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汽车前轮内倾(前轮既然有了外倾和前束,为什么还要主销后倾和内倾,起什么作用)

2024-06-02 11:49:19 来源: 爱一说车 点击:9

前轮既然有了外倾和前束,为什么还要主销后倾和内倾,起什么作用

朋友们都知道,方向盘有个自动回正的力,这个回正力就是靠转向轮主销的后倾和内倾实现的,而不是车轮的外倾和前束。

前轮既然有了外倾和前束,为什么还要主销后倾和内倾,起什么作用

主销后倾提高了行驶中的稳定性,同时也有使转向轮回正的作用。

主销内倾解决了原地及低速时的方向回正力。但,这两个角度还涉及到了车辆的操控稳定性。

你会感觉有的车回正力大,有的回正力小。也有些车时间久了感觉回正力变弱,有的车做了四轮定位依然跑偏或吃胎,这时是主销倾角出问题了吗?

下面我们就看看转向主销的后倾和内倾是如何产生回正力的,以及和主销倾角相关的那些事儿。

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  • 注销后倾角概念

主销后倾就是从车辆的侧面看过去,主销轴线和垂线方向上的夹角。

其实不然,这种形式的后倾角,我们在设计上,叫做正后倾角。相反的话,如果主销上点相比于下点更靠近车前方,就叫做负后倾角。

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现在的车主要都是正后倾角,负后倾角主要出在早期。随着各项技术的发展,零及负后倾角又渐渐的多起来。

主销后倾角除了在汽车上能看到,其实我们常见的自行车和摩托车倾斜安装的避震,也是一种主销后倾设计,它的作用是能够提高行驶的稳定性,所以在自行车上就算我们放开双手,也能保持直行。

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后倾角是如何让车轮保持向前行驶的呢?

  • 转向主销后倾使转向轮产生回正力的原理

主销后倾角的作用是使汽车可以自动回正,保证汽车直线行驶的稳定性。

主销后倾使主销轴线延长线与地面交点A位于轮胎与地面接触点B之前,这样B点到主销轴线就有一段垂直距离l。

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汽车转弯时(向右转弯),汽车曲线运动产生的离心力将引起地面给车轮一侧向反作用力 Y,Y 通过 B 点作用于轮胎上,形成绕主销偏转力矩M=Y*l,其作用方向正好与车轮偏转方向相反,即试图让车轮恢复到原来的中间位置。

这种回正力矩即使在汽车直线行驶偶尔遇到阻力使车轮偏转时,也存在。后倾角越大(l越大)、车速越高(Y越大),回正力矩M就越大,即前轮的稳定性越强,但后倾角过大必然造成转向盘沉重。

前置前驱的车主销的后倾角通常设置在1°到4°之间,前置后驱的车设置在4°到11°之间。

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有些汽车(轿车)的轮胎气压较低,弹性大,行驶时由于轮胎与地面的接触面中心向后移动,使回正力矩增加,故后倾角可以减小到接近于零,甚至为负值(即主销前倾)。但采用动力转向的汽车,配有液压助力或电动助力转向系统,其主销后倾角设计时一般仍取正值。

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主销后倾对方向回正的作用,在低速时效果就小,在车辆停止时就完全没有。于是,工程师又采取了主销内倾来对付这种情况。

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  • 主销内倾解决了原地及低速时的回正问题
  • 主销内倾角是从汽车前方或后方看车轮时,车轮的主销轴线向车身内侧倾斜的角度β。

    前轮既然有了外倾和前束,为什么还要主销后倾和内倾,起什么作用

    当车轮以主销为中心轴线转动,这里假设可转动180°,我们发现车轮将陷入路面以下(看下图),实际上车轮下边缘不可能陷入路面以下,地面会给转向车轮连同整个汽车前部一个向上抬起的作用力,在此作用力下,转向车轮产生自动回复到原来中间位置的效应。

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    这也是为什么建议朋友们停车时把方向打正的原因

    由此可见,主销内倾的作用也可使前轮自动回正。主销内倾角越大或前轮转角越大,则汽车前部被抬起趋势越大,前轮的自动回正作用就越明显,但转向越费力,转向轮的轮胎磨损也会增加。

    主销内倾角一般控制在5°~8°之间为宜。

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    • 转向主销是虚拟的

    现代民用轿车前悬挂基本都是独立悬挂,并没有实体主销,这个主销角度指的是打方向时转动的轴线,而固定转向节的两个支撑点之间的连线形成了主销倾角。

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    麦弗逊独立悬挂主销虚拟线并不是减震器的中心轴线,而是减震器顶部安装固定点和下摆臂与转向节连接的球头中心点形成的连线。这个连接线往往与减震器的中心线并不重合。

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    由于转向的轴线与减震器的中心线不重合,所以麦弗逊的前减震器及上部固定减震器的隔振胶垫(顶胶)寿命偏短。

    双叉臂独立悬挂是指上下摆臂与转向节连接球头形成的连线。

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    像奥迪这种五连杆独立悬挂,上摆臂两个球头的,则是两根上摆臂延长线交叉点与两根下摆臂延长线交叉点形成的连线为虚拟转动轴。

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    • 主销内倾角可以调整吗

    汽车设计的主销倾角是不可调的,但有些车型为了能轻微调整车轮的外倾角而设计为通过调整主销内倾角实现车轮的外倾角调整。

    有些麦弗逊悬挂设计为顶部固定轻微可调,也主要是为了车轮外倾角调节。当然,这个位置调节等于通过调节主销外倾角,从而调整了车轮外倾角。

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    方式为,在固定减震器顶部三个固定孔设计为椭圆型,紧固时定位点可以有一定的活动范围。也有些改装套件如下图,这样就可以比较大的范围调整注销内倾角。

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    双叉臂及多连杆悬挂也是通过调整主销内倾角来调整车轮外倾角,它是通过调整摆臂固定轴的偏心螺栓实现。

    车辆出现跑偏、吃胎等问题,主要是轮胎的外倾角、前束定位失准,和注销倾角没有关系。车辆出过大事故车身基础数据没修复到位的另当别论。

    前轮既然有了外倾和前束,为什么还要主销后倾和内倾,起什么作用

    • 结束语

    主销的后倾与内倾其目的主要是为了行驶的方向稳定性与车轮的自动回正。

    但除此之外,主销内倾角设计对车辆的操控稳定性及制动稳定性都有很大影响,有关这部分内容会在下期文章中分享,是很有趣的原理知识,让大家知道底盘调教并不是玄学而是实实在在的设计。

    前轮既然有了外倾和前束,为什么还要主销后倾和内倾,起什么作用

    内倾偏距的正负、大小对车辆的操控稳定性有显著影响

    我大学的专业是汽车(211非985),又开过十几年的汽车4S店(现已退出这个行业),既有理论基础也有实践经验。愿意把正确的汽车知识与经验和各位朋友分享,让大家养车好又省,少走弯路少被套路。

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