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車輪幾何形狀

科目:

  • 一般
  • 車輪定位
  • 追蹤
  • 外傾角/外傾角
  • KPI(主銷傾角)
  • 封閉角
  • 軸傾斜/後傾角
  • 精練梁
  • 阿克曼原理

整體:
汽車的操控性和操控性很大程度上取決於車輪的幾何形狀。 術語「車輪幾何形狀」是本頁討論的所有車輪和轉向節位置的名稱。 在設計汽車時,會廣泛檢查汽車的車輪幾何形狀。 例如,當測試第一版梅賽德斯A級車時,結果發現這輛車在繞樁測試中可能會翻倒。 在獲得這些引人注目的測試結果後,我們對車輪位置和穩定器操作進行了調整,直到這輛小型賓士與大型車輛相當。 這 穩定桿 對汽車的操控性有重大影響,這將在單獨的章節中進行描述。

車輪定位:
正確調整所有車輪位置(例如前束和外傾角)非常重要。 當進行維修時,例如更換橫拉桿或拆卸/組裝控制臂或副車架,調整很可能不再正確。 即使在與另一輛車發生碰撞或撞上路緣後,調整可能不再正確。 如果車輪在車下明顯彎曲,則控制臂或橫拉桿彎曲就會出現問題。 因此,這些零件必須更換!
然後需要對汽車進行對齊。 對準是在一個特殊的對準台上完成的,電腦可以使用感測器(安裝在車輪上)看到準確的位置,從而可以精確地調整一切。 每種品牌和類型的汽車都有特定的設定。 降低的汽車也比具有標準底盤的同類汽車具有不同的調整值。
調整值可能達不到目標。 那麼它們就超出了公差範圍。 如果前部的外傾角無法修正(如果仍為紅色),則減震器很可能彎曲。 如果發生碰撞或猛烈地駛上人行道,麥弗遜懸吊的最薄弱點就會彎曲; 減震器的活塞桿。 轉向節(帶有車輪軸承)也可能會彎曲。

懸吊修復後或在人行道上輕微敲擊後的錯位會在幾個方面變得明顯:

  • 直行時方向盤歪了。
  • 汽車駛向道路一側,必須始終透過轉動方向盤來糾正。
  • 道路穩定性很差,每次顛簸都會改變方向。
  • 輪胎過度磨損,經常不規則:輪胎內側4毫米,外側光滑。

很快就會有一個頁面介紹對齊過程中所做的工作...

以下主題概述了(大多數)汽車上可調整的所有類型的車輪位置。

追蹤:
前束方向是前輪和後輪的方向。 可以透過將兩側的拉桿稍長或稍短來調整循跡。 影像中的空間C然後變大或變小。 然後橫拉桿頭 F 移入或移出,導致車輪位置改變。

如果靜止時車輪彼此稍微靠近,我們稱之為前束,如果它們稍微分開,我們稱之為前束。 行駛時,車輪恰好位於正前方位置。 內束和外束通常也稱為“內束”和“外束”。

後輪驅動的汽車透過前軸調整前束。 行駛時,車輪被向外拉,使其處於直線前進位置。 前輪驅動車通常採用前束調整。 行駛時,車輪向內拉,使其處於直線前進位置。 這裡的公差只有幾度。 在圖像中它被表示為“誇張”,但實際上並不容易看到。 需要特殊的對準設備來檢測這一點。

外傾角/外傾角:
外傾角,也稱為外傾角(英語)或 sturz(德語),是車輪相對於路面的傾斜度。 外傾角是從垂直於水平道路的線測量的,並以度數表示。 外傾在兩種不同的應用中進行; 即正外傾角和負外傾角。 對於正外傾角,車輪的頂部比底部更向外(見圖),而對於負外傾角,則相反; 輪子的頂部比底部更向內。

負外傾角可改善角落的抓地力並提高穩定性。 這就是為什麼降低的跑車也比標準懸吊具有更大的負外傾角。 負外傾角的車輪具有向內逐漸變細的特性,因此將車輪向內推。 透過平均調整左右兩側,汽車將繼續直線行駛,但輪胎內側的磨損會增加。

