一樣，隨著轉(zhuǎn)向角和主銷內(nèi)側(cè)傾角加大，輪胎外側(cè)逐步加大對路面的壓力。汽車在松軟的路面上轉(zhuǎn)向時，主銷內(nèi)傾角越蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 13 大，轉(zhuǎn)向角越大，轉(zhuǎn)向輪外側(cè)就壓入地下越多，在松軟的路面上轉(zhuǎn)彎時前輪的外側(cè)部分陷入地下才可能實現(xiàn)轉(zhuǎn)向。汽車在柏油、水泥路面上行駛時，地面比輪胎更為堅硬，輪胎不可能陷入地下。于是在地面反作用力下，轉(zhuǎn)向輪連同它所承載的汽車前部都要抬起一個相應(yīng)的高度，才能使它實現(xiàn)轉(zhuǎn)向。 圖 22 主銷內(nèi)傾角 a)銷軸中心線 b)主銷內(nèi)傾角 （ 2）使轉(zhuǎn)向輕便。由于前軸重心在主銷的軸線上，主銷內(nèi)傾角使主銷軸線延長線與路面的交點，和車輪中心地面的交點距離減小，力臂的減小使轉(zhuǎn)向變輕了。主銷軸線的延長線距車輪的中心線過近容易使轉(zhuǎn)向發(fā)飄。所以傳統(tǒng)的后輪驅(qū)動汽車主銷軸線的延長線大都設(shè)計在距車輪中心線 40 至 60mm 處。而 20 世紀(jì) 70 年代以后開發(fā)的前輪驅(qū)動汽車由于技術(shù)上改進，主銷內(nèi)傾角越大，行駛穩(wěn)定性也很好。 前輪前束 前輪前束是從 汽車正上方向下看 ， 由輪胎的中心與汽車的縱向線之蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 14 間的夾角為前束角 。 如圖 23 所示。 前束的作用是消除由于外傾角所產(chǎn)生的輪胎側(cè)滑。 當(dāng)正前束太大時，輪胎外側(cè)磨損會有正外傾角太大所形成的磨損狀態(tài)，胎紋磨損形式為羽毛狀。當(dāng)用手從內(nèi)側(cè)向外側(cè)撫摸，胎紋外緣有銳利的刺手感覺。 當(dāng)負(fù)前束 太大時 ，輪胎 內(nèi)側(cè)會 有負(fù)外傾 角太大 所形成 的磨損 形態(tài)，胎紋磨損形式為羽毛狀。當(dāng)用手從外側(cè)向內(nèi)側(cè)撫摸，胎紋外緣有銳利的刺手感覺。 圖 23 前 束 角 圖 24 外傾角 前輪外傾角 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）或偏向外側(cè)（偏離發(fā)動機）。如圖 24 所示。 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 15 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。當(dāng)輪胎中心線在鉛垂線外側(cè)時的夾角稱為正外傾角，其作用主要是減低作用于轉(zhuǎn)向節(jié)上的負(fù)載、防止車輪滑落、防止由于載荷而產(chǎn)生不需要的外傾角及減小轉(zhuǎn)向操縱力。當(dāng)輪胎中心線在鉛垂線內(nèi)側(cè)時的夾角稱為負(fù)外傾角，其作用是可使內(nèi)外側(cè)滾動半徑近似相等，使輪胎的內(nèi)外側(cè)磨損均勻，還可以提高車身的橫向穩(wěn)定性。 車輛轉(zhuǎn)彎時，內(nèi)側(cè)的車輪被迫沿著比外側(cè)車輪 要小的弧線進。如果設(shè)計兩側(cè)轉(zhuǎn)向臂互平行，那么轉(zhuǎn)彎時兩前輪也將保持平行，那么轉(zhuǎn)彎時輪胎滑移。而設(shè)計成前軸、梯形臂、橫拉桿構(gòu)成的轉(zhuǎn)向梯形，可使汽車在轉(zhuǎn)向時兩前輪產(chǎn)生不同的轉(zhuǎn)向角，通常內(nèi)側(cè)車輪轉(zhuǎn)向角要比外側(cè)車輪要大 1~3?，兩前輪沿著各自的弧線滾動，從而消除了輪胎的滑動。參見圖 25。 圖 25 轉(zhuǎn)向梯形 轉(zhuǎn)向時所有車輪運動軌跡的向心線都應(yīng)相交于一點，此點稱為轉(zhuǎn)向心。橫拉桿位于前軸后端的等腰形叫正方梯形，橫拉桿位于前軸前端等腰梯形叫反梯形。二者在作用上沒有區(qū)別。 轉(zhuǎn)向梯形又叫轉(zhuǎn)向外展， 由于兩只梯形臂都設(shè)計成直線行駛時兩側(cè)車輪角度相同，保持兩側(cè)車輪平行，因此無論是向左或右轉(zhuǎn)向，由于內(nèi)蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 16 側(cè)輪形成比外側(cè)較大 1~3186。