車輪定位參數對汽車行駛性能的影響

摘要：由于汽車行駛速度越來越高，汽車的操縱穩定性對汽車安全影響越來越重要，汽車不僅具有四輪定位，有些高速客車和高級轎車還具有后輪外傾角和前輪前傾等參數，這些定位參數變化會使汽車操縱穩定性惡化。

關鍵詞：定位參數；行駛性能；影響

中圖分類號：U463.34.02文獻標識碼：A文章編號：1672-3198（2007）10-0280-01

1車輪主要定位參數及作用

車輪定位要素主要包括車輪外傾角，主銷后傾角，轉向軸線內傾角（轉向主銷內傾角），車輪擺動角（前束）等。

（1）外傾角：前輪安裝在車橋上時，其旋轉平面向外傾，這種現象稱為車輪外傾。車輪旋轉平面與縱向垂直平面之間的夾角叫做車輪外傾角。其作用是提高車輪工作的安全性與轉向操縱的輕便性，由于主銷與襯套之間，輪轂與軸承等處都存在著裝配間隙，空載時車輪的安裝正好垂直于路面，而滿載時上述間隙將發生變化，車橋內傾將使路面對車輪垂直反作用的軸向分力壓向輪轂外端的小軸承，使該軸承及其鎖緊螺母而使車輪脫出，為此，安裝車輪時要預先留有一定的外傾角，以防止上述不良影響。

（2）主銷后傾角：主銷裝在前軸上，其上端向后傾斜，這種現象叫做主銷后傾，在縱向垂直平面內，垂線與主銷軸線之間的夾角，叫主銷后傾角。

主銷后傾的作用主要是為了保持汽車行駛的穩定性，并使汽車轉向后，轉向輪有自動回正功能。當車輪向左轉動時由于主銷后傾角的作用使左側轉向節向下壓，由于轉向節與車輪接地距離不變，實際上左側車身略向上提升。在車身自重的作用下，迫使轉向節向上提升，回到原來的向前方行駛的位置。這樣可使車輪復位及提高直線行駛的穩定性。如果后傾角是正的，當前輪轉向時，車輛內側會向下降，結果底盤將會升高。因此會增加負荷至轉向節，如果兩輪的后傾角相同，車輛轉向后會回到正前方。增加正的后傾角角度則可增加轉向盤的穩定性，但是轉向時力量會變大；減少正的后傾角則轉向盤的穩定性降低，但是轉向時力量會變輕。

（3）主銷內傾角：從車子的前方看轉向軸線與地面鉛垂線所形成的角度稱為主銷內傾角。主銷內傾角的作用是減少轉向操縱力。也就是將輪胎轉動所需力矩減到最少，同時減少回跳和跑偏現象。轉向軸線的內傾角同轉向軸線的后傾角一樣，使車輛完成轉向時具有“自動回正”的功能，用以改善車輛直線行駛的穩定性。

（4）車輪前束：車輪前束是從車輛的前方看，在兩輪軸高度相同的情況下，左右輪胎中心線的前端和后端距離之差值。前束的作用，主要是消除由于外傾角所產生的輪胎側滑。采用正外傾角的前輪，使車輪頂部朝外傾斜，當車輛向前行駛時，車輪要朝外側滾動，從而產生側滑會造成輪胎磨損。所以，前束作用是消除由于外傾角所產生的輪胎側滑。

2車輪定位不準確對汽車行駛性能的影響

（1）車輪外傾的影響。

不管采用正外傾角或負外傾角，由于車輪內側和外側轉動半徑不一致而車輪轉速相同必然造成車輪內、外磨損不均。主銷后傾角過大時，轉向沉重駕駛員容易疲勞；主銷后傾角過小時，在汽車直線行駛時，容易發生前輪擺振，轉向盤搖擺不定，轉向盤自動回正能力變弱，駕駛員不敢放松轉向盤，難于操縱或極易引起駕駛員疲勞等等。

在現代汽車中，由于懸架和車橋比過去的堅固，加上路面平坦。所以，采用正外傾角的車輛越來越少。而采用零傾角的車或負外傾角的車越來越多。以改善轉彎時的穩定性和行駛時的平順性。在負外傾角的車輛轉彎時外側角減小，車輛傾斜度也相應減小。小轎車高速轉向時，離心力增大，車身向外傾斜加大，產生了更大的正外傾，使外側懸架超負載加劇了外側輪胎的變形。外側輪胎與地面接觸處的內外滾動半徑不同，外側小于內側，這不僅加劇了輪胎磨損，也會使轉向性能降低。所以現代轎車車輪外傾角減小甚至為負值可使內外側滾動半徑近似相等使輪胎的內外側磨損均勻還提高了車身的橫向穩定性。

