我們每天在開(kāi)的汽車(chē),底盤(pán)并不像普通的玩具車(chē)、四驅(qū)模型車(chē)、玩具遙控車(chē)那么簡(jiǎn)單地將四個(gè)輪平行安放且完全垂直于地面,而是為了各種目的把車(chē)輪設(shè)計(jì)成在各個(gè)方向按一定的輕微的角度來(lái)安放。四輪定位到底是和懸掛系統(tǒng)的哪些參數(shù)有關(guān)?下面由小編為您一一介紹。
車(chē)輛底盤(pán)的四輪定位參數(shù)雖然每時(shí)每刻都服務(wù)于駕駛員,但要跟普通車(chē)主扯上關(guān)系,可能是在車(chē)輛行駛較多里程后需要做四輪定位之時(shí)。而對(duì)于改裝愛(ài)好者而言,了解四輪定位參數(shù)是相當(dāng)有必要的一門(mén)必修課,因?yàn)闋恳话l(fā)而動(dòng)全身的汽車(chē)底盤(pán)會(huì)在車(chē)主改動(dòng)某一部件后發(fā)生一定程度的連鎖反應(yīng)。
下面我們來(lái)看懸掛系統(tǒng)的四個(gè)重要參數(shù):
1傾角(Camber)
我們從車(chē)輛的正前方或正后方向車(chē)輛望去,車(chē)輪并不一定是完全垂直于地面的,而是與地面形成一定的微小夾角,這個(gè)就是車(chē)輪的傾角(Camber),一般來(lái)說(shuō)不容易察覺(jué),除非用心去觀察。
由正前(后)方望去,兩車(chē)輪呈正八字形(也叫外八)的,是負(fù)傾角的設(shè)定;兩輪完全垂直地面的是0傾角;呈倒八字形(也叫內(nèi)八)的,為正傾角。
一般的前置前驅(qū)(FF)車(chē),前輪會(huì)呈0傾角或輕微的正傾角,后輪會(huì)呈一定程度的負(fù)傾角。在負(fù)重的情況下,前輪由于傾角增益,會(huì)形成0度傾角的直線行走理想狀態(tài)。在0度傾角的狀態(tài)下,輪胎與地面的接觸面積達(dá)到最大,加速和剎車(chē)性能也最優(yōu)。而前置前驅(qū)車(chē)型后輪的負(fù)重較輕,同時(shí)不負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)車(chē)子,剎車(chē)的負(fù)擔(dān)也相對(duì)輕上不少,呈一定程度的負(fù)傾角設(shè)定可以增大彎中的輪胎接地面積,增強(qiáng)過(guò)彎穩(wěn)定性,而負(fù)傾角帶來(lái)的內(nèi)側(cè)偏磨的程度相當(dāng)輕微。
轉(zhuǎn)到高性能的后輪驅(qū)動(dòng)或四驅(qū)車(chē)型,可以明顯地看到四個(gè)車(chē)輪都呈一定程度的負(fù)傾角,目的相當(dāng)明顯,也是為了增加激烈操控時(shí)的接地面和穩(wěn)定性。原廠有這種較大負(fù)傾角設(shè)定的車(chē)子,必非善類(lèi)。
汽車(chē)在直進(jìn)時(shí)接近0底傾角,在轉(zhuǎn)彎時(shí)呈負(fù)傾角幫助過(guò)彎的話,是比較理想的。所以在汽車(chē)懸掛有傾角增益(Camber Gain)這一特殊設(shè)計(jì)。意思就是車(chē)輪受到壓力后并不是完全的垂直向上運(yùn)動(dòng),而是越向上運(yùn)動(dòng),負(fù)傾角會(huì)越大。
在世界頂尖的一級(jí)方程式賽車(chē)上,前輪為了應(yīng)對(duì)快速激烈的彎道,呈明顯的負(fù)傾角設(shè)定,而后輪因?yàn)槭球?qū)動(dòng)輪,傾角并不明顯。而且,賽車(chē)傾角設(shè)定的大小跟賽道彎道的類(lèi)型、彎道所占的比例都有關(guān)系。
2前束角(Toe)
當(dāng)你在汽車(chē)的正上方向下俯視汽車(chē),四個(gè)輪子也并不是想當(dāng)然地完全平行向前安放的,而是兩前輪之間或兩后輪之間以一定的輕微的夾角排列。但這個(gè)夾角十分十分微小,肉眼基本無(wú)法分辯。束角的功用在于補(bǔ)償輪胎因外傾角及路面阻力所導(dǎo)致向內(nèi)或向外滾動(dòng)的趨勢(shì),確保車(chē)子的直進(jìn)性,并避免輪胎耗不均。
