車輪定位基礎(chǔ)知識(shí)解析

車輪定位基礎(chǔ)知識(shí) 給車輪進(jìn)行正確的定位，可以使汽車操縱起來更安全、乘坐更舒適，并能夠最大限度地延長(zhǎng)汽車輪胎的使用壽命。 現(xiàn)代汽車轉(zhuǎn)向和懸掛系統(tǒng)是立體幾何學(xué)在工程實(shí)踐中成功應(yīng)用的范例之一。車輪定位整合了轉(zhuǎn)向和懸掛系統(tǒng)的所有幾何參數(shù)，以便獲得安全的操縱性、乘坐的舒適性以及最長(zhǎng)的輪胎使用壽命。 前輪定位的含義是指由轉(zhuǎn)向和懸掛系統(tǒng)部件之間形成的角度。一般來說，汽車維修工需要檢查前輪的5個(gè)定位參數(shù)：主銷后傾角、車輪外傾角、車輪前束、轉(zhuǎn)向軸內(nèi)傾角和轉(zhuǎn)彎外傾角（轉(zhuǎn)彎時(shí)前輪后束）。如果除了前輪定位外，還要進(jìn)行四輪定位時(shí)，我們還必需將延遲（滯轉(zhuǎn)）角和汽車的推力角考慮進(jìn)去。因此，在進(jìn)行四輪定位時(shí)，必須同時(shí)檢查汽車后輪外傾角和后輪前束。輪胎磨損與方向的可控性車輪外傾角、車輪前束角和轉(zhuǎn)彎外傾角本身都會(huì)導(dǎo)致輪胎的磨損。如果這些定位參數(shù)設(shè)置的不正確，輪胎的磨損就不均衡，而且要比正常情況磨損快的多。因?yàn)橥鈨A角和轉(zhuǎn)向軸內(nèi)傾角相關(guān)，因此，轉(zhuǎn)向軸內(nèi)傾角當(dāng)然也與輪胎磨損有關(guān)。主銷后傾角和延遲（滯轉(zhuǎn)）角一般不會(huì)加劇輪胎的磨損，除非它們嚴(yán)重地偏離技術(shù)規(guī)范值。所有的定位角都是方向控制角，也就是說，它們都能夠影響汽車的轉(zhuǎn)向特性和方向可控性。 在解決汽車操縱性、乘坐舒適性和振動(dòng)方面的問題之前，首先應(yīng)了解每一個(gè)車輪定位角的意義，以及所有車輪定位角是如何協(xié)同工作的。在進(jìn)行系統(tǒng)診斷工作之前，我們都應(yīng)了解一下系統(tǒng)的工作原理。主銷后傾主銷后傾是指從汽車的側(cè)面看時(shí)每個(gè)前輪轉(zhuǎn)向軸的傾斜，傾斜程度是用后傾角來度量的（如圖1所示）。如果轉(zhuǎn)向軸向后傾斜，即上端的球形接頭或支桿安裝點(diǎn)在下端的球形接頭后面，則后傾角就是正的；如果轉(zhuǎn)向軸向前傾斜，則后傾角就是負(fù)的。后輪不必檢測(cè)后傾角。 主銷后傾角影響汽車直線行駛的穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向輪的回正功能。正后傾角比較大，則前輪有沿直線行駛的趨勢(shì)。一方面，如果正后傾角大小適當(dāng)，則可以確保汽車的行駛穩(wěn)定性，而且使轉(zhuǎn)向輪在轉(zhuǎn)向后能夠回正；另一方面，正后傾角增加了轉(zhuǎn)向阻力。因此，如果汽車配置了動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，則所允許采用的正后傾角要比單純的手動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)大許多。 主銷后傾角太小會(huì)使轉(zhuǎn)向不穩(wěn)定，并使車輪晃動(dòng)。在極端的情況下，負(fù)后傾角與隨之引起的車輪晃動(dòng)會(huì)加劇前輪的杯狀化磨損。如果主銷后傾角左右不等，則汽車將會(huì)被拉向正后傾角較?。ɑ蚋蟮呢?fù)后傾角）的一側(cè)。在解決汽車跑偏方面的問題時(shí)，要特別注意這一點(diǎn)。外傾外傾是指從汽車的前面看車輪偏離鉛垂線，同后傾一樣，外傾用外傾角度進(jìn)行度量（如圖2所示）。如果輪胎頂部向外傾斜，那么外傾角是正的；如果輪胎頂部向內(nèi)傾斜，外傾角就是負(fù)的。 零外傾角指的是車輪和輪胎完全垂直于地面，此時(shí)輪胎的磨損最小。正外傾角使輪胎外胎面比里胎面磨損得要快；負(fù)外傾角的情況則正好相反。較小的外傾角有助于操縱和轉(zhuǎn)向，符合技術(shù)規(guī)范的外傾角對(duì)輪胎的磨損幾乎沒什么影響，但是過大的外傾角則會(huì)造成輪胎的磨損明顯增加，從而縮短輪胎的壽命。 正外傾角就像正的后傾角一樣影響汽車的直線行駛穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向輪的回正功能。