汽车主销内倾角的影响

对于轿车，前轮转向节的上球销（或上支座）与下球销之间的转向轴线在横向平面内向内倾斜一个角度β，称为主销内倾角（如图4-57所示）。

主销内倾能使方向自动回正的原理：

为了理解回正原理，首先了解车轮接地点b的运动路径。若主销内倾角为零，在无地面约束条件下，转向前轮接地点b绕主销转动的轨迹呈水平圆，如图4-58a所示。若主销内倾角为正值，在无地面约束条件下，转向前轮接地点b绕主销转动的轨迹呈倾斜圆，如图4-58b所示；接地点从b点转到b′点，实际上是轨迹圆绕b点向下倾斜了一个β角所至。

上述接地点b绕主销的转动规律给我们以下启示：当前轮由中立位置偏转一个角度的过程中，车轮接地部位将逐渐陷入路面以下。为方便理解起见，图4-59将车轮画成偏转180°所陷位置。但实际上车轮接地部位并不可能陷入路面以下，而是在驾驶人转向操纵力的作用下使车轮连同整个汽车的前部向上抬升了一个高度，这就使汽车本身的重量成为了迫使前轮回位的外力，一旦驾驶人松开转向盘，前轮便回复到中间位置。

图4-57 轿车前轮主销内倾角

主销内倾除了能使方向自动回正以外，还能使汽车的转向操纵比较轻便。

主销轴线与地面的交点到车轮中心平面接地点b的距离称为主销内倾偏移距c（如图4-57所示）。如果偏移距c位于车轮接地中心b的内侧，称为正内倾；如果偏移距c位于车轮接地中心b的外侧，称为负内倾。

图4-58 无地面约束下，前轮接地点b绕主销转动的轨迹圆

a）零内倾角 b）正内倾角(www.xing528.com)

图4-59 无地面约束下，前轮接地部位绕主销转动180°下陷的情形

主销正内倾角的增大与减小各有利弊。减小正内倾的c值，可以减小转向时路面作用于转向轮上的阻力绕主销轴线产生的阻力矩，从而使转向操作感到轻便；还可以减轻从车轮传至转向机构上的冲击。但从另一角度上讲，减小c值，会使转向时车身抬得更高，转向操纵更加费力。在这两者矛盾之间，可以找到一个共同点，那就是在“一定的范围内”来减小偏移距c值，也就是在“一定范围内”来增大正内倾角，才能取得既方向自动回正性能好又转向操作轻便的效果。经验表明，主销正内倾的偏移距c值一般为轮胎标准宽度的10%～25%为宜。理论是指导，但应用还要根据具体条件。就方向回位和操纵轻便这两方面的问题而言，方向回位是主要的，而且是重要的，因为它涉及汽车操纵的稳定性和行驶的安全性。对于轿车，由于重量不大，辅以方向助力器，使得转向操纵轻便问题已显得不是那么重要。

如果偏移距c值为零，在转向时若轮胎受到阻碍便发生擦地滑动，尤其处于车速较低时转向变得沉重。

主销内倾偏移距c的大小对于制动时汽车方向的稳定性有着很大影响。人们对于车况正常的汽车，都期望它在制动时有不偏不倚的制动效果。但严格地讲，路面没有那么绝对的平坦，车轮制动器的制动力矩也那么力量均等，因此左、右车轮所受到的地面制动力不相等是必然的。在设计上则必须顾及到各方面因素，其中主销偏移距就是其中之一。

下面我们作个假设，以助分析向题。假设：左侧车轮所受的制动力大于右侧车轮。在这个条件下，不同形式的主销内倾偏移距有着不同的制动效果。

（1）对于采用零偏移距的汽车 由于制动力左大右小，制动合力偏向于左，它与作用于汽车质心的惯性力形成力偶，汽车存在向左跑偏的趋向。

（2）对于采用正偏移距的汽车 首先，这种正偏移距的设置在制动时，制动力总是力图使左、右车轮驶向外侧，因为偏移距均位于车轮接地中心的内侧。若处于上述假设情况时，除了受到上述的跑偏力偶矩作用以外，还有左、右制动之差绕左车轮主销产生一个使左车轮向左跑偏的力矩，促使左车轮跑偏加剧。

（3）对于采用负偏移距的汽车 情况正好与正偏移距的相反，左、右车轮的制动力矩总是力图使车轮驶向内侧，即使两侧制动力有所差异，也能维持汽车直行。

综上所述，主销内倾偏移距采用负值更有利于行驶的稳定性，但这势必增大主销的内倾角，过大的内倾角会使转向操纵变为沉重，如何设定，应按需酌定。对于制动系为X形双管路的布局时，通常采用负偏移距。