汽車前束原理和調(diào)整分析

1、- 12 -汽車前束的原理與調(diào)整分析提要一、 本文介紹了汽車前束的由來，認(rèn)為外傾角是影響前束的因素之一。滾動阻力和空氣阻力也是影響因素之一。另外，還提出了一個(gè)新的看法車輪也是影響前束的主要因素。二、 論述了前束的調(diào)整，認(rèn)為只有采用動態(tài)調(diào)整法，方能真正解決前束調(diào)整，進(jìn)而解決輪胎磨損問題。三、 介紹了“動態(tài)前束調(diào)整儀”的原理，結(jié)構(gòu)及試驗(yàn)結(jié)論。四、 介紹了國內(nèi)外前束調(diào)整的動態(tài)。所謂前束，就是汽車靜止時(shí)兩轉(zhuǎn)向輪的任意理論旋轉(zhuǎn)平面在汽車前進(jìn)方向有一夾角，即所謂前束角，為了測量和調(diào)整的方便，也有將此角轉(zhuǎn)化為上述二平面最后兩點(diǎn)間的距離和最前兩點(diǎn)間的距離之差，俗稱“前束”。一輛汽車的前束調(diào)整得是否合適，對汽車

2、前輪輪胎的磨耗起著決定的作用，對汽車的操縱性能也有很大影響。所以前束的問題是個(gè)十分重要的問題。然而在國內(nèi)汽車制造廠中，其所生產(chǎn)的汽車，大約有相當(dāng)一部分的汽車前束值不在設(shè)計(jì)規(guī)定的范圍內(nèi)。90%以上的汽車，前束值沒有處于最佳值。還有相當(dāng)一部分汽車前束值嚴(yán)重超差。這樣的汽車出廠后，其前輪磨損情況是可想而知的。究其原因，當(dāng)然是多方面的，而且主要是工人的責(zé)任心的問題。然而，也不得不承認(rèn)，我國當(dāng)時(shí)的前束調(diào)整工藝及設(shè)備落后也是原因之一。此問題一直十分尖銳地?cái)[在我們面前，迫使我們不得不作一些理論上和實(shí)踐上的探討。目前由于動態(tài)前束調(diào)整儀投入使用，此問題方得以徹底解決。一、 前 束 的 由 來汽車為什么要有前束，

3、前束值的大小是由哪些因素決定的，歷來說法不一。但我認(rèn)為，前束的由來，主要有三。（一）“前束”是為補(bǔ)償“前輪外傾角”所造成的不利而設(shè)計(jì)的。關(guān)于這一點(diǎn)，過去有許多權(quán)威人士都有詳細(xì)論述，簡而言之，認(rèn)為由于前輪外傾而導(dǎo)至前輪在行進(jìn)時(shí)有前張的趨勢，也就是說兩前輪的理論旋轉(zhuǎn)平面與地面的交線不平行，因而，輪胎在滾動時(shí)受來自地面的側(cè)向摩擦力，當(dāng)此力足夠大時(shí)，導(dǎo)至輪胎側(cè)向滑移而造成不應(yīng)有的磨損，俗稱早期磨損。而為補(bǔ)償這一不利因素，設(shè)計(jì)者將前輪設(shè)計(jì)一定前束y，使y正好等于因外傾而產(chǎn)生前輪前張的量。以圖使之與外傾組成最佳匹配，讓汽車在行進(jìn)時(shí)側(cè)向力為零，前輪處于純滾動狀態(tài)，前輪磨損最小?，F(xiàn)在的問題是，外傾角是不是影響

