汽车主销后倾角的测量原理分析

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1、汽车主销后倾角的测量原理分析臧继嵩任国柱吕玉梅(北华航天工业学院机械工程系,河北廊坊065000)摘要:汽车主销后倾角是车辆检测的一项重要内容,它的作用是使车轮复位以及提高直线行驶的稳定性。本文主要分析了汽车的主销后倾角和主销后倾角的检测原理。关键词:主销;后倾角;检测原理中图分类号:U46文献标识码:A文章编号:1673-7938(2009)01-0004-030引言作为车辆检测的一项重要内容,车轮定位参数的检测对整车性能的影响举足轻重,是保证汽车安全行驶的重要参数。四轮定位仪是测量和校准四轮定位参数的基本检测仪器,是高技术含量的机电一体化精密测量仪器。本

2、文从实际应用角度比较详细的分析了汽车的主销后倾角和主销后倾角的检测原理。1主销后倾角的分析1.1定义主销后倾角:从车辆的侧面观察上球头或支柱顶端与下球头之连线(假设的转向轴线)向前或向后倾斜,即转向轴线与地面的垂线之间的夹角。1.2后倾角的作用1)主销后倾角的作用是使车轮复位以及提高直线行驶的稳定性。汽车直线行驶时,若转向轮偶遇外力作用而偏转时,如向右偏转,汽车的行驶方向也将向右偏转。由于汽车本身离心力的作用,在车轮与路面接触点处产生一个与离心力方向相反的侧向反力Y。当主销后倾时,反力Y对车轮形成的绕主销转动的力矩正好与外力使车轮偏转力矩方向相反,从而使车轮

3、克服外力影响而回到原直线行驶方向(见图1)。显然,其高速作用强,但若主销后倾角过大,将使回正力矩太大而转向沉重。2)但值得注意的是若两边主销后倾角不等,产生的回正力矩就会使汽车在行驶中跑偏。如图2a)作用在车轮的地面垂直反作用力FZ与主销轴线在空间相错,设距离为b将Fz按图2b)所示分解为FZ′和FZ″。其中力FZ′与主销轴线平行,FZ″与FZ′相垂直,则FZ″将产生促使车轮绕主销转动的力矩My。左轮产生的转动力矩Myl=FZ″zlbl右轮产生的转动力矩Myr=FZ″zrbr,如图2c)所示,Myl有使左轮绕主销向右偏转的倾势,MrR有使右轮绕主销向左偏转的

4、趋势。显然由于左、右转向轮是通过转向梯形机构相互联系的,若Myl与MrR。大小相等则两者相互抵消行驶方向不会产生偏离;若Myl>MrR行驶方向将向右偏离;若Myl

5、年2月M′N′,OC与水平面间形成的夹角为ω,水泡管中的气泡偏离水平时的位置而向M′移动,位移量取决于ω角的大小。ω角取决于前轮转向角<和主销后倾角γ,当<取定值时(通常取20°),ω与γ一一对应,而小泡管中气泡位移量与ω角一一对应,因而通过对气泡位移量的标定即可反映γ的大小。实际转向轮具有主销内倾角β和转向轮外倾角α。为消除β对主销后倾角γ测试结果的影响,测量时先将转向轮外倾角旋转<角,把水泡管调至水平位置,然后向相反方向回转2<的角度。因为当转向节枢轴OC从直线行驶时的位置分别向外和向内转动相同角度时,主销内倾角β对主销后倾角γ测量结果的影响相等,方向相

6、反,因而互相抵消。同时,转动2<的角度时,气泡位移量也增大一倍,因而可使仪器的测试灵敏度和精度提高。转向轮外倾角对主角后倾角测试结果的影响不大,因而可忽略不计。3主销后倾角的测量原理计算图以左前轮为例,当车轮向左右各转动δ=20°时(如图4所示),ZO为主销轴线,OB为转向节车轮轴线,四边形DEFG表示水平面,四边形HIJK相对水平而的夹角γ为主销后倾角。LMNP平面是与主销垂直相交的平面,该平面是HIJK平面以ST为轴转动β角(主销内倾角)形成的,OD为车轮向右转动20°时转向节轴平面的方向,OE为车轮向左转动20°时转向节轴平面的方向。线段LD、A′B′

7、、AB、A″B″、MI、FN和KP均是水平面DEFG上的铅垂线,U、Q位于水平面内。驶,如果后倾角是正的,当前轮转向时,车辆内侧会向下降,结果底盘将会升高。因此会增加负荷至转向节,如果两轮的后倾角相同,车辆转向后会回到正前方。增加正的后倾角角度则可增加转向盘的稳定性,但是转向时力量会变大;减少正的后倾角则转向盘的稳定性降低,但是转向时力量会变轻。后倾角的角度不会影响轮胎磨损,它是用来稳定车行方向和转向时能自动回正。如果车辆配备是传统的手动转向盘,则后倾角角度很小甚至于趋向负的后倾角,可使转向容易。假如车辆配备动力转向盘,则后倾角通常设定较大的正后倾角,使驾驶

8、员转向较有感觉,增加正后倾角的角度会增加转向力量,但