輪胎及轉向調校對車輛跑偏影響淺析

王飛龍，黃劍斌，劉曉東

（吉利汽車臨海基地，浙江 臺州 317000）

針對車輛跑偏的定義各主機廠有所區別，但核心的定義一般相差不大，其描述大致如下：平直路段虛握方向盤，勻速80km/h車輛行駛100m，單側輪胎偏離既定路面標準軌跡線不超過1m，即視為無跑偏故障，試情況也可以對相關參數加嚴或放寬。本文僅論述勻速跑偏故障模式下的輪胎及轉向系統相關措施的淺析。

1 轉向系統

對于前麥弗遜、后扭力梁式的懸架而言，可調節的四輪定位參數也僅有前輪前束。在實際生產過程中，四輪定位參數均在合理的設計范圍內，遇到車輛發生跑偏問題時，前輪前束則成了唯一可以快速解決跑偏故障的方案。因其可調節性、結構復雜性等，新車在較強破壞路面沖擊后，其值極大概率會發生變化，而其變化大小引發的跑偏趨勢與轉向系統的手力大小有較強的相關性。

這里以具有自動回正功能的電動助力轉向管柱（Electronic Power Steering，以下簡稱EPS）為例，通過某款車型的助力曲線來講解具體的影響以及規避措施。

以80km/h速度為基礎來分析EPS助力曲線的變化對整車跑偏的影響。圖1中曲線A、B分別為不同轉向助力模式下的助力曲線。A曲線EPS電機輸出力矩較大，就會產生轉向輕便的手感。相反，B曲線由于EPS電機輸出力矩較小，則在轉動方向盤時需要駕駛人的手力比A模式下要大。B模式由于減弱了EPS電機的助力作用，也即減輕了EPS調校特征對車輛控制的程度，其轉向系統的中心感、虛位等比較明顯的表征就會減弱。當車輛的前輪前束發生較小的偏差時，由于EPS自動回正功能介入程度較低，跑偏趨勢就不會有明顯的惡化。相反地，由于轉向系統中心感、虛位的影響，在A模式下前束的較小偏差對車輛的跑偏有加劇惡化的趨勢。

圖1 不同模式下轉向助力曲線

通過以上的分析，在前束超差的同一臺車輛上以不同轉向模式下，通過大量數據驗證表明，在B轉向模式下對車輛的跑偏有明顯的改善作用。從這一驗證方案結論出發，可以得出轉向系統的調校風格對車輛跑偏故障也有一定的影響。

為了進一步驗證這一推論，經過3個月現場、市場的跟蹤，上萬臺數據的驗證，對比A、B兩種助力模式的表現，其整車跑偏故障及抱怨降低明顯，趨勢如圖2所示。

圖2 跑偏抱怨PPH趨勢圖

因液壓助力轉向系統（Hydraulic Power Steering，HPS）僅具有轉向助力的作用不具備自動回正功能，此文不做討論。

2 輪胎

輪胎對車輛跑偏的影響是不容忽視的存在。例如輪胎胎壓、錐度（Conicity，以下簡稱CON）、滾動半徑（RPK）、殘余回正力矩（PRAT）等，下文將對其進行一一講解。

當車輛發生跑偏時，首要的工作便是查看車輛的左右前輪兩側胎壓的一致性如何，兩側胎壓相差較大時，車輛便會向胎壓較低的一側跑偏。其主要原因，軸荷會向胎壓較低的一側轉移，同時車輛的前輪外傾、主銷后傾及內傾角都會發生變化，進而造成車輛跑偏。

輪胎制造過程中，因尺寸差異產生輪胎類似錐體狀，造成車輛產生向一側作用的橫向力。如圖3所示，當安裝在車輛上的輪胎由于輪胎錐度力朝向同一側時，車輛就會在錐度橫向合力的作用下發生向右跑偏的情況，這時最經濟、快速的解決方案則是對調輪胎，使左右輪胎錐度力相互抵消，調整后的情況如圖4所示。針對輪胎生產制造過程中，由于過程工藝波動造成的CON數據差異，對輪胎CON值進行分級管理及標識，使整車裝配時安裝同一錐度等級的輪胎，可進一步改善輪胎錐度造成的跑偏故障。

圖3 輪胎錐度對車輛影響

圖4 輪胎調換后狀態

輪胎的滾動半徑RPK是指車輛在直線行駛時的輪胎半徑。由于制造過程因素，左右兩側輪胎的周長會有所偏差。車輛一般會向滾動半徑RPK較小的一側跑偏，其原理和胎壓對跑偏的影響是一致的。

輪胎的殘余回正力矩的產生主要是因為輪胎在設計過程中由于輪胎花紋樣式、簾布層的角度等造成的固有回正力矩。中國交通法規要求車輛靠右側行駛，為便于路面排水，路面橫斷面橫向坡度推薦不低于2%坡度的要求，如圖5所示。車輛在路面上行駛時，在自身重力及橫向分力的影響下，易出現向右跑偏。考慮上述因素，輪胎設計過程中通過簾布層角度及花紋結構設定PRAT為相反力，使輪胎具有向左的殘余回正力矩用于抵消道路橫向坡度的影響。

圖5 路面橫坡及車輛受力

輪胎錐度、殘余回正力矩、滾動半徑等對搭載HPS轉向系統的車輛影響最為明顯，但隨著EPS在整車上的應用越來越普遍，其帶來的影響正在逐步縮小。

3 總結展望

隨著汽車科技的發展，未來可以預見無人駕駛技術的進一步普及，目前階段大部分車輛還處于L2級，其中車道保持輔助系統LKAS（Lane Keeping Assist System）最為普及，作者在評價配備有LKAS功能的車輛時，由于路面標線、橫風等因素給人一種跑偏的趨勢和轉向的突兀感，而這并非真正意義上的跑偏故障，相信隨著科技的發展，一定會讓智能駕駛更加成熟。