4、前束的唯一因素，如果是唯一的，外傾角與前束角應(yīng)按某一規(guī)律一一對應(yīng)，或者說，能按某一公式計(jì)算出來。然而，并非如此。（見表一）由表一可見，二者間毫無規(guī)律可循，甚至有同一外傾角，相同級別的汽車卻有不同的前束角。反之，有同一前束角的車，其外傾角卻不相同。至于所謂前束角為外傾角的15-25%的“統(tǒng)計(jì)規(guī)律”顯然是不全面的。更不用說前輪驅(qū)動的汽車了。實(shí)驗(yàn)證明，沒有外傾角的非獨(dú)立懸掛的后輪，在行駛時(shí)一般沒有側(cè)向力，不需要有前束。顯然，外傾角是前束角的誘導(dǎo)因素，并不是必要因素，更不是唯一因素。請看表一摘自人民交通出版社“進(jìn)口汽車技術(shù)性能手冊”（82年版）表一（二）“前束”是為補(bǔ)償滾動阻力和空氣阻力對前輪的不利影

5、響而設(shè)計(jì)的。前橋，車輪及梯形拉桿的結(jié)構(gòu)如圖一。設(shè)滾動阻力為PM，空氣阻力為PN，C和C1為兩前輪理論旋轉(zhuǎn)軸心，A和A1為兩主銷。B和B1分別為梯形拉桿兩端的球關(guān)節(jié)。滾動阻力PM向前輪中心C簡化，得一向后的作用力和一力矩，力的大小與PM相等，力矩驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)動。PM與本來就作用于C點(diǎn)的空氣阻力PN的合力P（P=PM+PN）再向主銷A點(diǎn)簡化，結(jié)果又得一力和一力矩，力的大小與P相等，力矩：M=Pl=(PM+PN) l(l 是C點(diǎn)到A點(diǎn)的距離)顯然，兩個(gè)主銷上所受力矩大小相等，方向相反，如圖示：A和A1所受力矩分別為-M和+M。由于M的作用，使球銷有向后轉(zhuǎn)動的趨勢，由于受梯形拉桿的約束，又不得轉(zhuǎn)動。設(shè)梯

6、形拉桿所受的力為PB，球關(guān)節(jié)中心到A點(diǎn)的距離AG=S，梯形拉桿的梯形底角為b，則有：PB·S·sinb - M = 0即：PB·S·sinb - (PM+PN) l = 0由于PB的作用，使球關(guān)節(jié)中球肖的球面緊貼肖座的球面外側(cè)。設(shè)梯形拉桿兩端球關(guān)節(jié)中球肖球面與球座球面間的間隙分別為a和b，很明顯此時(shí)兩球肖間的距離加大了（a+b）/2，為獲得“動態(tài)前束”的最佳效果，靜態(tài)前束勢必在原來的基礎(chǔ)上加大一個(gè)量e1e1 = D (a+b) = R(a+b) (D是車輪直徑，R是車輪半徑) S 2S 應(yīng)該說明的是，e1也不是個(gè)定值，它將隨球關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)和其所受力的大小而

7、取一相應(yīng)的值。其變化范圍在0到 R(a+b)/S間。我們知道，任何零件在加工時(shí)，都會有偏差，而且由于空間和重量的限制，任何零件的剛度也是有限的。在-M和PB的相互作用下，各相互關(guān)聯(lián)的零件間可能發(fā)生相對位移、扭轉(zhuǎn)和彈性變形，而且這所有的運(yùn)動的總效果，同樣是使前輪前張。為了補(bǔ)償這一不利效果，又需在原來的基礎(chǔ)上將前束加大一個(gè)量e2 ?？傊?，不論是彈性變形，還是扭轉(zhuǎn)變形，還是零件間發(fā)生位移，都會不同程度地使前橋半軸繞主肖向后旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，造成前張。就是因?yàn)檫@些因素的影響，使得有些外傾角很小甚至為零的汽車也仍然需要有一定的前束，這已為事實(shí)所證明。據(jù)“國外汽車”雜志1979年第5期“行駛汽車轉(zhuǎn)向輪定位角的