兩車(chē)輪之間前方的距離比后方的距離小的束角設(shè)定,叫內(nèi)束角(Toe In)。Toe即腳尖、腳趾,可以形象地比喻為人的內(nèi)八字腳。
反之,兩車(chē)輪之間前方的距離比后方的距離大的束角設(shè)定,叫外束角(Toe Out),類(lèi)似于人的外八字腳。

外束角因?yàn)閮蛇叺妮喿佣际怯型馀艿内厔?shì),所以當(dāng)兩側(cè)輪胎抓地力不平均時(shí)更容易產(chǎn)生跑偏。而內(nèi)束角則因?yàn)橛兄赶蛑虚g的趨勢(shì),因?yàn)橹本€行駛時(shí)更不易跑偏。由于汽車(chē)的后輪一般不負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)向,所以在后輪的束角設(shè)定上偏向于使用內(nèi)束角來(lái)提高直線行駛及剎車(chē)時(shí)的穩(wěn)定性。
負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)向的前輪,束角的變化較多,需要根據(jù)傾角設(shè)定的參數(shù)和駕駛需求等做出相應(yīng)的設(shè)定。因?yàn)檗D(zhuǎn)彎時(shí),左右輪胎的轉(zhuǎn)彎半徑不一樣,Toe in會(huì)提升直線行駛的穩(wěn)定性,同時(shí)也會(huì)有轉(zhuǎn)向不足的傾向;Toe out則會(huì)造成轉(zhuǎn)向過(guò)度,使得車(chē)子更傾向于入彎。當(dāng)更換了避震器、短彈簧等部件降低車(chē)身,令車(chē)輪傾角發(fā)生變化后,需要調(diào)整束角與傾角相配合,提高直進(jìn)穩(wěn)定性及避免輪胎耗不均。增加負(fù)的外傾角需配合增加Toe out,增加正的外傾角則需配合增加Toe in。在改裝過(guò)程中可適當(dāng)增加Toe in或Toe out來(lái)調(diào)整車(chē)子的操控特性。適當(dāng)?shù)腡oe in有助在濕滑路面情況下車(chē)頭不過(guò)于靈敏,也有利有出彎加速的轉(zhuǎn)向表現(xiàn)。
有趣的是,以往在人們思維中固定的底盤(pán)參數(shù)設(shè)定,在被一些新技術(shù)打破。一些汽車(chē)廠商在某些新車(chē)型上應(yīng)用了后輪主動(dòng)可變束角的設(shè)計(jì),也被稱為后輪隨動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。如凱迪拉克CT6和謳歌TLX。下面簡(jiǎn)單介紹一下謳歌TLX的PAWS四輪精準(zhǔn)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
ACURA TLX的PAWS四輪精準(zhǔn)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(Precision All-Wheel Steer),在駕駛過(guò)程中能對(duì)左右后輪束角的主動(dòng)獨(dú)立控制。
1)在中低速行駛轉(zhuǎn)彎時(shí),兩后輪向方向盤(pán)的指向相反方向偏轉(zhuǎn),前后輪像連成一條圓弧,達(dá)到減少轉(zhuǎn)向半徑和提到高速?gòu)澲械姆€(wěn)定性的目的。這樣的束角小幅度調(diào)整可使車(chē)子在市區(qū)內(nèi)的動(dòng)作更靈活,同時(shí)車(chē)子在高速?gòu)澲械霓D(zhuǎn)向特性擺脫了前驅(qū)車(chē)一貫的推頭表現(xiàn),實(shí)現(xiàn)更接近中性的轉(zhuǎn)向,提升彎道穩(wěn)定性和操控極限。
2)在高速路行駛時(shí)打方向的話,后輪會(huì)向方向盤(pán)指向同方向偏轉(zhuǎn),這就像四輪手推車(chē)一樣的轉(zhuǎn)向機(jī)制,車(chē)子更像向左右平移、滑移的感覺(jué)。
3)在高速行駛和高速制動(dòng)時(shí),后輪的束角為更大幅度左右對(duì)稱的Toe in,以提高高速及剎車(chē)時(shí)的直進(jìn)性和穩(wěn)定性。
3主銷(xiāo)內(nèi)傾(Kingpin Inclination)
