汽车转向轮定位参数的作用.pdf

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1、10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.12.050汽车转向轮定位参数的作用李耀超，马化海，张文新，孙英会（中国一汽技术中心，吉林长春130011）摘要：文章介绍了汽车转向轮的外倾角、前束、主销后倾角、主销内倾角四种定位参数的作用。为了使得读者能够更直观清晰的理解转向轮定位参数的意义，文章利用大量的简化示意图来说明四种定位参数的工作原理及在车辆不同工况下所起的作用。关键词：转向轮；定位参数；简化示意图中图分类号：U471.2文献标识码：B文章编号：1671-7988(2017)12-150-04Thefunctionofca

2、rsteeringwheelpositioningparametersLiYaochao,MaHuahai,ZhangWenxin,SunYinghui(Chinasteamtechnologycenter,JilinChangchun130011)Abstract:Thefunctionofautomobilesteeringwheels’camberangle,toe,kingpincasterangle,kingpininclinationanglewereintroducedinthispaper.Inordertomakethetheo

3、rymoreintuitive,manysimplifiedschematicdiagramswereusedtoillustratetheprincipleoftheparametersabove.Keywords:SteeringWheel;PositioningParameter;SchematicDiagramCLCNO.:U471.2DocumentCode:BArticleID:1671-7988(2017)12-150-04负外倾角要根据车型，车辆用途等具体情况进行设定，它们引言都有各自的优缺点。汽车转向轮定位参数直接影响着汽车的操

4、控性和行驶稳定性。目前，已有很多文章将四轮定位参数对汽车行驶性能[1,2]的影响进行了详尽的叙述。然而单纯的文字阐述很难让读者直观的理解每个参数如何影响着车轮的运动及车身姿态。本文利用大量的简化示意图通过图文结合的方式来说明四种参数的工作原理及不同工况下所起的作用，希望使读者能够更加直观、清晰的理解转向轮定位参数的作用及意义。1外倾角的作用图1重载前后外倾变化示意图车轮外倾角是指车轮在安装后，其端面向外倾斜，即车当汽车受重载时，车轮顶部会有向内倾斜的倾向，如图轮所处平面和纵向垂直平面间的夹角。轮胎呈现“八”字形1（a）所示，在正外倾角的设定下外倾

5、角γ会减小，轮胎与张开时称为负外倾，而呈现“V”字形张开时称正外倾。正、地面之间形成更好的接触进而轮胎的磨损减小，延长轮胎使用寿命，提高轮胎的抓地力；而如果车轮设定为负外倾角在作者简介：李耀超（1987-），工程师，现就职于中国一汽技术中心该种工况下外倾就会进一步变大由γ变成γ+γ’（如图1（b）试制部。151汽车实用技术2017年第12期所示），这样不但会加剧轮胎的磨损，同时也会大大降低轮胎而增大轮毅外轴承负荷，减少轴头螺母的寿命。一定的正外的抓地力。倾角可以有效防止车辆满载后的车轮内倾，减轻轮毂外轴承然而，负外倾角的设计却可以提升高速转弯时车

6、辆的稳负荷。正外倾角还可以减小转向节上的负荷，防止转向节弯定性。车辆在高速转向时，由于离心力作用，车辆会向外倾曲。斜，此时，如果外倾角为正，如图2(a)所示，其正外倾的角度就会进一步增加，从而加大外侧悬架的负荷和外侧车轮的变形与磨损，导致外侧轮胎抓地力降低，而在转弯过程中外[2]侧轮胎为转弯提供更多的转向动力，进而转向性能变差。而在负外倾角的设定下，转向时外侧车轮外倾角减小，如图2(b)所示，成零外倾或正外倾，降低车辆的倾斜度，减小外侧轮胎的磨损，提升轮胎抓地力，提高转向稳定性。为了提图4正负外倾角对地面反力的分解示意图高过弯稳定性，负外倾角的设

7、计目前多用于载重较轻而行驶速度相对较高的家用轿车及跑车上。2前束的作用前束是指车身前进方向与车轮平面之间的夹角，也用前轮前端面与后端面在汽车Y方向的距离差表示。车轮前端向内侧倾斜为正前束；车轮前端向外倾为负前束。车轮前束的设计目的在于抵消车轮外倾带来的外滚趋势，消除由于外倾角所产生的轮胎的侧滑。无论是正前束还是负前束的设计，其目的都是通过外倾与前束相互制约使汽车行驶时车轮的侧向滑移和轮胎的磨损都减到最小。如图5（a）所示，以左前轮运动状态为例，当前轮只有图2转弯前后外倾变化示意图外倾角γ时，其滚动就类似于锥体滚动，O2为锥顶，OO2为此外，正外倾

8、角的设定会减少主销内偏距，进而减小转滚动半径，如图5（b）所示运动轨迹不是直线而是向外的圆向操纵力，使车轮转向变得轻便。汽车转向时车轮的