8、測定”一文介紹，蘇聯(lián)有關(guān)部門，使用一種特殊裝置，在A3-24伏爾加汽車兩前輪上測量的結(jié)果是：滾動阻力每增加5kg動態(tài)前束值減少0.16 mm。由于滾動阻力與車速有直接聯(lián)系，一般來說，車速越高，滾動阻力越大，所以同文還說：和“對A3-24伏爾加汽車（主銷后傾30，車輪外傾0°，前輪前束0+3mm）的試驗(yàn)證明，在平坦的瀝青路面上，當(dāng)車速分別以5km/小時(shí)，20km/小時(shí)和70 km/小時(shí)行駛時(shí)，前束相應(yīng)減少了0.2, 0.4, 和0.8mm，急加速和常速制動時(shí)，前速相應(yīng)減了0.5和0.5-3毫米。由此，說明有些高級小轎車和載重汽車都有較大的前束值的原因。如奔馳600，外傾0°，

9、前束6±1，紅旗外傾0°，前束5-7。解決CA10B，外傾1°前束10。因?yàn)榍罢咂毡椴捎玫蛪狠喬ズ统蛪狠喬?，而且車速很高，最高可達(dá)200km/小時(shí)。而后者，往往載荷很大。這些都會造成較大的滾動阻力，導(dǎo)至前張嚴(yán)重，故需用較大前束以補(bǔ)償。在前束由來問題上，對于一些高級小轎車或一些汽車工業(yè)發(fā)達(dá)的國家的部分貨車，一般地說，僅有此二項(xiàng)。然而，在我國，由于車輪質(zhì)量不穩(wěn)定，特別是在普通貨車和吉普車上，車輪的幾何精度和平衡精度都極差，質(zhì)量最差的車輪，其徑跳可達(dá)2-3mm。端跳可達(dá)5-7mm，動不平衡可達(dá)3000克厘米到5000克厘米，這樣的車輪在行駛時(shí)，對地面產(chǎn)生很大的側(cè)向力，

10、使車輪遭受嚴(yán)重的早期磨損或畸形磨損。然而，即使在這種情況下，如果適當(dāng)加大或縮小其前束，仍能使其動態(tài)側(cè)向力接近于零，前輪磨損情況就會明顯減輕。實(shí)驗(yàn)證明，對于精度高、結(jié)構(gòu)合理的車輪通過調(diào)整前束，可以使汽車在行駛時(shí)，輪胎與地面間的側(cè)向力為零。前束也可以控制在一個(gè)較小的范圍。然而，對于質(zhì)量較差的前輪，則做不到這一點(diǎn)。當(dāng)前輪滾動時(shí)，會產(chǎn)生一周期性的脈動的側(cè)向力。其周期等于車輪轉(zhuǎn)一周所用的時(shí)間，其波形為不規(guī)則曲線。對于有些汽車，側(cè)向力波動范圍最大可達(dá)12kg。其波形如圖三所示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果還證明，其側(cè)向力不但是無規(guī)律變化，而且還偏離正常側(cè)向力一個(gè)量，這一量的大小，與輪胎支持層的幾何形狀有關(guān)，與其外胎的結(jié)構(gòu)有關(guān)

11、。不同外型和結(jié)構(gòu)的輪胎，裝在同一輛汽車上，在具有相同的靜態(tài)前束的情況下，側(cè)向力會有明顯的差異，如采用普通輪胎和子午線輪胎時(shí)，其側(cè)向力明顯不同，前者小，后者大。即使是同一類型的輪胎，由于胎面花紋不一樣，其側(cè)向力也不一樣。如在對BJ212作前束測試過程中，發(fā)現(xiàn)小方塊花紋輪胎側(cè)向力大，而連續(xù)小細(xì)花紋輪胎側(cè)向力小，由此導(dǎo)至前者最佳前束偏大，后者最佳前束偏小，前者最大可達(dá)8mm，最小也有1mm。而后者，最大不過3mm，最小可達(dá)-1mm。至于輪胎是如何影響側(cè)向力進(jìn)而影響最佳前束值的，下面將進(jìn)一步論述。顯然，為獲得在汽車運(yùn)行的全過程中，地面對輪胎側(cè)向力總和為零的效果，必須將前束偏離正常前束值一個(gè)量。如在圖三

