徐勇

摘要：汽車前輪定位角主要包括車輪外傾角、主銷內(nèi)傾角、主銷后傾角和車輪前束，相應(yīng)角度的變化會引起行駛汽車輪胎的受力狀態(tài)發(fā)生變化，進一步引起汽車車輪的側(cè)滑，從而改變車輛的性能。因此有效保證汽車直線行駛需要針對前輪定位角進行有效的控制，本研究探索潛能定位對汽車直線行駛性能所產(chǎn)生的影響，并研究相應(yīng)的控制措施對于科學(xué)合理的設(shè)計前輪定位角，進而提高汽車行駛的性能有非常重要的現(xiàn)實意義。

關(guān)鍵詞：汽車;前輪定位角;直線行駛;影響;控制

中圖分類號：U463.3文獻標識碼：A文章編號：1672-9129（2020）14-0088-01

引言：在進行汽車設(shè)計建造的過程中為了使汽車擁有良好的行駛性能和操縱穩(wěn)定性，通過設(shè)計前束角和外傾角來來針對車輪角度進行調(diào)節(jié)可有效達到相應(yīng)的目標。前束角和外傾角是改變汽車輪胎受力情況的重要影響因素，而輪胎變形產(chǎn)生偏移角以后進一步會影響汽車的操縱穩(wěn)定性，同時相應(yīng)的角度也會進一步增強輪胎與地面的摩擦力，造成輪胎大幅度的磨損。而且在不同核載狀態(tài)下，其前束角、外傾角等相關(guān)參數(shù)都會隨著成長狀態(tài)的變化而發(fā)生改變，這也是影響汽車整車操縱性能的重要因素。因此針對汽車的前輪定位角等相關(guān)基礎(chǔ)參數(shù)進行研究探索其對于汽車直線行駛等相關(guān)性能的影響作用，進而提出科學(xué)合理的控制方法和措施，對于提升汽車性能有重要的現(xiàn)實意義。

1前輪定位角與汽車直線行駛的關(guān)系

汽車的前輪定位角是指與汽車行駛相關(guān)的前輪懸架、系統(tǒng)元件、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)元件等相關(guān)配件在與汽車車架進行安裝過程中的相應(yīng)結(jié)合角度和尺寸，需要按照一定的標準進行安裝，從而維持汽車在直線行駛狀態(tài)下的穩(wěn)定性，同時相應(yīng)的角度設(shè)計應(yīng)能夠保障汽車在轉(zhuǎn)向過程中的輕便性，轉(zhuǎn)向之后能夠具有良好的轉(zhuǎn)向回正性。通過這些性能目標的實現(xiàn)有效增強汽車行駛的穩(wěn)定性，同時降低操作難度，盡可能減少汽車輪胎及相應(yīng)機件所受摩擦力，延長汽車的使用性能。

汽車前輪定位角包括車輪外傾角、主銷內(nèi)傾角、主銷后傾角以及車輪前束。

（1）首先，外傾角是有效保障輪胎摩擦均勻的角度，該角度的設(shè)置還可以有效減輕輪轂對軸承的負荷。在設(shè)置外傾角時若外傾角過大則會導(dǎo)致輪胎產(chǎn)生偏磨損，嚴重影響輪胎的使用壽命。

（2）其次，內(nèi)傾角的設(shè)置起作用較多一方面內(nèi)傾角的設(shè)置具有車輪回正的作用，車輪回正有利于直線行駛的汽車更加穩(wěn)定。另一方面內(nèi)傾角的設(shè)置可以使轉(zhuǎn)向操縱變得更加輕便，減少汽車在長途行駛過程中司機的體力消耗。在進行內(nèi)傾角設(shè)置時若設(shè)置過大，就會導(dǎo)致轉(zhuǎn)向的過程中，車輪在繞著主銷偏轉(zhuǎn)時其輪胎與路面產(chǎn)生較大的摩擦力和滑動，當(dāng)輪胎與路面的摩擦力增加時會使轉(zhuǎn)向變得更加困難，或者在緊急情況下難以轉(zhuǎn)向，同時長時間高負荷的摩擦也會嚴重影響輪胎的使用性能。

（3）后傾角是保障車能自動回正的作用，也是促進汽車在直線行駛過程中穩(wěn)定性的重要影響因素，若設(shè)置時其后傾角過大則會導(dǎo)致轉(zhuǎn)向較為沉重，影響汽車的操作性能。

