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图3.19推力杆及其调节图
2 接头
控制臂或推力杆通常过位于他们端部的接头与其它件实现连接。这些接头应该满足下述要求:
1)有较小的摩擦;
2)在使用期间不需要进行保养,以减少使用成本或降低劳动强度; 3)连接应该有一定的弹性; 4)具有隔声性能。
因为上述四个要求互有矛盾,所以同时都满足有困难。目前,在接头内设计有橡胶衬套或者塑料衬套,橡胶衬套接头使接头有弹性变形,并有隔声性能;塑料衬套应该用聚氨酯或聚四氟乙烯材料制造。
根据结构不同,街头有轴销式接头和球头销两种。接头所连接的两部分之间的相对运动形式和传力特点,将影响接头形式的选择。
我选择球头销连接,其特点是:用塑料制成整体式球碗,利用塑料的弹性将球头销压入球碗后再装到球座上,工作时球头销的球面部分在球头碗内滑动。这种球头连接球头承受各个方向的作用力,在使用中又不要求保养。
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4 前轮定位参数
汽车的前轮定位角是指转向轮,转向节和前轴或下摆臂三者之间装配有一定
的相对位置,通常包括:主销后倾角、主销内倾角、前轮外倾和前轮前束等4个参数。它们对汽车的操纵性能和直线行驶性能以及轮胎磨损等都有很大影响。
4.1 主销后倾角
主销是传统汽车上转向轮转向时的回转中心,是一根较粗的销轴。现在,许多独立悬架的汽车已经没有主销了。但在车轮定位中,仍然沿用主销这个名词,把它作为转向轮的转向轴线的代名词,认为转向轮在转向时,是以主销为轴线向左右转动的。所谓主销后倾,是将主销(即转向轴线)的上端略向后倾斜。从汽车的侧面看去,主销轴线与通过前轮中心的垂线之间形成一个夹角,即主销后倾角。自行车和摩托车的前叉也是向后倾斜的,和汽车的主销后倾,作用相同。主销后倾的作用是增加汽车直线行驶时的稳定性和在转向后使前轮自动回正。
图4.1主销后倾角示意图
由于主销后倾是主销(即转向轴线)与地面的交点位于车轮接地点的前面。这时,车轮因受到地面的阻力,总是被主销拖着前进。这样,就能保持行驶方向的稳定。当汽车转弯时,由于离心力的作用,地面对车轮的侧向反力作用在主销的后面,使车轮有自动回正的趋势。主销后倾是指从汽车的侧面看时每个前轮转向
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轴的倾斜,倾斜程度是用后倾角来度量的。如果转向轴向后倾斜,即上端的球形接头或支杆安装点在下端的球形接头后面,则后倾角就是正的;如果转向轴向前倾斜,则后倾角就是负的。后轮不必检测后倾角。主销后倾角越大,方向稳定性越好,自动回正作用也越强,但转向越沉重。汽车主销后倾角一般不超过30,由前悬架在车架上的安装位置来保证。现代轿车由于采用低压宽幅子午线轮胎,高速行驶时轮胎的变形加大,接地点后移,因此主销后倾角可以减小,甚至为负值(变成主销前倾),以避免由于回正力矩过大而造成前轮摆振。主销后倾角影响汽车直线行驶的稳定性和转向轮的回正功能。正后倾角比较大,则前轮有沿直线行驶的趋势。一方面,如果正后倾角大小适当,则可以确保汽车的行驶稳定性,而且使转向轮在转向后能够回正;另一方面,正后倾角增加了转向阻力。因此,如果汽车配置了动力转向系统,则所允许采用的正后倾角要比单纯的手动转向系统大许多。主销后倾角太小会使转向不稳定,并使车轮晃动。在极端的情况下,负后倾角与随之引起的车轮晃动会加剧前轮的杯状化磨损。如果主销后倾角左右不等,则汽车将会被拉向正后倾角较小(或更大的负后倾角)的一侧。在解决汽车跑偏方面的问题时,要特别注意这一点。
图4.2主销后倾角
由图4.2中测得主销后倾角为1.17度,符合要求。
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4.2 主销内倾角
汽车转向节主销轴线(或独立悬架的上摆臂球销与下摆臂球销中心的连接线)与铅垂线在垂直于车辆纵向对称平面的平面上的投影锐角叫主销内倾角。
图4.3主销内倾角示意图
具体的说,从车前后方向看轮胎时,主销轴向车身内侧倾斜,该角度称为主销内倾角。当车轮以主销为中心回转时,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,因而方向盘复位容易。
此外,主销内倾角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减小,从而减小转向时驾驶员加在方向盘上的力,使转向操纵轻便,同时也可减少从转向轮传到方向盘上的冲击力。但主销内倾角也不宜过大,否则加速了轮胎的磨损。
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图4.4主销内倾角
由图4.4测得主销内倾角为9.76度,符合要求。
4.3 前轮外倾角
前轮外倾角是指前轮所在平面不是完全与地面垂直的,而是与地面有一个向外的倾斜角,设计这个倾斜角有着特殊的作用,当在比较平坦的路面上行进时,汽车方向会有一定误差的偏离,当没有这个倾角时,需要靠驾驶员或者汽车控制系统发出信号来纠正,当这个倾角存在时,在一定等到误差范围内,前轮能够自己回到中间向前的方向的位置,这样,即使路面稍有一点不平也没关系,汽车的行进方向都会基本不变。
图4.5前轮外倾角示意图
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