12、中，將零點(diǎn)從原零線移至B點(diǎn)，使其受力圖由圖三所示的情況變?yōu)閳D四所示的情況。.這便是我們所要研究的前束的由來之三。（三）前束是為補(bǔ)償車輪缺陷而設(shè)計(jì)的 假設(shè)車輪如下圖A直立在地面，（零外傾），車輪輪網(wǎng)是一個(gè)經(jīng)精細(xì)加工的左右完全對稱的有足夠剛性的構(gòu)件，輪胎也是一個(gè)高品質(zhì)的完全均勻?qū)ΨQ的橡膠彈性體，那么它的受力就只有汽車自重壓力和地面的垂直向上的支反力P和P，P = -P事實(shí)上，車輪在制造過程中，因各種原因。不可能是上述的那種理想的構(gòu)件，特別是輪胎，在制造過程中的多個(gè)環(huán)節(jié)都可能使其組織包括簾布和橡膠圓周不均勻和左右不對稱。形成如圖B的情況。圖B是車輪的某個(gè)斷面的情況，假設(shè)輪胎右邊簾布的厚度a大于左邊簾

13、布厚度b，顯然，作為充滿高壓空氣的車輪在汽車重力作用下，輪胎受壓而變形，由于a>b至使右邊剛性大于左邊剛性,從而導(dǎo)致輪胎向右變形,其受地面一向左的側(cè)向力P1和地面支反力P及汽車壓力P。由于汽車輪胎對地面的壓力P不是垂直向下的,而是有一夾角y，此時(shí),其效果相當(dāng)于車輪對地面有一傾角為y的力。使車輪附加了一個(gè)外傾角,不同輪胎,要求不同的外傾角,也就要求附加一個(gè)不同的前束。前橋有兩個(gè)前輪，兩前輪附加外傾角的共同作用的結(jié)果，很明顯地需要一合理的附加前束來與之抵消，這一前束的附加值是多大，需實(shí)際側(cè)量而定，我們設(shè)因車輪缺陷所需的前束能為y，其大小和方向都是因車而異，因時(shí)而異。所以出現(xiàn)了圖三所示的側(cè)向力

14、無規(guī)律（但在一定范圍內(nèi)）的變化。導(dǎo)致最佳前束值也因車而異，有的甚至相差很遠(yuǎn)，這也為實(shí)踐所證明。我們在對不同的車（BJ2020）量取動態(tài)側(cè)向力為零時(shí)的靜態(tài)前束值時(shí)發(fā)現(xiàn)可在-2到10間變化。其中90%的車在3mm.到5mm，這說明當(dāng)時(shí)（83年）國產(chǎn)輪胎質(zhì)量是極不穩(wěn)定的。另有極個(gè)別的車，在作動態(tài)前束調(diào)整時(shí)，發(fā)現(xiàn)前輪方向跑偏，用上述觀點(diǎn)可解釋為：左右車輪因輪胎質(zhì)量問題，使兩邊的前輪受同時(shí)向左或同時(shí)向右的側(cè)向力所至。由于bj2020的前橋是非獨(dú)立懸掛的，方向跑偏與定位角無關(guān)，所以，凡遇上述情況，更換前輪就不跑偏了。當(dāng)然，車速和載荷也是影響前束的因素，一般來講，車速越高，載荷越大，要求有更大的前束。但他們