的轉(zhuǎn)角，使轉(zhuǎn)向中的前輪形成負(fù)前束，且轉(zhuǎn)向角越大，負(fù)前束值也越大，轉(zhuǎn)向時的負(fù)前束比后橋中的差速器更有利于轉(zhuǎn)向平穩(wěn)。 轉(zhuǎn)向不足 在試轉(zhuǎn)半徑時，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)到止端，并保持不動，節(jié)氣門開度穩(wěn)定，車輪的轉(zhuǎn)彎半在一定的圓周上保持不動，似乎是理所當(dāng)然的事，但實際上轉(zhuǎn)向不足的汽車 (又被稱為平穩(wěn)轉(zhuǎn)向，大部分汽車都是這種設(shè)計的 )，轉(zhuǎn)彎隨著旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)增加，會逐漸加大。這種特性是因前后輪胎側(cè)偏角不同引起 的。由于后輪側(cè)偏角小于前輪的側(cè)偏角，在連續(xù)作轉(zhuǎn)彎半徑測試時，后輪達(dá)不到前輪行進方向而變慢，所以轉(zhuǎn)彎半徑逐漸加大，出現(xiàn)轉(zhuǎn)向不足。轉(zhuǎn)向不足的好處是當(dāng)駕駛員轉(zhuǎn)向時，即使實際轉(zhuǎn)向低于自己的設(shè)想，也容易修正過來。 轉(zhuǎn)向負(fù)前束 (轉(zhuǎn)向前展 ) 轉(zhuǎn)向負(fù)前束是指轉(zhuǎn)向時內(nèi)側(cè)車輪相對外側(cè)車輪的角度差。轉(zhuǎn)向系的結(jié)構(gòu)使車輪 角度隨 轉(zhuǎn)向角度 變化而變 化，該 角度的變 化由轉(zhuǎn) 向梯形 保證，如負(fù)前束不正確，將加劇輪胎磨損，并出現(xiàn)轉(zhuǎn)向噪聲及轉(zhuǎn)向跑偏。 后輪定位 與后輪定位相關(guān)的概念及作用 后輪外傾角：前輪驅(qū)動的轎車后輪通常為負(fù) 外傾角。即空載時后輪向內(nèi)傾斜，承載后或舉升運動時垂直于路面。 前輪驅(qū)動轎車通常為很小的后輪反前束。前輪驅(qū)動汽車行駛中的驅(qū)動力使后輪心軸受向后的力，后輪的前端距離略大于后端距離。 和后輪外傾角一樣，前輪驅(qū)動汽車后輪的反前束值比前輪也大 1 倍左右。后輪前束主要為了使前后車輪以后輪推力為定位基準(zhǔn)，使四個車輪保持平行，保證汽車直線行駛的穩(wěn)定性。減少后輪在行駛中的側(cè)滑，以最大限度地延長后輪輪胎的使用壽命。 車輛的幾何中心線：是恰好穿過前、后輪中央的假想線。 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 17 推力線：是與后輪中心線成正 90 度角向前延伸的線。汽車受到猛烈沖 擊，或懸架襯套磨損松曠都會使推力線發(fā)生偏移。推力線如和汽車前、后輪幾何中心線平行，再配合適當(dāng)?shù)闹麂N后傾角和主銷內(nèi)傾角，在筆直的公路上，即使雙手離開轉(zhuǎn)向盤，車輛仍可以保持直線行駛。 后輪偏向：指向橋殼或后前移動，另一個后輪移動，后輪推力線不再和幾何中心線平行。 后軸偏向造成推力線偏離了幾何中心線，見圖 26 和圖 27。推力線偏離幾何中心線，不僅造成行駛跑偏傾向，也加重了汽車轉(zhuǎn)向輪胎的側(cè)滑。 圖 26 后軸未發(fā)生偏向時中心線和推力線 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 18 圖 27 后軸偏向造成推力線偏離了幾何中心線 后輪定位 設(shè)置后 輪定位可削弱后軸偏向、偏跡的問題在正常行駛和轉(zhuǎn)向時的負(fù)面保持正確的后輪外傾角和后輪前束是非常重要的。如出現(xiàn)輪胎畸形磨損，特別是再現(xiàn)后輪胎冠偏磨損 (后輪外傾角不對 )，后輪胎肩處出現(xiàn)鋸齒形磨損 (后輪前束嚴(yán)重超差 )，以及后輪懸架發(fā)生早期磨損時都應(yīng)作四輪定位。 設(shè)置后輪前束最主要的目的是為了使后輪推力線和幾何中心重合，設(shè)置后輪外傾角最主要的目的就是改善轉(zhuǎn)向的穩(wěn)定性。 前輪定位與四輪定位的區(qū)別 若汽車只做前輪定位 (又叫二輪定位 )，在定位基準(zhǔn)上就可能發(fā)生偏差，因為前輪定位是以幾何中心線，即表示兩前輪和兩后輪之間 的中心線為定位基準(zhǔn)，而不是以后輪推力線為定位基準(zhǔn)。