我們談到K&C特性是決定整車操穩(wěn)的關(guān)鍵因素，K&C特性又分為K特性和C特性。K特性是指懸架運(yùn)動學(xué)，即車輪上下跳動時(shí)或汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，車輪定位參數(shù)、懸架剛度等參數(shù)相應(yīng)的變化規(guī)律，其中包括車輪跳動試驗(yàn)和側(cè)傾運(yùn)動試驗(yàn)兩項(xiàng)內(nèi)容。C特性是指懸架彈性運(yùn)動學(xué)，即考慮懸架中的彈性部件，是描述由于輪胎和路面之間的力和力矩引起的車輪定位參數(shù)、懸架剛度等參數(shù)的變化規(guī)律。其中包括車輪縱向柔度試驗(yàn)、側(cè)向柔度試驗(yàn)、回正力矩試驗(yàn)和轉(zhuǎn)向運(yùn)動試驗(yàn)四項(xiàng)內(nèi)容。

反復(fù)提到的四輪定位參數(shù)有哪些？

常用的四輪定位參數(shù)一般包括：車輪前束角、外傾角、輪距、主銷內(nèi)傾角、主銷后傾角。

車輪前束角

從車的正上方看，左右側(cè)車輪是不平行的，存在一定的夾角。如果向內(nèi)側(cè)傾斜(內(nèi)八字)，稱為Toe in；如果向外傾(外八字)，則稱為Toe out。



為什么會將輪胎擺成朝前八字形？先說如果沒有前束角會怎樣？一般的，我們駕駛車輛都希望車輛能穩(wěn)穩(wěn)的直線行駛，不希望蛇形前進(jìn)（那是還沒拿到駕照的童鞋），所以我們將輪胎掰成外傾（車輪外傾，后面詳述）。



車輪外傾能讓車穩(wěn)穩(wěn)的直行，但是這會出現(xiàn)了另外一個(gè)問題，增加輪胎的磨損量！而且是專門磨其中一側(cè)。走路外八字的童鞋肯定有體會，可以拿自己的鞋看看后跟是不是其中一側(cè)磨得很厲害？



輪胎磨損原理：一側(cè)磨損是因?yàn)橥鈨A會使左右輪經(jīng)常作用著方向相反的與外傾角相對應(yīng)的側(cè)傾推力，所以為了避免磨輪胎，就要想辦法消除這個(gè)側(cè)傾推力。

消除的辦法，是在安裝車輪時(shí)，使汽車兩前輪的中心面不平行，即前輪前束。這樣汽車在直行時(shí)左右輪就有一個(gè)大小相等方向相反的初始側(cè)偏角。當(dāng)然，這個(gè)初始側(cè)偏角也會在左右輪胎印跡上造成方向相反的相應(yīng)側(cè)向力。

如果前束角選的好，就可使前束引起的側(cè)向力與車輪外傾引起的側(cè)傾推力相互抵消。從而避免了額外的輪胎磨耗和動力的消耗。因此通?？梢哉f，前束角是因外傾角的需要存在的。

外傾角

真相是車的輪胎其實(shí)都不是垂直地面的！而且稍微倒呈現(xiàn)“八”字型張開，稱為“負(fù)外傾角”，而朝反方向張開時(shí)，稱“正外傾角”。



由于車輪有外傾角，在車輛滿載時(shí)會使車輪垂直于地面，一方面可以改善車輪外軸承受力的情況，另一方面與路面的橫面的拱形相適應(yīng)。

一正一負(fù)的外傾角導(dǎo)致汽車跑偏，外傾太大或太?。凑龜?shù)或負(fù)數(shù)太大或太?。┒伎稍斐奢喬ミ^早磨損，車輪軸承過早損壞。



由于正的外傾角作用，當(dāng)汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，外側(cè)懸掛有向上抬離的趨勢，當(dāng)車輪回到直線方向時(shí)，汽車的重量壓在轉(zhuǎn)向軸上，幫助車輪回正，大多數(shù)乘用車和輕型卡車都設(shè)計(jì)成正的外傾角。