主銷(xiāo),也叫大王銷(xiāo),是傳統(tǒng)汽車(chē)上轉(zhuǎn)向輪在轉(zhuǎn)向時(shí)的回轉(zhuǎn)中心軸線,傳統(tǒng)上是一條較粗的銷(xiāo)軸,但在現(xiàn)代獨(dú)立懸掛的汽車(chē)上已經(jīng)沒(méi)有這一元件,我們?nèi)匀话堰@條虛擬的轉(zhuǎn)向輪回轉(zhuǎn)中心軸線稱之為主銷(xiāo),在四輪定位時(shí)仍需要用到主銷(xiāo)這一概念。一般麥弗遜懸掛的主銷(xiāo)是指塔頂?shù)较虑蝾^的連線,雙搖臂懸掛是上球頭和下球頭的連線。
主銷(xiāo)內(nèi)側(cè)指的是在正車(chē)子的正前方或正后方望去,并不是完全垂直于地面,而是呈正八字形(負(fù)傾角)的設(shè)計(jì),主銷(xiāo)內(nèi)傾角度一般針對(duì)轉(zhuǎn)向輪而言。
由于主銷(xiāo)內(nèi)傾角的存在,轉(zhuǎn)向輪在轉(zhuǎn)向時(shí)圍繞主銷(xiāo)旋轉(zhuǎn),使得車(chē)輪接地面比直進(jìn)時(shí)更往下,車(chē)子因反作用而被上抬頂起,當(dāng)轉(zhuǎn)向力釋放時(shí),轉(zhuǎn)向輪會(huì)因車(chē)子的自身重力的作用,產(chǎn)生一個(gè)輔助車(chē)輪回正的力。
主銷(xiāo)中心線與與地面的交點(diǎn)跟車(chē)輪中心線與地面的交點(diǎn)之間的距離,稱為主銷(xiāo)偏距(Scrub Radius)或主銷(xiāo)偏移。如果主銷(xiāo)中心線與地面的交點(diǎn)比輪胎中心線的交點(diǎn)靠外,稱為負(fù)偏距;主銷(xiāo)中心線的交點(diǎn)比輪胎中心線的交點(diǎn)靠?jī)?nèi),穩(wěn)為正偏距;如果兩交點(diǎn)重點(diǎn),則為0偏距。

一般負(fù)的主銷(xiāo)偏距能增加剎車(chē)時(shí)的穩(wěn)定性和減輕打方向盤(pán)的力度,原廠街車(chē)一般都會(huì)使用負(fù)偏距的設(shè)定。而在一些性能車(chē)和賽車(chē)上則會(huì)使用正偏距來(lái)增加路感和操控反應(yīng),同時(shí)能加大回正力度。
在改裝了比較小ET值或J值比較大的輪轂之后(有關(guān)輪轂ET值和J值的概念,請(qǐng)參考本專欄前文),會(huì)直接影響主銷(xiāo)偏距,同時(shí)導(dǎo)致輪距增加,車(chē)輛滾動(dòng)中心也會(huì)產(chǎn)生變化。偏距變化太大會(huì)出現(xiàn)許多不良影響,例如在改裝中很熱的改裝超小ET值、超大J值輪轂、加墊片增加輪距玩低趴HF風(fēng),會(huì)導(dǎo)致主銷(xiāo)偏距嚴(yán)重增加,會(huì)產(chǎn)生在轉(zhuǎn)向時(shí)車(chē)輪前后擺動(dòng)幅度過(guò)大、剎車(chē)不穩(wěn)、方向盤(pán)打手和轉(zhuǎn)向時(shí)缺失抓地力(濕滑路面上加嚴(yán)重)等現(xiàn)像。
此時(shí)可通過(guò)單獨(dú)調(diào)節(jié)車(chē)輪的傾角(使用偏心螺絲)或直接調(diào)節(jié)主銷(xiāo)內(nèi)傾角度來(lái)改善。調(diào)節(jié)主銷(xiāo)內(nèi)傾角度,麥弗遜懸掛可使用魚(yú)眼塔頂或可調(diào)下擺臂來(lái)實(shí)現(xiàn),雙搖臂使用可調(diào)上搖臂,但這些方法都同時(shí)改變了車(chē)輪的傾角,如果想在不改變車(chē)輪傾角的情況下調(diào)整主銷(xiāo)內(nèi)傾,就需要用到改裝羊角或加長(zhǎng)下擺臂。
過(guò)大的主銷(xiāo)內(nèi)傾也帶來(lái)不少的負(fù)面影響。因主銷(xiāo)內(nèi)傾轉(zhuǎn)向時(shí)會(huì)減少車(chē)輪內(nèi)傾角,從而降低了轉(zhuǎn)向時(shí)的抓地力。這時(shí)候就需要使用更大的主銷(xiāo)后傾來(lái)抵消。一般而言主銷(xiāo)后傾會(huì)比主銷(xiāo)內(nèi)傾角更大,用以增加轉(zhuǎn)向時(shí)車(chē)輪的內(nèi)傾角度。
