主销后倾角对车轮回正能力及轮胎选择的影响

主销通常指前轮转向节主销，转向时车轮绕其转动。载货汽车（如CA-10等）的主销很直观，它置于工字型前桥两端的转向节上，呈圆柱形并贯穿上下。可是轿车的转向主销并不是一根贯穿上下的轴销，而是由上、下转向球销（或支座）充当，上、下球销（或支座）中心的连线相当于转向轴线，如图4-54b所示。

图4-53 前轮前束与外倾角作用的互抵作用

图4-54 不同形式的前轮主销

a）实际主销 b）想象主销

图4-55 车轮主销后倾(www.xing528.com)

通常前轮转向主销不垂直于地面，而是上端在纵向平面内略向后倾斜一个角度。对于轿车，前轮转向节的上球销（或支座）与下球销之间的转向轴线在纵向平面内向后倾斜一个角度α，称为主销后倾角（如图4-55所示）。主销因后倾，使其轴线的延长线与地面的交点a位于车轮接地中心b的前方，a、b两点间的距离称为主销后倾拖距。拖距位于车轮接地中心的前方为正后倾，位于接地中心的后方为负后倾。

b点到主销轴线延长线之间的垂直距离视为车轮回正力矩的力臂l。汽车直线行驶时，若转向前轮偶然受到外力作用而发生偏转，假设向右偏转，汽车将向右转弯。由于汽车本身离心惯性力的作用，车轮接地中心b处将受到一个路面的侧向反作用力F_Y（方向指向转向中心），因而形成了一个绕主销的力矩F_Yl，这个力矩正好与前轮偏转的方向相反，如果这时驾驶人松开转向盘，前轮将回复到中间位置，起到了前轮自动回正的作用，从而保证了汽车直线行驶的稳定性。车轮既然能自动回正，转向盘回转的操纵当然轻便。此力矩称为回正力矩，亦称为稳定力矩。

后倾角越大，回正力矩也越大。但过大的回正力矩会使方向变得沉重，因为回正力矩成了转向操纵的阻力矩，回正力矩的增大自然相应增大了驾驶人对转向盘的操纵力。不过主销后倾角过小，则车轮回正能力差，在汽车直线行驶时，容易发生前轮摆振，使驾驶人的方向循迹感变差。因此，主销后倾角大小的选择要适当。如果为了增大后倾角而保持拖距基本不变，可以采取将主销轴线偏移至车轮中心之后一个距离的方法，可参考图4-56。主销的这种设置称为Vorlauf几何结构。

不同的轮胎结构和尺寸对回正力矩也有直接影响。在同样主销后倾角和同样侧向反力作用的条件下，尺寸较大的轮胎一般回正力矩较大；子午线轮胎的回正力矩比斜交线轮胎大；轮胎充气压力偏低，其回正力矩也较大。其共同的原因是：轮胎的接地印迹变长，致使轮胎接地点b后移，力臂l变长了。子午线轮胎因弹性较好、充气压力较低，使得接地印迹较长，接地中心后移，因此若采用子午线轮胎，可以适当减小主销后倾角，甚至可以采用零值或负值的后倾角。

图4-56 Vorlauf几何结构示意图