为什么汽车转弯后,方向盘会自己回到原来的位置?
大家在开车时都会有这样的感觉:转弯时把方向盘打向一边,转过弯后松开握方向盘的手,方向盘会自动的会到中间直行的位置上来。这究竟是为什么呢?
原来,这是汽车的四轮定位在起作用。
汽车的四轮定位是指汽车的转向车轮、转向节和前轴三者之间具有一定相对位置的安装叫做转向车轮定位。由于大部分车辆的前轮是转向轮,所以也称前轮定位。
四轮定位包括主销后倾、主销内倾、前轮外倾和前轮前束四个内容。具有使汽车保持稳定的直线行驶和转向轻便、保证转向后转向轮(前)轮可以自动回正、减少汽车在行驶中轮胎和转向机件的磨损的作用。如果汽车在使用中这几个参数出现了偏差,汽车就会出现跑偏、方向不自动回位、抖动等故障。
四轮定位的参数中,能使汽车保持稳定的直线行驶和转向轻便、保证转向后转向轮(前)轮可以自动回正的参数是主销后倾和主销内倾,下面重点介绍这两个参数并解析自动回正作用是如何产生的。
主销后倾
从车辆侧面看,主销轴线(车轮转向的中心轴)并不是完全垂直于地面,而是略向后倾斜,主销轴线与垂线之间的存在的夹角便是主销后倾角。主销后倾的存在使车轮在转向时,与路面接触的轮胎胎面左右两侧及轮胎侧壁会发生挤压变形,产生反向的作用力,使车轮产生自行回正的趋势,主销后倾角越大,车轮的行驶稳定性越好,回正作用越明显,但是相应的转向时转动方向盘也就越费力。主销后倾角一般不大于3°。
回正力矩的产生:
如下图所示,主销有一定的后倾角,使主销延长线与地面的交点a向前偏移了一段距离L,转向后地面作用在车轮上的侧向力FY对主销形成一个转矩,该转矩具有使前轮回正的作用。
主销后倾的作用是保持汽车直线行驶的稳定性,并力图使转向后的车轮自动回正。
主销内倾
从正前方看去(即横向平面内),车辆主销轴线与垂线也存在一定角度,且上端向内倾斜,这便是主销内倾,主销轴线与垂线间的夹角便称为主销内倾角。
回正作用的产生:
由于主销内倾角的存在,使得车轮转向时的趋势是车轮整体下移,但是由于我们日常行驶的铺装路面均为硬质路面,因此呈现出的效果就成了:转向时,车轮会抵抗重力将车头抬起,而当转向力消失时,车轮便会在重力的作用下自动回正。主销内倾角越大,这种回正作用越明显,但是角度过大也会造成轮胎的过度磨损,这个角度通常在5-8°之间。
主销内倾的作用是使前轮自动回正、使转向操纵轻便及减小转向盘上的冲击力。
在此大家会有一个疑问:
主销内倾与主销后倾都有使转向轮自动回正、保持车辆直线行驶的作用,那它们哪一个作用大一些呢?让我来告诉你真相。主销后倾的回正作用与车速有关,而主销内倾的回正作用几乎与车速无关。因此,汽车在高速行驶时后倾的回正作用大,而低速行驶时主要靠内倾起回正作用。此外,直线行驶时,转向轮偶尔受到冲击而发生偏转时,也主要靠主销内倾起回正作用。
除了这两个参数,还有两个参数对汽车稳定行驶也起到了重要的作用,那就是前轮外倾和前轮前束。
前轮外倾
当转向车轮安装在车桥上时,其旋转平面上方略向外倾斜,这种现象称为前轮外倾。车轮旋转平面与纵向垂直平面之间的夹角,叫前轮外倾角。前轮外倾角一般都很小,只有1度左右。
前轮外倾具有提高前轮工作的安全性和转向操纵轻便性的作用。
前轮前束
汽车的两个前轮旋转平面不平行,前端略向内束,这种现象称为前轮前束。前轮前束具有消除前轮外倾造成的前轮向外滚开趋势,减轻轮胎磨损的作用。
前轮外倾与前轮前束是相辅相成的,由于车轮外倾有一定的副作用,所以要用前轮前束来补救。汽车行驶跑偏、抖动主要就是这两个参数偏差造成的。我们做四轮定位时主要是调整前轮前束。
什么情况下要做四轮定位?
车辆的行驶性能受到了影响(比如跑偏、打方向不自动回轮、方向盘过重或飘浮发抖)
因事故造成底盘及悬架的损伤。3、前后轮胎单侧偏磨4、车桥以及悬架的零件被拆下过。
一般只有独立悬架才能调整车轮定位,而整体桥和扭力梁是无法调整的。大部分家庭轿车都是前独立悬架后扭力梁的结构,所以通常所说的做四轮定位都是指做前轮定位。
汽车的四轮定位是行驶系统的重要参数,它的正确与否,直接决定了汽车的行驶安全性和稳定性。汽车使用过程中遇到的跑偏、轮胎偏磨、转向不回位、抖动等,都与它有关。所以,在日常使用中,一旦发现这些异常现象,要及时检查四轮定位,防止故障扩大,影响行车安全。
“方向盘自动回正”是一种必须的设定!
以现代汽车工业的水平而言,要想使方向盘“自动回正”或者“不回正”都是能够做到的,这都是工程师们的人为设定!
说白了就是转向助力所起到的作用。
转向助力会随着车的速度对转向的手感进行调节,比如低速时回正力要减小,回正角度增益要变大,而高速时回正力则要变大,角度增益要减小。一个好的转向助力设定可以让驾驶者感觉随心应手,车开起来灵活自如又舒服!
我们再回到题目上来,假设方向盘不自动回正,会发生什么?
如果那样的话,这个车开起来简直就是一种折磨了!
因为如果是这样,汽车没有了“追寻直线”的循迹性,而只按照方向盘的当前角度去行驶,这样的话你就需要不停的修正自己的方向,一旦车子快起来,细微的角度偏差都会导致车辆行驶方向的变化,而驾驶者又无法找准真正的中点在哪,这简直会让人崩溃!
转向自动回正是非常重要的、帮你找中点的一项功能!
如果你开过一辆四轮定位有问题或者转向有故障的车就会感受到这一点,不停修正方向的感觉,那滋味,那可真是……
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