15、都是不確定因素，而且影響不大，所以不在討論之列。 綜上所述，前束的由來，主要有三。= y + y1 + y2其中 y1 = e1 + e2y為外傾角所導(dǎo)至的前束角。y1為地面和空氣阻力所導(dǎo)至的前束角。其中，e1為球關(guān)節(jié)間隙所至，e2為零件變形，位移，扭轉(zhuǎn)等所至。y2為車輪質(zhì)量缺陷所至的前束角。前束的由來尚且有三，影響其大小的因素就更多了，況且汽車在行駛過程中，這些因素又都瞬息萬變（雖然局限在一定范圍）。所以要對一種汽車規(guī)定出一個(gè)在任何時(shí)候，任何情況下都適合的前束值是很不容易的，或者說是根本不可能的。因此，我們只能對一種特定的車型在特定的載荷（一般是滿載）、特定的輪胎和輪胎氣壓，特定的車速以及9

16、0%的直線行駛工況下規(guī)定出一個(gè)大多數(shù)車都適用的前束值的范圍，使前束值在此范圍的汽車都能正常行駛。如北京吉普BJ2020，前束值調(diào)到4mm，80%的車都能正常行駛。我們所說的正常行駛，并不是說前輪磨損最小。而要使前輪在現(xiàn)有條件下磨損處于最小，只有將前束調(diào)到最佳值。這就是我們要討論的第二個(gè)問題前束的調(diào)整。二、 前 束 的 調(diào) 整前束的大小，是靠調(diào)整梯形拉桿的長短來確定的。同時(shí)，前束的誤差又是規(guī)定的很嚴(yán)的，往往只有1-2mm。我曾經(jīng)對BJ2020各有關(guān)零件的尺寸公差及形位公差作過累計(jì)，如果向不同方向積累，足可使前束變化3-4mm。由于影響汽車前束的因素很多，而且這些因素在每一輛車上又不盡相同，往往因

17、車而異，因地而異。如果調(diào)整前束時(shí)采用的方法不合理，首先是不容易調(diào)到設(shè)計(jì)規(guī)定的前束值。其次，即使調(diào)到了設(shè)計(jì)規(guī)定的前束值，也未必是最合理的前束值或曰最佳前束值，同樣不能保證其前輪沒有異常磨損。如果條件允許，應(yīng)該是每一輛車，都因?yàn)楸旧項(xiàng)l件規(guī)定一個(gè)最佳前束值。然而，這一條件是無法滿足的。所以，前束調(diào)整的問題，對于我們來說曾一度是個(gè)十分棘手的問題。目前，在我國，各汽車制造廠都各自根據(jù)自己的條件，采用不同的方法調(diào)整前束。在國外，也不盡相同。但綜合起來，不外以下三種方法。1 測量“前束角”法現(xiàn)在有些汽車制造廠就是采用這種方法調(diào)前束的。將前橋固定在裝配臺架上，在裝輪轂軸承之前，以兩端轉(zhuǎn)向節(jié)軸的兩道輪轂軸承為基

18、準(zhǔn)，測量其軸心線與前橋總成軸線的夾角，使其一端等于單輪前束角y，然后調(diào)整梯形拉桿的長度，使另一端轉(zhuǎn)向節(jié)軸的軸線與前橋的中心線的夾角亦等于單輪前束角y，然后緊定梯形拉桿上的卡子使前束角2y固定下來。用這種方法調(diào)整前束，一般地說大部分都可以合乎設(shè)計(jì)要求，輪胎磨損也基本正常。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是定位基準(zhǔn)選擇合理，調(diào)整速度快，有較高的合格率。這種方法的不足是：（1） 定位基準(zhǔn)點(diǎn)相隔太近，測量誤差大。（2） 拉桿與前橋總成運(yùn)輸不便。容易碰彎拉桿，破壞前束的準(zhǔn)確性。 （3） 沒有考慮轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)及車輪對前束的影響。（4） 無法檢驗(yàn)。（5） 此法只適用于前橋是非獨(dú)立懸掛的汽車。2“BA”法為了克服上述調(diào)整法的不足，