當(dāng)汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，由于正的外傾角作用，外側(cè)懸掛有向上抬離車輪的趨勢(shì)，當(dāng)車輪回到直線方向時(shí)，汽車的重量壓在轉(zhuǎn)向軸上，幫助車輪回正。負(fù)外傾角在轉(zhuǎn)彎時(shí)防止輪胎側(cè)滑，同時(shí)也增加了轉(zhuǎn)向阻力。大多數(shù)乘用車和輕型卡車都設(shè)計(jì)成正的外傾角，但很多賽車和一些高性能的市內(nèi)汽車則采用負(fù)外傾角。 后輪一般采用零外傾角，但某些獨(dú)立后懸架則設(shè)計(jì)有一定的外傾角（通常是負(fù)的）。如果前輪外傾角左右不等，汽車被拉向具有正外傾角較大的一側(cè)；后輪外傾角不相等也會(huì)影響汽車的操縱性。車輪前束 車輪前束是指從上往下看兩個(gè)車輪指向的方向（如圖3所示）。在前端指向內(nèi)的一對(duì)前輪（或后輪）是車輪前束，指向外的則稱為車輪后束。車輪的前束或后束可用英寸、毫米或角度來表示。 零前束即車輪指向正前方，這時(shí)輪胎的磨損最小。太大的前束或后束將導(dǎo)致輪胎胎面花紋邊緣羽狀化的磨損。前束過大則磨損輪胎面外部花紋邊緣，每排輪胎花紋內(nèi)部邊緣被羽狀化；后束過大則會(huì)出現(xiàn)相反的輪胎花紋磨損效果。 當(dāng)汽車為后輪驅(qū)動(dòng)時(shí)，前輪通常具有前束，而當(dāng)汽車為前輪驅(qū)動(dòng)時(shí)，前輪則后束，這是為了在汽車行駛過程中補(bǔ)償轉(zhuǎn)向桿系和轉(zhuǎn)向輪的變化。當(dāng)汽車行駛時(shí)，前束或后束減?。ɑ蛳В?，這是因?yàn)檐囕喸诩铀俣鹊淖饔孟乱匚唬瑫r(shí)轉(zhuǎn)向桿系有輕微的彎曲。 當(dāng)一個(gè)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的桿件長(zhǎng)度不符合設(shè)計(jì)規(guī)范或安裝角度不正確，就會(huì)使車輪前束發(fā)生變化，或者轉(zhuǎn)向時(shí)出現(xiàn)抖動(dòng)，隨著懸掛系統(tǒng)的壓縮和拉伸，桿件的外端會(huì)上下運(yùn)動(dòng)（如圖4所示）。如果桿件的長(zhǎng)度和角度不正確，它就會(huì)推拉轉(zhuǎn)向臂，把車輪轉(zhuǎn)向另一個(gè)方向，當(dāng)汽車駛過一個(gè)突起或一個(gè)凹坑時(shí)，駕駛員會(huì)感覺到轉(zhuǎn)向輪猛地轉(zhuǎn)向另一邊。轉(zhuǎn)彎外傾 轉(zhuǎn)彎外傾也稱為轉(zhuǎn)向半徑或阿克曼角。當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，前輪外側(cè)車輪轉(zhuǎn)向角小于內(nèi)側(cè)車輪，這使得兩前輪在轉(zhuǎn)彎時(shí)車輪有后束的傾向（如圖5所示）。 一定的轉(zhuǎn)向外傾是必要的，因?yàn)橥鈧?cè)車輪必須比內(nèi)側(cè)車輪轉(zhuǎn)彎半徑大。如果兩側(cè)車輪轉(zhuǎn)向角度相等，則外側(cè)輪胎以小半徑轉(zhuǎn)彎時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生拖滑。 設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向幾何參數(shù)時(shí)應(yīng)考慮轉(zhuǎn)向外傾，而且左右外傾的參數(shù)必須相等。轉(zhuǎn)向外傾不可調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)向外傾角左右不等或者不符合規(guī)范都是由于車輛被損壞造成的。轉(zhuǎn)向軸內(nèi)傾轉(zhuǎn)向軸內(nèi)傾（SAI）是指從車前看過去，轉(zhuǎn)向軸偏離鉛垂線，它是由支撐桿座低位和高位球頭萬向節(jié)中心線形成的（如圖6所示）。同主銷后傾角一樣，轉(zhuǎn)向軸內(nèi)傾會(huì)影響汽車的轉(zhuǎn)向性和穩(wěn)定性。