一旦后輪定位角發(fā)生偏差，后輪推力線就會和幾何中心線發(fā)生偏離，形成推力角，無法保證直線行駛時四個車輪處于平行狀態(tài)。在直線行駛時前輪必然脫離定位基準(zhǔn)難以保證行駛的直線性。 四輪定位和前輪定位的最大區(qū)別是在定位基準(zhǔn)的選定上。做四輪定蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 19 位時是以后輪推力線做車輪定位基準(zhǔn)線，后輪推力線是后輪總前束的中心線，該基準(zhǔn)線由后輪定位角決定。做四輪定位時先檢測和調(diào)整后輪定位。如果后輪定位角不對，而后輪定位在設(shè)計上又是可以調(diào)整的，則需要換那些變形了的零部件，即負(fù)責(zé)車輪定位的懸架上的部 件，常見的是擺臂、減少器以及導(dǎo)向裝置。在后輪定位調(diào)整完后，后輪推力線和幾何中心線重合，再以該參考線為基準(zhǔn)，對每一個前輪進行測量調(diào)整，可以保證四個車 輪在直 線上行駛 位置時處 于平行 狀態(tài)，轉(zhuǎn) 向系處 于幾何 中心，滿足車輛在設(shè)計時的動力學(xué)條件，達(dá)到車輛在設(shè)計時的性能要求。 任何機械式的定位裝置都只能做前輪定位，而無法做后輪定位和四輪定位。 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 20 第三章 汽車四輪定位的測量原理 四輪定位儀是專門用來測量車輪定位參數(shù)的設(shè)備。四輪定位儀可檢測的項目包括：前輪前束值 /角 (前輪前束角 /前張角 )、前輪外傾角、 主銷后傾角、主銷內(nèi)傾、后輪前束值 /角 (后輪前束角 /前張角 )、后輪外傾角、車輛輪距、車輛軸距、轉(zhuǎn)向 20 度時的前張角、推力角和左右軸距差等。目前常見的國產(chǎn)或進口的四輪定位儀可以用來測量上述檢測項目中幾個中全部項目。 在檢測項目中，車輪前束值 /角、車輪外傾角、主銷后傾角和主銷內(nèi)傾角統(tǒng)稱為前輪定位，又稱前輪定位四要素，各種前輪定位儀都能完成其檢測任務(wù)。但汽車的操縱穩(wěn)定性不僅僅由前輪定位來保證，后輪定位也起著至關(guān)重要的作用，所以，最好使用四輪定位儀檢測和調(diào)整。 車輪前束和推力角的測量原理 前束時，必須保證車體擺 正且方向盤位于中間位置，為了提供車輪前束值（或前束角）的測量精度，無論是拉線式、光學(xué)式還是電腦式的四輪定位儀，在檢測車輪前束之前，常通過拉線或光線照射或反射的方式形成一封閉的直角四邊形如圖 3－ 1 所示。 圖 31 8 束光線形成封閉的四邊形 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 21 將待檢車輛置于此四邊形中，通過安裝在車輪上的光學(xué)鏡面或 傳感器不僅可以檢測前輪前束、后輪前束，還可以檢測出左右車輪的同軸度（即同一車軸上的左右車輪的同軸度）及推力角。因為四輪定位儀系統(tǒng)采用的傳感器不同，測量方法亦有所不同，這里僅就光敏三極管式傳感器來說明一下車輪前束的測量原理。 光敏三極管為近紅外線接收管，是一種光電變換器件，它的結(jié)構(gòu)與外形如圖 32 所示。其工作狀態(tài)為：不加電壓，利用 P－ N 接在受光射時產(chǎn)生正向電壓的原理，把它作為微笑光電池。在光敏三極管后面接一些用于接收信號的元件，以便及時對光敏三極管上所獲得的信號進行分析處理。 安裝在兩 前輪和 兩后輪 上的光 敏三極 管式傳 感器均有 光線的 接收和發(fā)射（或反射）功能，通過它們間的發(fā)射和接收剛好能形成類似于圖3－ 2 所示的四邊形。在傳感器的受光面上等距離地將光敏三極管排成一排，在不同位置光敏三極管接收到光線照射時，該光敏管產(chǎn)生的電信號就代表了前束角或推力角的大小。其測量原 理的簡單示意圖如圖 3－ 3所示。 圖 3－ 2 光敏二極管的結(jié)構(gòu)和外形 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 22 1 刻度盤 2投射器支臂 3光敏三極管 4激光盤 5投射激光束 6接收激光束 1～ 4光線接收器 5前輪 6后輪 7汽車縱向軸線 －推力角 圖 33 車輪前束角的測量原理 圖 34 推力角的測量原理 依據(jù)上述檢測原理，同時可以檢測出位于該四邊形內(nèi)的待檢車輛前后軸的平行度（即推力角的 大小和方向） ,其檢測原理的簡單示意圖如圖3－ 4 所示。同理，通過安裝在后輪上的傳感器，我們