19、一些工廠采用另一種方法調(diào)整前束。就是“B A”法。為了擴(kuò)大測量基準(zhǔn)，他們將測量前束角轉(zhuǎn)化為直接或間接的測量兩前輪任一旋轉(zhuǎn)平面上最后兩點(diǎn)間的距離與最前兩點(diǎn)間的距離之差。如圖五：= B-A = 4RsinY圖五具體測量方法很多，有用特制的前束尺測量的，也有用鋼卷測量的，也有用專門儀器測量的，由于原理極簡單，這里不一一介紹了。用這種方法測量和調(diào)整前束，雖然克服了上述缺點(diǎn)，但是又帶來了一個(gè)無法克服的缺點(diǎn)。由于是在裝上車輪以后測量的，使許多零件的誤差和零件間的間隙都帶到新的測量基準(zhǔn)里來了，所以雖然擴(kuò)大了測量基準(zhǔn)，但是其測量精度不但沒有提高，反而有所降低。實(shí)在是一種顧此失彼的作法。由于在實(shí)際生產(chǎn)中，零部件

20、的誤差在所難免，特別是車輪外傾角，梯形拉桿球關(guān)節(jié)間隙以及車輪的幾何精度都是很難嚴(yán)格控制的，所以也必然有一部分車前束值超出設(shè)計(jì)要求的范圍。而且由于這種前束值都是用靜態(tài)的方法測量與調(diào)整的，很多變化著的因素都沒有考慮，所得前束值絕大部分不是最佳前束值。例如，在我們過去（75年80年）的試驗(yàn)中，BJ2020的前束值，只有5-10%在最佳值。所以前輪必然還會有程度不同的早期磨損和畸形磨損。為了解決這一問題，我參考國外（日、德、美）有關(guān)資料，跳出傳統(tǒng)方法的圈子，尋求了一種新的前束調(diào)整法。3 動態(tài)調(diào)整法前面已經(jīng)論述過，汽車前輪輪胎的早期磨損和畸形磨損的根本原因是車輪在行駛過程中有側(cè)向力對輪胎作功，導(dǎo)至輪胎與

21、地面之間有側(cè)向滑移。很顯然，要解決前輪異常磨損的關(guān)鍵在于消除側(cè)向力。對于前輪來說，要完全做到這一點(diǎn)，幾乎是不可能的，前輪與后輪的不同之點(diǎn)就是前輪有個(gè)轉(zhuǎn)向問題，前輪在轉(zhuǎn)向時(shí)，兩輪不可能時(shí)刻與后輪繞一共同的迴轉(zhuǎn)中心作純滾動。就是在直線行駛時(shí)，由于有其他幾個(gè)定位角（主要是外傾角）的存在，輪胎所受側(cè)向力也不會時(shí)刻為零。但是，我們只要將前束調(diào)整得合適，是可以使汽車在百分之九十的直線行駛的時(shí)間內(nèi)前輪胎所受側(cè)向力總和為零的。這樣，前輪磨損將會處于最小狀態(tài)。即使因?yàn)槟撤N原因（主要是車輪的幾何精度和平衡精度）。側(cè)向力不能為零，而只能在零線上擺動，但由于輪胎是有相當(dāng)彈性的柔韌體，在微小的側(cè)向力作用下，輪胎用本身的

22、彈性變形就可以保持其不與地面產(chǎn)生側(cè)向滑移。既然沒有滑移，就沒有側(cè)向力作功，車輪處于純滾動狀態(tài)，輪胎沒有早期磨損。要做到這一點(diǎn)，是我國汽車行業(yè)現(xiàn)行的靜態(tài)調(diào)整方法所無能為力的。這就需要采用動態(tài)調(diào)整法，讓前輪轉(zhuǎn)動起來，向前行駛，讓影響前束的一切因素都來參加表演，然后用調(diào)整拉桿長度的辦法，將那些不利因素所產(chǎn)生的側(cè)向力消滅于一個(gè)統(tǒng)一體中，此時(shí)前束取于最佳值，即動態(tài)側(cè)向力為零，側(cè)向滑移亦為零。前輪處于純滾動狀態(tài)，輪胎磨損最小。根據(jù)上述原理，我設(shè)計(jì)了一臺“動態(tài)前束調(diào)整儀”。“動態(tài)前束調(diào)整儀”基本結(jié)構(gòu)如圖六。兩平行滾筒2置于一可以左右移動的小車3上，小車上連有拉桿4，由4通過傳感器5和拉桿6連接，拉桿6與另一

