小客车的转向车轮、转向节和前轴三者之间的安装具有一定的相对位置,这种具有一定相对位置的安装称为前轮定位。前轮定位主要包括主销后倾角、主销内倾角、前轮外倾角前轮前束、包容角。对两个后轮来说,同样也存在与后轴之间相对的安装位置,称为后轮定位。后轮定位包括后轮外倾角、后轮前束、推力角。前轮定位和后轮定位总称为四轮定位。 可以调节的四轮定位参数主要包括主销后倾角、车轮外倾角、前束、推力角、内倾角等。
定位参照线:
为了比较四轮定位参数,确定它们的相对位置,通常设定车身中心线、车轮中心垂直线和转向轴线来作为参照,如图9-1所示。车身中心线是指车身底部纵向平分的一条虚拟线;轮胎中心垂直线是指以胎面宽度中间为基点的垂直线;转向轴线是指车轮左右转动时会绕一条轴线转动,实际就是减振器上支承轴承(或上控制臂球节)和下控制臂球节旋转中心之间的直线。
主销后倾角:
主销后倾是指主销(即转向轴线)的上端略向后倾斜。从汽车的侧面看去,转向轴线与通过前轮中心的垂线之间形成一个夹角,即主销后倾角。主销后倾角包括正后倾角、负后倾角和零后倾角三种,如图9-2所示。主销后倾角与前束共同作用可以提高汽车直线行驶的稳定性,并使转向自动回正。目前小客车车主要采用正后倾角。
主销内倾角:
内倾角是指在车辆的前面观察时,转向轴线与车轮垂直参考线之间的夹角,如图9-3所示。内倾角的作用是减少转向操纵力、减少回跳和跑偏现象、改善车辆直线行驶的稳定性、帮助转向轮自动回正,该参数通常不可以进行调整。
车轮外倾角:
如图9-4所示,车轮外倾角是指在车辆的前面观察时,车轮(轮胎)几何中心线与垂直参考线的夹角。车轮外倾角可以为正值,也可以为负值。当车轮顶部向外倾斜时,车轮外倾角为正;当车轮顶部向内倾斜时,车轮外倾角为负。车轮外倾角的设定值会影响轮胎磨损和方向控制,正外倾角过大将导致轮胎外侧过早磨损,负外倾角过大将导致轮胎内侧过早磨损,而且无论正外倾角还是负外倾角都会造成悬架零件过度磨损。另外,如果两侧车轮外倾角不相等,车辆将被拉向具有较大外倾角的一侧,当两侧的车轮外倾角相差1°以上,将导致车辆向车轮正外倾角较大的一侧跑偏。
前束:
车轮前束是指在车辆的正上方观察时,前轮(或后轮)的正前位置向内或向外的偏转程度。车轮前束有正前束、负前束和零前束三种情况,车轮向内偏转时,车轮前束为正;车轮向外偏转时,车轮前束为负;两侧车轮的中心线平行时,车轮前束为零,如图9-5所示。
车轮前束的作用是确保两侧车轮平行滚动,当车轮向前滚动时,前束可以补偿悬架系统引起的少量偏移。当车辆向前行驶,两侧车轮会有向外扩张的趋势,因此车轮实际安装为正车轮前束,可以消除由于外倾角产生的侧滑,提高汽车行驶的稳定性。如果在车辆静止时,将车轮设置为正车轮前束,那么当车辆行驶时,两侧车轮将会平行滚动。如果车轮前束调整不当,将会导致轮胎过早磨损以及转向不稳等故障现象。
推力角:
后轮总前束的平分线称为推力线,推力线与车辆中心线之间形成的夹角称为推力角,又称推进角,如图9-6所示。理论上,推力角与车身中心线一致,推力角是后轮行驶的轨迹与车身中心线的夹角。推力角是车轮定位的基础,在车轮定位时先要检查推力角。如果推力角设置不正确,将会导致后轮循迹与前轮循迹不同,转向盘可能无法回正。
包容角内倾角与车轮外倾角之和,即转向轴线与车轮几何中心线之间的夹角称之为包容角,如图9-7所示。因为包容角是由刚性零件(转向节组件或麦弗逊式减振滑柱)来确定的,当这些零件变形时内倾角或前轮外倾将随之变化。因此,包容角可以用来诊断减振器滑柱等组件是否变形或磨损。
磨胎半径:
磨胎半径是指车轮中心线与路面相交点到转向轴线与路面相交点之间的距离,如图9-8所示。当转向轴线与地面的交点在车轮(轮胎)几何中心线的外侧为负的磨胎半径,反之为正的磨胎半径,如图9-9所示。理论上,磨胎半径应尽可能小,磨胎半径越小,方向稳定性越好。磨胎半径由厂商确定,不能调节,如果两侧轮胎或车轮型号不一样,或者两侧轮胎的气压差值过大,两侧的磨胎半径相应改变,车辆会向轮胎气压较低的一侧或轮胎直径较小的一侧跑偏。