KPI(主銷傾角):
KPI,也稱為轉向軸傾角,是透過轉向軸樞軸點的線與垂直於路面的線之間的角度。 KPI 和後傾角(下一個主題)迫使前輪進入直線前進位置。 造成這種效果的原因是,當車輪轉動時,車輪樞軸點的傾斜會稍微抬起汽車。 汽車本身的重量迫使車輪回到直線前進的位置。 路面的衝擊傳遞至轉向裝置的力道也較小。 當KPI發生變化時,外傾角也會改變。

夾角:
夾角,也稱為夾角或 Gabelwinkel,不是車輪位置,而是對現有 KPI 和外傾角概念的補充。 將兩個角度的數值相加即可確定夾角。

軸傾斜/後傾角:
車軸傾斜度,也稱為主銷後傾角、車軸傾斜度或輪距,是通過車軸樞軸點 B 的中心線與通過車軸 A 中心的道路垂直線之間的角度。車軸傾斜度始終為正。
車軸傾斜為汽車提供了方向穩定性,因為在直線行駛時車輪希望處於行駛方向。 您可以將其與始終向前傾斜的自行車前叉進行比較。 如果車輪位於車架正下方,那麼如果遇到大的顛簸,您就會失去對方向盤的控制。 即使向後轉動方向盤,您也會看到方向盤在向前轉動的情況下再次轉動。 這個道理和汽車是一樣的; 透過將前輪以向前的角度放置在汽車下方,汽車可以獲得更好的抓地力,並且方向盤在行駛時會自動返回直行位置。
在設計現代汽車時,經常使用大軸傾斜。 這提供了非常積極的駕駛特性的優點。 大軸傾斜的一個可能的缺點是汽車會轉向更困難,但對於今天的動力轉向來說這不是問題。

打磨半徑:
磨砂半徑,也稱為磨砂半徑或倫克羅爾半徑,是通過車輪的中心線接觸路面的點(車輪點)與通過轉向樞軸點的線接觸路面的點之間的距離表面(轉向點) 。 打磨半徑決定了轉彎時前輪高度變化的程度,部分影響了汽車的直線穩定性。

  • 若轉向樞軸點(藍線)與車輪中心(紅線)齊平,則磨砂半徑為「0」。 這也稱為“中性打磨梁”或“中心點轉向”。
  • 如果轉向樞軸點(藍線)位於車輪中心(紅線)之外,則磨砂半徑為正。
  • 若轉向樞軸點(藍線)位於車輪中心點(紅線)內,則磨損半徑為負。

阿克曼原理:
在下圖中,您可以看到前輪的線條在公共樞軸點處伸出。 如果輪子以相同的角度轉動(兩個輪子都以完全相同的角度轉動),則輪子的線也將彼此平行延伸至無限遠。 他們永遠找不到共同的樞軸點M。因此,在這種情況下的轉向特性將非常差。

整個原則變成了“彎道時腳趾向外” 命名。 所有現代汽車都具有此功能。 在光滑的表面上,例如停車場的地板上,轉彎時可以聽到輪胎的尖叫聲。 正是因為這個原則。 內輪的轉向角大於外輪,因此會出現某種形式的打滑。

直行行駛時,所有車輪均處於直行位置。 轉向節中心線的延長線相交於後軸的中心。

轉彎時,內側前輪會比外側前輪扭轉更多。 這是因為轉向節傾斜放置,車輪將進一步向內旋轉。 當汽車完全轉向時,傾斜的車輪位置也將清晰可見。 這種結構將改善駕駛特性。

一直向前行駛
彎道行駛

輸入角度:
車輛的轉向角可以根據汽車的大量數據來計算。 下面是計算了角度 α 的圖像。 下一步是計算角度 β。
在頁面上 彎道時腳趾向外 此圖中詳細解釋了計算過程。

角色中心:
車輪懸吊的一個重要點是「側傾中心」的概念。 側傾中心的位置對於駕駛特性起著重要作用。 側傾中心的位置由支撐臂的位置決定。 這是設計底盤時非常重要的概念。 降低車輛也會影響側傾中心。 按此處了解有關角色中心的更多信息.