【文章內(nèi)容簡介】 所有克服的反向推力就越大，轉(zhuǎn)向就越重，所以主銷后傾角不能超過3?。（2）適當加大主銷后傾角是幫助車輪回正的有效方法。轉(zhuǎn)向輪發(fā)生偏轉(zhuǎn)時，主銷后傾角幫助轉(zhuǎn)向輪自動回正到中間位置。 主銷內(nèi)傾角在汽車橫向平面內(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計在距車輪中心線40至60mm處。而20世紀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。 當負前束太大時，輪胎內(nèi)側(cè)會有負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。當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。當輪胎中心線在鉛垂線內(nèi)側(cè)時的夾角稱為負外傾角，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。 轉(zhuǎn)向梯形車輛轉(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)側(cè)輪形成比外側(cè)較大1~3186。的轉(zhuǎn)角，使轉(zhuǎn)向中的前輪形成負前束，且轉(zhuǎn)向角越大，負前束值也越大，轉(zhuǎn)向時的負前束比后橋中的差速器更有利于轉(zhuǎn)向平穩(wěn)。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)向不足的好處是當駕駛員轉(zhuǎn)向時，即使實際轉(zhuǎn)向低于自己的設想，也容易修正過來。(轉(zhuǎn)向前展)轉(zhuǎn)向負前束是指轉(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。后輪外傾角：前輪驅(qū)動的轎車后輪通常為負外傾角。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，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。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?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圖27 后軸偏向造成推力線偏離了幾何中心線設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(后輪前束嚴重超差)，以及后輪懸架發(fā)生早期磨損時都應作四輪定位。設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，而不是以后輪推力線為定位基準。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)別是在定位基準的選定上。做四輪定位時是以后輪推力線做車輪定位基準線，后輪推力線是后輪總前束的中心線，該基準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，即負責車輪定位的懸架上的部件，常見的是擺臂、減少器以及導向裝置。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，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，滿足車輛在設計時的動力學條件，達到車輛在設計時的性能要求。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 19第五章 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。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。目前常用的四輪定位儀有接線式、光學式、電腦拉線式和電腦激光式四種，它們的測量原理是一致的，只是采用的測量方法(或使用的傳感器的類型)及數(shù)據(jù)記錄與傳輸?shù)姆绞讲煌?，下面介紹四輪定位儀可測量的幾個重要檢測項目的測量原理。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將待檢車輛置于此四邊形中，通過安裝在車輪上的光學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。 圖3－2 光敏二極管的結(jié)構(gòu)和外形 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。 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，我們可以檢測出后輪前束值（后輪前束角）的大小和方向。 主銷后傾角和主銷內(nèi)傾角的測量原理 車輪外傾角、主銷后傾角和主銷內(nèi)傾角這三個測量參數(shù)的測量都是關(guān)于角度的測量，除了光學式四輪定位儀測量車輪外傾角和車輪前束時，采用的不是測量角度的傳感器，其余各種類型的四輪定位儀均是采用測量角度的傳感器，包括車輪前束角都可以用角度傳感器直接或間接測量。 以套筒扳手為例，先將扳手桿垂直立于桌面上，扳手接桿與視線垂直并使扳手接桿保持水平，此桿即為轉(zhuǎn)向節(jié)軸（面向車頭看為左前輪軸）。將扳手桿下端向自己面前偏轉(zhuǎn)一個角度 ，即形成主銷后傾角，然后由此位置繞扳手手柄軸線分別向里、向外各轉(zhuǎn)動 角，這時就會發(fā)現(xiàn)扳手接桿繞水平面分別向上、向下偏轉(zhuǎn)了 角（如圖35所示）。 a)直行時，扳手接桿水平 b)向里轉(zhuǎn)向時， c) 向外轉(zhuǎn)向時，扳手接桿向上偏轉(zhuǎn) 扳手接桿向下偏轉(zhuǎn) 圖35 主銷后傾角的測量原理 主銷內(nèi)傾角的測量原理如圖36所示，在扳手接桿頭部系上一長接桿，長接桿與扳手接桿垂直。將扳手直立于桌面，使長接桿保持水平位置并與視線垂直，再將扳手柄下端向里偏轉(zhuǎn)一個角度 ，即形成注銷內(nèi)傾角，然后由此位置繞扳手手柄軸線分別向左、向右各轉(zhuǎn)角，這時又會發(fā)現(xiàn)接桿分別沿逆時針、順時針方向轉(zhuǎn)動了 角。 a)直行時，長接桿水平 b)向左轉(zhuǎn)時， c) 向外轉(zhuǎn)向時，長接桿向逆時針偏轉(zhuǎn) 長接桿向順時針偏轉(zhuǎn)圖36 主銷內(nèi)傾角的測量原理 主銷后傾角的測量原理 以左前輪為例，當車輪向左右各轉(zhuǎn)動 ＝20176。（如圖37所示），ZO為主銷軸線，OB為轉(zhuǎn)向節(jié)車輪軸線，四邊形DEFG表示水平面，四邊形HIJK相對于平面的夾角為主銷后傾角。LMNP平面是與主銷垂直相交的平面，該平面是HIJK平面以ST為軸轉(zhuǎn)動 角（主銷內(nèi)傾角）形成的，OD為車輪向左轉(zhuǎn)動20176。時轉(zhuǎn)向節(jié)軸平面的方向。線段LD、A180。B180。、AB、A180。180。B180。180。、MI、FN和KP均是水平面DEFG上的鉛垂線。 圖37 主銷后傾角的測量原理計算圖 由圖37主銷后傾角的測量原理計算圖得（推導工程略）： 上式表明 為一特定角度時，主銷后傾角測量角 存在唯一確定關(guān)系。通常規(guī)定 轉(zhuǎn)角為20176。，2sin＝，故有： （1） 即主