（4）最后車輪前束其作用主要是減輕和消除車輛在前進和行駛過程中因外傾角所產(chǎn)生的側(cè)滑現(xiàn)象，有效維持車輛的穩(wěn)定性，降低不安全事件的發(fā)生率。綜合分析汽車前輪定位角在有效保障汽車直線行駛穩(wěn)定，促進車輪回正，保障汽車轉(zhuǎn)向操縱方便，延長輪胎使用壽命等相關(guān)方面都有著非常重要的作用和價值，因此科學(xué)的設(shè)置前輪定位角非常重要。

2前輪定位角的穩(wěn)態(tài)操穩(wěn)特性控制

汽車的穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)評價指標包括不足轉(zhuǎn)向度、側(cè)傾角梯度、0.05g時的方向盤轉(zhuǎn)角、0.7g時的方向盤轉(zhuǎn)角和最大側(cè)向加速度，這些指標是在汽車前輪定位角設(shè)置過程中的重要參考。

（1）首先當(dāng)前前束角在增大的過程中，其不足轉(zhuǎn)向度會隨著增大。通常情況下當(dāng)前數(shù)據(jù)達到0.53度時其穩(wěn)態(tài)不足轉(zhuǎn)向度數(shù)值為最小值，此狀態(tài)可以有效避免車輛在轉(zhuǎn)向的過程中過度轉(zhuǎn)向，因此當(dāng)前輪前束角低于這個閾值后可有效保障車輛的轉(zhuǎn)向安全。同時前束角的增大會導(dǎo)致汽車行駛過程中的質(zhì)心策略減小，但是其變化值較小，當(dāng)后輪的前束角從-1度增加到1度時，其質(zhì)心的側(cè)偏角變化為1度。

（2）其次當(dāng)前輪的外傾角增大時，且穩(wěn)態(tài)不足轉(zhuǎn)向度數(shù)值也會增大，可有效減少車輛過度轉(zhuǎn)向的趨勢，有利于維持車輛的穩(wěn)定性。同時在直線側(cè)偏方面前輪外傾角對直線側(cè)偏所產(chǎn)生的影響較小，后輪的外傾角由-2度變化到2度時，其直線側(cè)偏角會增加0.58度，相對來說其影響較大。

（3）在穩(wěn)態(tài)側(cè)傾梯度方面，其前輪的外傾角變化速度相比于前輪前束角對穩(wěn)態(tài)測梯度所產(chǎn)生的影響更小，雖然前束角和外傾角都是改變車輪與地面接觸時的側(cè)滑特性及相應(yīng)摩擦力，以此有效改變車輛行駛過程中的最大側(cè)向加速度，然而當(dāng)前輪前束角增大時，其相應(yīng)的側(cè)向加速度會隨著增加，而前輪的外傾角增加時，整車所達到的最大側(cè)向加速度反而會減少。而表現(xiàn)在方向盤轉(zhuǎn)角方面當(dāng)前輪外傾角增加時，0.05g側(cè)向加速度方向盤轉(zhuǎn)角會隨之增加，此時車輛具有良好的低速轉(zhuǎn)彎性能，而前束角減小時，0.7g側(cè)向加速度方向盤轉(zhuǎn)角會增加，在相同的側(cè)向加速度情況下其轉(zhuǎn)角變大，車輛的穩(wěn)定性更高，而汽車的高速轉(zhuǎn)彎性能更高。

綜合分析，前束角使車輪向外側(cè)偏，而外傾角使車輪向內(nèi)側(cè)偏，兩者對于汽車行駛方向所產(chǎn)生的影響趨勢剛好相反，因此在實際設(shè)計相應(yīng)角度的過程中也應(yīng)考慮到其角度對于汽車穩(wěn)態(tài)操穩(wěn)的影響也是相反的效果。

3小結(jié)

影響汽車直線行駛的前輪定位角主要包括車輪外傾角、主銷內(nèi)傾角、主銷后傾角以及車輪前束，這些定位角作用于車輪以及轉(zhuǎn)向的過程中所產(chǎn)生的效果和性能也各不相同，充分分析前輪定位角與車輛直線行駛以及穩(wěn)定的相互關(guān)系，從而結(jié)合相應(yīng)的影響因素針對相應(yīng)角度進行設(shè)計，在有效維持車輛行駛穩(wěn)定性的情況下，為車輪回正、汽車直線行駛的穩(wěn)定性、降低車輪與地面的摩擦、全面提升車輛車輛的使用性能等多方面產(chǎn)生有效的作用。

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