對(duì)一個(gè)主銷后傾較小的懸架來說，大的轉(zhuǎn)向軸內(nèi)傾能保證可*的轉(zhuǎn)向性和穩(wěn)定性。 轉(zhuǎn)向軸內(nèi)傾角加上前輪外傾角形成所謂的內(nèi)外傾總角（如圖7所示）。如果外傾角是正的，內(nèi)外傾總角就比轉(zhuǎn)向軸內(nèi)傾角大；如果外傾角是負(fù)的，內(nèi)外傾總角就比轉(zhuǎn)向軸內(nèi)傾角小。了解轉(zhuǎn)向軸內(nèi)傾角、前輪外傾角和內(nèi)外傾總角有助于我們?cè)\斷轉(zhuǎn)向節(jié)和懸架中出現(xiàn)的故障。推力角 推力角是汽車的幾何中心線與后輪的指向（即推力線，譯者注）之間形成的角度（如圖8所示）。如果后輪指向正前方，軸向推力線和汽車幾何中心線一致，則推力角為零。當(dāng)汽車直線行駛，后輪驅(qū)動(dòng)汽車沿著推力線前進(jìn)，因此零推力角是理想的。 調(diào)整后輪前束的同時(shí)應(yīng)該調(diào)整推力角，但是后懸架設(shè)計(jì)可能不允許根據(jù)后輪前束的變化調(diào)整推力角。如果推力角不能調(diào)整，與其讓前輪根據(jù)汽車幾何中心線定位，不如根據(jù)推力線定位。如果前輪與汽車幾何中心線對(duì)準(zhǔn)，而后輪沿著一條不與幾何中心線平行的推力線驅(qū)動(dòng)，將會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)向輪扭曲、行駛過程中前輪外傾和前束不正確、輪胎加速磨損或跑偏等。延遲（滯轉(zhuǎn)） 延遲是指相對(duì)于汽車底盤來說，在某個(gè)車軸上的一個(gè)車輪處在另一個(gè)車輪的前面或后面（如圖9所示）。延遲確實(shí)在一些車型上曾應(yīng)用過，如以雙工字梁作前軸的老式福特卡車，但是碰撞極容易造成不正確的延遲，極不均衡的主銷后傾同樣會(huì)導(dǎo)致前輪的延遲。行駛高度嚴(yán)格地講，行駛高度并不是一個(gè)定位參數(shù)，但它會(huì)影響其它的定位參數(shù)，特別是主銷后傾角。許多制造商規(guī)定了行駛高度的測(cè)量位置，以便進(jìn)行定位調(diào)整。行駛高度通常從前或后搖臂板的底部或車身輪拱的頂部測(cè)量（如圖10所示）。因?yàn)槠囓嚿龛偘宀⒉皇翘峁┳顪?zhǔn)確數(shù)據(jù)的測(cè)量點(diǎn)（存在被撞壞的可能性），行駛高度從懸掛或車架上選取測(cè)量點(diǎn)應(yīng)更準(zhǔn)確些。 很多卡車可以使用不同尺寸的車輪和輪胎以及各種懸掛和起重工具，因此，卡車制造商通常在同一個(gè)基本卡車模型中為不同的行駛高度規(guī)定不同的主銷后傾角。故障診斷的關(guān)鍵：檢查輪胎客戶很少會(huì)說“阿克曼角不正確”、“主銷后傾角太大”或“控制臂襯套損壞”之類的話。他們通常只關(guān)心轉(zhuǎn)向和懸掛的效果問題，而不知道出現(xiàn)這類問題的起因。與定位參數(shù)相關(guān)的故障，在客戶看來，都屬于汽車操縱困難、轉(zhuǎn)向費(fèi)力、振動(dòng)和輪胎磨損等方面的問題。進(jìn)行診斷的第一步是判斷故障的類別。仔細(xì)進(jìn)行路試，然后再徹底檢查，這樣做可以使我們?cè)诠收显\斷的工序中有一個(gè)好的起步。 開始路試之前，先仔細(xì)看看輪胎，大多數(shù)乘用車和輕型卡車應(yīng)該有4個(gè)尺寸和胎面花紋相同的輪胎。至少每個(gè)車軸上的一對(duì)輪胎尺寸是一樣的，磨損程度也大致相同。然后，檢查輪胎氣壓，有時(shí)候你會(huì)發(fā)現(xiàn)某個(gè)輪胎的氣充得過足，而其他的幾個(gè)輪胎氣壓可能不足，即便這樣，該車還是在高速公路上跑了一整天。把4個(gè)輪胎都充到推薦的標(biāo)準(zhǔn)氣壓后，大多數(shù)車主這時(shí)會(huì)感到驚奇：一個(gè)簡(jiǎn)單的輪胎氣壓檢查便可以解決諸如汽車跑偏、制動(dòng)拖滑、轉(zhuǎn)向困難和駕駛疲軟之類的問題。 在你進(jìn)行路試評(píng)估和定位參數(shù)測(cè)量的時(shí)候，請(qǐng)記住各個(gè)定位參數(shù)的基本功用以及它們是怎樣協(xié)調(diào)地工作以確保汽車能夠穩(wěn)定地行駛。版權(quán)和免責(zé)說明： 根據(jù)2005年新頒布互聯(lián)網(wǎng)著作權(quán)保護(hù)法例，凡