4主銷(xiāo)后傾(Kingpin Caster)
主銷(xiāo)后傾指定的是從車(chē)子的正側(cè)面看過(guò)去,主銷(xiāo)也不是完全垂直于地面,而是主銷(xiāo)頂部往車(chē)輛的后方傾斜。主銷(xiāo)后傾的作用是讓車(chē)輪的接地點(diǎn)位于主銷(xiāo)虛擬軸線與地面的交點(diǎn)之后,使得車(chē)輪在行駛時(shí)產(chǎn)生一個(gè)被往后拉的力,從而令車(chē)輪的方向產(chǎn)生一個(gè)自我修正的趨勢(shì)。一般主銷(xiāo)后傾的角度越大,產(chǎn)生方向修正力矩就會(huì)越大。
綜合主銷(xiāo)內(nèi)傾和主銷(xiāo)后傾的修正作用,就能很好地解釋了為什么我們?cè)谂苷{(diào)頭彎的時(shí)候,兩手放開(kāi)方向盤(pán),方向盤(pán)會(huì)迅速自動(dòng)回正?,F(xiàn)在大家明白主銷(xiāo)內(nèi)傾和主銷(xiāo)后傾存在的意義了吧?
主銷(xiāo)后傾同時(shí)也會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)向時(shí)轉(zhuǎn)向輪的傾角和相對(duì)上下運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生影響。主銷(xiāo)后傾會(huì)令轉(zhuǎn)向時(shí)內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)向輪增大正傾角,而外側(cè)車(chē)輪會(huì)增大負(fù)傾角,根據(jù)上文可知,更大的外側(cè)車(chē)輪負(fù)傾角有利于在彎中形成更理想的輪胎咬地角度。但另一方面,主銷(xiāo)后傾在轉(zhuǎn)向時(shí)會(huì)令彎中外側(cè)車(chē)輪相對(duì)車(chē)身發(fā)生上抬的懸掛壓縮過(guò)程,內(nèi)側(cè)車(chē)輪產(chǎn)生相對(duì)車(chē)身發(fā)生下移的懸掛拉伸運(yùn)動(dòng),,這會(huì)導(dǎo)致車(chē)身在彎中的側(cè)傾現(xiàn)象加劇,帶來(lái)更大的重心轉(zhuǎn)移和更大的外側(cè)輪胎受力。當(dāng)方向打得越多,側(cè)傾程度越大。

對(duì)于前驅(qū)車(chē)而言,由于前輪是驅(qū)動(dòng)輪,過(guò)大的主銷(xiāo)后傾角度會(huì)增大扭力轉(zhuǎn)向的現(xiàn)象,所以一般前驅(qū)車(chē)主銷(xiāo)后傾的角度比后驅(qū)車(chē)要小。而在后驅(qū)上,更大的主銷(xiāo)后傾能增強(qiáng)前輪的指向穩(wěn)定性和方向的自我修正力度。一般前驅(qū)車(chē)和四驅(qū)車(chē)型會(huì)將主銷(xiāo)后傾角度設(shè)定在3-4度來(lái)提升轉(zhuǎn)向反應(yīng)和減輕扭力轉(zhuǎn)向現(xiàn)象;一般后驅(qū)車(chē)型會(huì)設(shè)定在4-10度以提升直線行駛穩(wěn)定性。而在后驅(qū)漂移車(chē)和拉力賽車(chē)上,會(huì)設(shè)定更大的主銷(xiāo)后傾來(lái)提升方向自我修正的速度和力度。
調(diào)節(jié)主銷(xiāo)后傾,在麥弗遜車(chē)型上我們可以使用同時(shí)可調(diào)內(nèi)傾角和后傾角的魚(yú)眼塔頂來(lái)實(shí)現(xiàn);在雙搖臂車(chē)型上側(cè)可通過(guò)使用可調(diào)節(jié)下?lián)u臂或下?lián)u臂后傾可調(diào)拉桿來(lái)實(shí)現(xiàn)。
(可同時(shí)調(diào)節(jié)Camber和Caster的魚(yú)眼塔頂)
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汽車(chē)輪胎
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