（2）主銷后傾的影響。

后傾角愈大，車速愈高，前輪的穩定性愈好，但后傾角過大會造成轉向盤沉重，現代高速轎車由于輪胎氣壓低，彈性較大，行駛時由于輪胎與地面的接觸面中心向后移動引起穩定力矩增加，故后傾角可以成小到接近于零，甚至為負值(即主銷前傾)。后傾角的角度不會影響輪胎磨損，它是用來穩定行車方向和轉向時能自動回正。如果車輛配備是傳統的手動轉向盤，則后傾角角度很小甚至于趨向負的后傾角，可使轉向容易。假如車輛配備動力轉向盤，則后傾角通常設定較大的正后傾角，使駕駛員轉向較有感覺，增加正后傾角的角度會增加轉向力量，但可增加車輛直行的穩定性。

（3）主銷內傾的影響。

主銷內傾角愈大或前輪轉角愈大，則汽車前部抬起就越高，前輪的自動回正作用就更明顯，但轉向時轉動方向盤費力，轉向輪的輪胎磨損增加。主銷后傾和主銷內傾都有使汽車轉向自動回正、保持直線行駛位置的作用。但主銷后傾的回正作用與車速有關，而主銷內傾的回正作用幾乎與車速無關。因此、高速時主銷后傾的回正作用起主導地位，而低速時則主要靠主銷內傾起回正作用。此外、直行時前輪偶爾遇到沖擊而偏轉時，也主要依靠主銷內傾起回正作用。

（4）前束的影響。

正前束太大，輪胎外側磨損會有正外傾角太大所形成的磨損形態，胎紋磨損形式為羽毛狀。當用手從內側向外側撫摸，胎紋外緣有稅利的刺手感覺。

負前束太大，輪胎內側磨損會有負外傾角太大所形成的磨損形態，胎紋磨損形式為羽毛狀。當用手從外側向內側撫摸，胎紋外緣有銳利的刺手感覺。

3轎車車輪定位的發展趨勢

隨著轎車車速的逐漸提高和新結構的不斷采用，迫使人們重新考慮車輪定位的問題。

(1)對后輪也進行定位。傳統的設計思想只考慮前輪定位角，但隨著道路條件的改善，現代轎車的速度越來高，在中、高檔轎車上巳開始設置后輪定位角。當汽車高速行駛時，操縱穩定性是至關重要的。為了防止高速行車時出現的“激轉”及危險的自動轉向現象、在結構設計上應當確保汽車具有不足轉向特性。汽車后輪具有-定程度的外傾和前束可使后輪獲得合適的側偏角，提高高速行駛的操縱穩定性。例如桑塔納轎車后輪的外傾角是－40′，前束25′。

(2)車輪外傾角減小、前束減小。傳統的設計思想是使車輪具有一定的外傾角，防止輪緣外軸承承受向外的拉力，避免鎖緊螺母承受拉力而滑牙，造成車輪在運行中脫落而釀成事故。這對于大型車輛是十分重要的，但對于高速行駛的轎車，應重點考慮在汽車轉向過程中車輪傾角的變化，所以轎車前輪不一定具有外傾角。

高速轉向時汽車具有很大的慣性力，即使懸架具有橫向穩定桿，車身也自然向外傾斜。因此，在靜止狀態具有正外傾的車輛在轉向時外傾角更大，造成外側車輪輪胎的側偏角比內側車輪大得多。內、外車輪的實際轉向角與純滾動時的轉向角差距較大、從而引起內、外側車輪產生不同程度的拖滑。這種拖滑狀態不但增加車輪的不正常磨損，還降低了車身的橫向穩定性。基于這種考慮，車輪具有負外傾，即車輪在靜止狀態時向內傾斜，在轉向時車輪外傾角趨于零．可減小轉向時的磨損和提高轉向時的橫向穩定性。由于外傾角為負值．為了抵消直線行駛時前輪行駛軌跡的偏離，則采用負前束。

(3)主銷內傾角增大。主銷內傾角的存在使力臂變小，轉向輕便。但對于轎車來說，-般都有轉向助力裝置．不再需要考慮轉向的輕便性，因而往往采用大主銷內傾角。可以提高汽車行駛的穩定性。

(4)主銷后傾角減小。由于轎車-般采用超低壓扁平輪胎，在高速狀態輪胎本身具有較大的回正力矩，同時主銷內傾角的加大也增大了回正力矩，因此，為了防止過大的回正力矩引起的回正過猛，有必要減小主銷后傾角。

4結束語

汽車車輪的定位參數，不僅能夠影響汽車的行駛性能，還影響行車的安全性。因此，經常進行汽車車輪定位的檢查和調整，能夠減少輪胎和懸架系統的磨損，降低油耗，是安全行車的重要保證。