負(fù)外傾角在轉(zhuǎn)彎時(shí)防止輪胎側(cè)滑，同時(shí)也增加了轉(zhuǎn)向阻力，很多賽車和一些高性能的跑車會采用負(fù)外傾角。



主銷后傾角

主銷后傾角指的是從汽車側(cè)面看主銷軸線與地面垂線間的夾角，當(dāng)主銷向后傾斜時(shí)主銷后傾角為正，反之為負(fù)。主銷后傾拖距指的是主銷軸線與地面的交點(diǎn)至車輪平面垂直中心線與地面的交點(diǎn)間的距離。

合適的主銷后傾角有利于汽車的轉(zhuǎn)向輕便性、轉(zhuǎn)彎時(shí)的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性、直線行駛性能以及抗縱傾性能。

但若兩側(cè)車輪的主銷后傾角不相等，每側(cè)車輪產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向角也會不同，產(chǎn)生的兩個(gè)滾動阻力的分力以及回正力矩也會不同，則汽車會向主銷后傾角較小的一側(cè)跑偏。



前面所說的是合適的主銷后傾角有利于汽車的直線行駛能力，但若兩側(cè)車輪的主銷后傾角過大時(shí)，會使轉(zhuǎn)向變得沉重，駕駛員長時(shí)間駕駛很容易疲勞。



若兩側(cè)車輪的主銷后傾角過小或?yàn)樨?fù)時(shí)，會使轉(zhuǎn)向變的很輕，使駕駛員沒有“手感”，汽車很難保證在一條直線上行駛。





主銷內(nèi)傾角

主銷內(nèi)傾角是指從汽車橫面看主銷軸線與地面垂線間的夾角。



主銷后傾和主銷內(nèi)傾都有使轉(zhuǎn)向輪自動回正的作用。但主銷后傾的回正作用與車速有關(guān)，而主銷內(nèi)傾的回正作用與車速無關(guān)。因此，高速時(shí)主要靠主銷后傾的作用，而低速時(shí)主要靠主銷內(nèi)傾的作用。

主銷內(nèi)傾角靠前軸軸荷保證汽車直線行駛和車輪自動回正。主銷內(nèi)傾和車輪外傾角度主要是由轉(zhuǎn)向節(jié)決定的。主銷內(nèi)傾角是不能調(diào)的，內(nèi)傾角誤差過大應(yīng)換轉(zhuǎn)向節(jié)。

輪距

輪距指的是從汽車橫面看，經(jīng)過輪胎中心平面且垂直于地面的兩條中心軸線間的距離。



目前很多汽車使用獨(dú)立懸架，但該類型的懸架在車輪上下跳動的過程中會使輪距發(fā)生變化，大大地影響了汽車的操穩(wěn)性，主要表現(xiàn)以下三個(gè)方面：輪胎磨損加劇、直線行駛能力下降和穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向性能變差。

在汽車行駛過程中，輪距的變化會直接影響輪胎的側(cè)偏角，若輪距變化超出一定的范圍，就會引起車輪的側(cè)偏甚至側(cè)滑。



因此，為了減少輪胎的磨損和提高汽車的直線行駛能力，如何減小輪距的變化范圍是至關(guān)重要的。

結(jié)論

以上，通過圖示及簡要文字概述了各個(gè)四輪定位參數(shù)的概念和作用，所謂四輪定位參數(shù)，也就是在做四輪定位時(shí)要調(diào)整的參數(shù)。



當(dāng)然做四輪定位基本都是發(fā)現(xiàn)車輛存在問題，比如輪胎一側(cè)磨損嚴(yán)重，車輛跑偏，所以我們用四輪定位來檢查是否有參數(shù)有問題，即不在原廠的參數(shù)范圍內(nèi)。

一般的，我們在設(shè)計(jì)階段就會仿真并經(jīng)過若干試驗(yàn)將四輪定位參數(shù)調(diào)教到最優(yōu)，使車輛獲得最好的操穩(wěn)特性。



當(dāng)然另外也有直接benchmark其他評價(jià)較好的車型，可以大幅提高設(shè)計(jì)效率。對于這些參數(shù)是如何影響車輛操穩(wěn)特性的，原理是什么，我們后期會陸續(xù)詳細(xì)敘說。