图解汽车底盘拆装与检修：转向轮定位原理与调整方法

为了保证汽车直线行驶稳定、转向后能自动回正和减少轮胎的磨损，转向轮、转向节和轴三者之间应保持一定的安装位置，称为转向轮定位。通过确定主销后倾、主销内倾、车轮外倾和前轮前束四个参数可以实现转向轮定位。

1.主销后倾

安装在前轴上的主销，其上端略向后倾斜，叫做主销后倾。在汽车纵向铅垂面内，主销轴线与铅垂线之间的夹角γ，叫做主销后倾角，如图6-11所示。

主销后倾之后，其轴线与路面的交点a位于轮胎与路面的接触点b之前，这样b点到主销轴线之间就有一段距离L。在汽车转弯时（图6-11为向右转弯），由于汽车本身产生的惯性力的作用，将引起路面对车轮的侧向反作用力F（向心力）。F通过b点作用于轮胎上，形成绕主销轴线的回正力矩（M=FL），其方向与车轮偏转方向相反，该力矩有使车轮恢复到原来中间位置的作用，故称为稳定力矩。

图6-11 主销后倾角示意图

主销后倾的作用是保持汽车直线行驶的稳定性，并使汽车转弯后车轮能自动回正。后倾角越大、车速越高，车轮的稳定效应也越强。但后倾角不宜过大，否则在转向时会使方向盘沉重或回正过猛而打手，一般取γ＜3°。有些轿车和客车的轮胎气压较低，后倾角可以减小，甚至减到负值，即主销前倾。

主销后倾角一般是不能调整的，但对非独立悬架的转向桥来说，可在前轴和钢板弹簧底座后部加装楔形垫块进行调整。

2.主销内倾

主销安装到前轴上后，其上端略向内倾斜，称为主销内倾。在汽车横向铅垂面内，主销轴线与铅垂线之间的夹角β叫主销内倾角，如图6-12所示。

主销内倾的作用是使车轮转向后能自动回正，且转向操纵轻便。

（1）车轮转向后自动回正 当车轮在外力的作用下绕主销旋转，由A点旋转到B点（为解释方便，假设旋转到图6-12b所示的假想位置），因为主销是向内倾斜的，故车轮旋转到B点后它的最低点将陷入路面以下h处，即与地面发生干涉。实际上车轮不可能陷入路面以下，而是地面将前轴连同汽车前部向上托起相应的高度h。一旦外力消失，车轮就在汽车前部重力作用下力图恢复到原来的直线行驶位置，这就是自动回正的原因。

图6-12 主销内倾示意图

a）车轮回正位置 b）车轮旋转至假想位置

主销内倾角越大或车轮旋转角度越大，则汽车前部抬起就越高，车轮的自动回正作用就越强，但转动方向盘费力，且轮胎磨损增加。反之，主销内倾角越小或车轮转角越小，车轮的自动回正作用也就越弱。一般内倾角口在5°-8°之间。

(2)转向轻便主销内倾后，主销轴线与路面的交点到车轮与路面的接触点之间的距离c减小，车轮转向时路面作用在车轮上的阻力矩减小，从而使转向操纵轻便，同时还可减小从车轮传到方向盘上的冲击力。力臂c越小，转向越轻便，但是力臂c过小，易使方向不稳，前轮摇摆。一般c值为40～60mm。

主销内倾角是制造前轴时使主销孔L轴线的上端向内倾斜而获得的。在非独立悬架的转向桥上，主销内倾角是不能单独调整的。

综上所述，主销后倾和内倾都有使汽车转向后自动回正保持汽车直线行驶的作用，只是主销后倾的回正作用与车速有关，而主销内倾的回正作用与车速无关。因此，高速时后倾的回正作用大，而低速时主要靠内倾的回正作用。直线行驶时车轮偶尔遇到冲击而偏转时，也主要是依靠主销内倾起回正作用。

3.车轮外倾

车轮旋转平面上方略向外倾斜，称为车轮外倾。车轮旋转平面与汽车纵向铅垂面之间的夹角称为车轮外倾角α，如图6-12a所示。(www.xing528.com)

车轮外倾的作用是为了提高车轮行驶的安全性和转向操纵轻便性。由于主销与衬套、轮毂与轴承之间等都存在间隙，满载后上述各处间隙将发生变化以及车桥变形，可能出现车轮内倾。车轮内倾后，路面对车轮的垂直反力便产生一沿转向节轴颈向外的分力，使外轴承及其锁紧螺母等零件的载荷增大，寿命缩短，严重时使车轮脱出。当预留有车轮外倾角时，就能防止上述不良影响，还能使车轮与拱形路面相适应，这对于行驶安全是有利的。此外，车轮外倾与主销内倾相配合还能使汽车转向轻便。

非独立悬架车轮外倾角是由转向节的结构确定的。转向节安装到前轴后，其轴颈相对于水平面向下倾斜，从而使车轮安装后外倾，一般不能调整。但使用独立悬架的转向桥大多可以调整。桑塔纳轿车的前轮外倾角是通过移动下悬臂球铰链位置来进行的，如图6-13所示。调整时松开下悬臂球形接头的固定螺母，将专用工具插入调整杆插孔，横向移动球形接头，直到外倾角合适为止。注意：当调整好车轮外倾角后，必须重新检查前轮前束值。

车轮外倾角虽然对安全和操纵有利，但是过大的外倾角将使轮胎横向偏磨增加，油耗增多。一般车轮外倾角为1°左右。

4.前轮前束

汽车两个前轮的旋转平面不平行，前端略向内收，这种现象叫做前轮前束。两轮前端距离B，后端距离A，其差值即为前束值，如图6-14所示。前端小、后端大，像内八字样的称前束，而后端小、前端大，像外八字的称为后束或负前束。

前轮前束的作用是减小或消除汽车前进中因车轮外倾和纵向阻力致使车轮前端向外滚开所造成的滑移。

车轮外倾后，向前滚动时就类似滚锥绕着锥尖滚动，其运动轨迹不再是直线，而是逐渐向外偏斜。但受车桥和转向横拉杆的约束，车轮不可能做向外偏斜的纯滚动，只能是向外侧滚动的同时向内侧横向滑动，结果使轮胎横向偏磨增加，轮毂轴承载荷增大。车轮有了前束后，向前滚动的轨迹将向内偏斜，只要前束和车轮外倾配合适当，就可以使车轮每一瞬时滚动方向接近于正前方，从而减轻或消除由于车轮外倾引起的轮胎和零件磨损。

图6-13 前轮外倾角调整

图6-14 前轮前束

一般较多地采用指针式前束尺来测量和调整前轮前束，方法如下：

1）按规定气压给轮胎充足气，轮毂轴承间隙调整至符合规定后，将汽车停放在水平路面上并处于直线行驶位置。

2）在左、右轮胎正前方的胎面中心或轮辋画上“+”字记号，用前束尺测量出B值；转动车轮（或推动汽车）180°，将记号转到正后方测得A值；差值A-B即为前束数值，若该值不符合规定，应进行调整，如图6-15所示。

图6-15 前轮前束调整

1—前桥 2—横拉杆 3—卡箍螺栓 4—横拉杆接头

3）调整时，松开横拉杆上的卡箍螺栓，用管钳转动横拉杆使横拉杆两端距离伸长或缩短，从而改变前束值。

4）调整至符合规定值后，拧紧卡箍螺栓。

5）一般前束值为0～12mm，有的汽车为与负前轮外倾角相配合，其前束也取负前束。