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初解底盘调校 车辆四轮定位原理浅析

2013年06月01日 汽车专栏 初解底盘调校 车辆四轮定位原理浅析已关闭评论 阅读 580 人 次

开车的朋友一定对“四轮定位”这个词并不陌生。一台比举升机稍微复杂一些的设备、显示着奇奇怪怪正负数字的电脑、技师在车底翻来覆去的摆弄,所谓“定位”就完成了,那么,所谓的“四轮定位”究竟“定”了什么?我们一起来聊聊,做个明白人。

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    简单而言,“车轮定位”就是通过一些参数来精确定位车轮与转向节、车架之间的相对位置,以实现更理想的车辆直线行驶稳定性、转向便利性(转向轮)及减小轮 胎和机件的磨损。最理想的状态便是,车辆在加速、制动及转向时,四个车轮都能够保持垂直与路面的状态,即与路面保持最大的接触面积。

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    而在车辆出厂之后,随着使用时间的推移,定位参数会随着机件的磨损、冲击等发生变化,我们在4S店和各种修理厂所做的“四轮定位”则是一次“矫正手术”,通过调整恢复车轮原始的定位参数,使车辆恢复原先的行驶表现,就像通过“矫正”能够让我们的牙齿更齐整一样。

    对于负责车辆转向的前轮在定位上比较复杂,定位参数有主销后倾、主销内倾、车轮外倾、前束这四项,而后轮的定位参数则主要是前束和外倾。下面我们就来介绍一下这些参数的作用。

主销后倾

作用:直线稳定性,转向回正

    从车辆侧面看,主销轴线(车轮转向的中心轴)并不是完全垂直于地面,而是略向后倾斜,主销轴线与垂线之间的存在的夹角便是主销后倾角。主销后倾的存在使车 轮在转向时,与路面接触的轮胎胎面左右两侧及轮胎侧壁会发生挤压变形,产生反向的作用力,使车轮产生自行回正的趋势,主销后倾角越大,车轮的行驶稳定性越 好,回正作用越明显,但是相应的转向时转动方向盘也就越费力。

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    在大多数车辆上,主销后倾角不超过3°,不过主销后倾角会随着车辆姿态和行驶状态而变化,与悬架当时的行程和车轮的状态有关,例如紧急制动时,车辆的主销 后倾角会可能接近于零甚至可能出现负值。所以很多车辆在直线行驶紧急制动的情况下会发现车辆的直线行驶稳定性变差(即使有ABS)。

★ 主销内倾

作用:稳定性,转向回正

    从正前方看去(即横向平面内),车辆主销轴线与垂线也存在一定角度,且上端向内倾斜,这便是主销内倾,主销轴线与垂线间的夹角便称为主销内倾角。

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    由于主销内倾角的存在,使得车轮转向时的趋势是车轮整体下移,但是由于我们日常行驶的铺装路面均为硬质路面,因此呈现出的效果就成了:转向时,车轮会抵抗 重力将车头抬起,而当转向力消失时,车轮便会在重力的作用下自动回正。主销内倾角越大,这种回正作用越明显,但是角度过大也会造成轮胎的过度磨损,这个角 度通常在5-8°之间。

    主销内倾与主销后倾同样是提供回正力和行驶稳定性的设计,但是二者的差别在于,主销内倾的回正力与行驶速度无关,而主销后倾的回正作用则是车速越高作用越 明显,因此,高速行驶时,主销后倾的稳定和回正作用起主导地位,而低速行驶时,则是主销内倾的作用起主导地位。

★ 车轮外倾(负外倾)

作用:增大轮胎接触面,抵消不良影响

    车轮外倾顾名思义,即车轮由中心线向外倾斜,车轮旋转平面与纵向垂直平面间的夹角便是车轮外倾角。

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    如果车辆在空载状态下保持车轮垂直于路面的状态,那么当加上负载甚至满载时,由于悬架行程压缩及变形、活动面间隙减少,车轮便会呈现“八”字的“内倾”状 态,使轮胎磨损增加,并且对轮毂轴承造成较大负担,为了减少这种影响,人们便设计了设计了--“车轮外倾”这个提前量来抵消“内倾”的出现,这样在车辆加 上载荷之后,车轮便能以更好的角度与路面接触,减少了偏磨和轴承的负担。不过,过大的外倾角也会导致轮胎的横向偏磨增加,不少车主所说的“啃胎”就与原厂的车轮外倾角设定不合理有关。

    但是,并不是所有的车辆都是用车轮外倾的设计,我们看到很多高性能车、赛车和改装车的设定就是“八字”的“负外倾”(内倾)状态,因为高性能车辆更多的是 考虑到车辆高速过弯时离心作用造成的影响,车轮在弯道当中高速行驶时,由于离心作用造成的轮胎变形并产生外倾的趋势,使得轮胎只有外侧能够与路面接触。因 此工程师用初始的“内倾”设定来抵消这种不良影响,这样一来这些高性能车辆在弯道当中就能够更多的利用到轮胎中部甚至内侧胎面,增大接触面积,提升过弯的 极限。

★ 前束(前展)

作用:抵消车轮外倾(内倾)造成的不利影响

    虽然车轮外倾抵消了车辆负重时的一些不良影响,但是这种设计本身也存在弊端:外倾的设定使两侧的车轮向外张开,无法平行滚动,行驶时会产生滑动,因此我们才有了“前束”。

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    两个前轮前端的距离小于后端,这就是前束,前束的作用是能够抵消因外倾导致的两侧车轮向外张开的状态,前束状态下造成的两侧车轮向内侧的滑动也会与外倾导 致的滑动相抵消,使车轮基本能够以无滑动的方式平行向前滚动。而车轮前端距离大于后端时,称之为负前束,或前展,这种设定是为了抵消车轮内倾带来的不良影 响,同样是为了车轮能够平行地向前滚动。

小结:

    对于车辆四轮定位参数的意义和作用我们就介绍到这里,由于这些参数的变化对于车辆的操控、稳定性都会造成直接的影响,因此当您的车辆在轮胎磨损、行驶稳定性方面出现问题时,需要考虑是不是四轮定位改做调整了。

转自:http://www.autohome.com.cn/tech/201203/312493.html

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