文档介绍：前轮定位参数以及在ADAMS中的计算方法
为保证汽车稳定的直线行驶,应使转向轮具有自动回正作用。就是当转向轮在偶遇外力(如碰到石头)作用发生偏转时,在外力消失后,应能力可回到直线行驶的位置。这种自动回正作用是由转向轮定位参数来保证实现的。这些定位参数有:主销后倾角(Caster angle)、主销内倾角(Kingpin inclination angle)、前轮外倾角(Camber angle)、前轮前束(Toe in)。
设计转向桥时应使主销在汽车的纵向和横向平面内都有一定的倾角。在纵向平面内,主销上部向后倾斜一个γ角(),称为主销后倾角;横向平面内,主销上部向内倾斜一个β角(),称为主销内倾角。前轮中心平面也不垂直于地面,而是向外倾斜一个角度α(),称为前轮外倾角。
主销后倾角γ(Caster angle)
主销后倾角γ形成回正的稳定力矩。当主销具有后倾角γ时,主销轴线与路面交点a将位于车轮与路面b的前面,。当汽车直线行驶时,若转向轮偶然遇到外力作用而稍有偏转(例如向右偏转如图中箭头所示),将使汽车行驶方向向右偏离。这是由于汽车本身离心力的作用,在车轮与路面接触点b处,路面对车轮有一个侧向反作用力Y。反作用力Y对车轮形成绕主销轴线作用的力矩YL,其方向正好与车轮偏转方向相反。在此力矩作用下,将使车轮回复到原来中间的位置,从而保证了汽车稳定的直线行驶,故此力矩称为稳定力矩。但此力矩也不宜过大,否则在转向时为了克服此稳定力矩,驾驶员须在方向盘上施加较大的力(即所谓方向盘沉重)因为稳定力矩的大小取决于力臂L的数值,而力臂L有取决于后倾角的大小γ。、因此为不使转向盘沉重,主销后倾角不宜过大,现在一般采用的γ角不超过2°~3°。现代高速汽车由于轮胎气压降低弹性增加,而引起稳定力矩增加,因此,γ角可以减小到接近于零,甚至为负值。
主销后倾角γ
主销内倾角β(Kingpin inclination angle)
主销内倾角β也有使车轮自动回正的作用,。当转向车轮在外力作用下中间位置偏一个角度,为了解释方便,假设车轮绕主轴转180
°时,车轮的最低点将陷入路面以下,但实际上车轮下边缘不可能陷入路面以下,而是将转向车轮连同整个汽车前部向上抬起一个相应的高度,这样汽车本身的重力有使转向车轮回复到原来中间位置的效应。
此外,主销的内倾还使得主销轴线与路面交点到车轮中心平面与地面交线的距离C减小(),从而可以减少转向时驾驶员加在转向盘上的力,使转向操纵轻便,同时也可减少从转向轮传到转向盘上的冲击力。但C值也不宜太小,即内倾角不宜太大,否则在转向时,车轮绕主销偏转的过程中,轮胎与路面间将产生较大的滑动,因而增加了车轮与路面间的摩擦。
主销内倾角β
前轮外倾角α(Cambe