23、小車7（完全同小車3）鉸接。當(dāng)汽車兩前輪1分別置于兩小車的滾筒之上后，開動機(jī)器使?jié)L筒旋轉(zhuǎn)，此時(shí)，滾筒代替了實(shí)際行駛中的路面。如果前束角不合適，則兩小車分別受大小相等方向相反的兩個(gè)側(cè)向力作用，同時(shí)向內(nèi)或向外移動。由傳感器5感受此力的大小和方向，調(diào)整前束，使此力為零，或在零上左右擺動。此時(shí)的前束值即為此車的最佳前束值。對此儀器，我們做了如下試驗(yàn)，簡述如下：1 與日本交通省特許的側(cè)滑儀作對比試驗(yàn)。日本側(cè)滑儀是專門用以檢測汽車前輪定位角的綜合性能的儀器，其中主要是檢驗(yàn)前束的，它的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)是看汽車每向前行駛一公里時(shí)，其轉(zhuǎn)向輪側(cè)向（向內(nèi)或向外）滑移的距離（俗稱側(cè)滑）。側(cè)滑為零即為最好，表示前輪無側(cè)向滑移。

24、側(cè)滑在±3m/km視為良好，表示前輪無明顯早期磨損，而當(dāng)側(cè)滑超過5m/km時(shí)，則被視為不合格。此時(shí)車輪會有嚴(yán)重磨損。我們用“動態(tài)前束調(diào)整儀”調(diào)整10輛BJ2020汽車前束，使動態(tài)側(cè)向力為零。然后到在日制側(cè)滑儀上做試驗(yàn)，結(jié)果全部良好，10輛車中，有5輛側(cè)滑為零，3輛側(cè)滑0.5，兩輛側(cè)滑為1。由此證明，此儀器是完全可行的。2 量取靜態(tài)前束值，與設(shè)計(jì)規(guī)定對照：我們從82年8月開始，分別在不同時(shí)期的車中任選200輛BJ2020和BJ2020A及BJ121卡車進(jìn)行動態(tài)前束調(diào)整，將側(cè)向力調(diào)到零后，再用前束尺取其靜態(tài)前束值，其結(jié)果如表二所示。由上分布曲線可以看出，前束值在1-6的汽車占87%。前束

25、值在設(shè)計(jì)規(guī)定值的汽車只有52%。在200輛車中，前束值最大的車的總號是13882，靜態(tài)前束值為7.2。我們曾將其前束值調(diào)到設(shè)計(jì)規(guī)定值2毫米。進(jìn)行側(cè)滑試驗(yàn)，結(jié)果側(cè)滑為-5m/km。即表示前束太小，不合格。即是說，對于此車，因其各方面的具體條件不同，而需要有較大的前束，7.2mm就是此車的最佳前束值。 還有一輛車，其經(jīng)動態(tài)調(diào)整前束后，測得其側(cè)向力和側(cè)滑均為零，量得其靜態(tài)前束為10.2。這在我廠所產(chǎn)的車?yán)镆彩巧僖姷摹，F(xiàn)已跑完3000km，觀察其前輪磨損，幾乎與后輪無異。另外，我們還對幾輛前輪磨損嚴(yán)重的舊車用“動態(tài)前束調(diào)整儀”進(jìn)行了前束重調(diào)，行程4000余公里，前輪均未發(fā)現(xiàn)異常磨損。值得注意的是，這些

26、車中，原來的前束值都基本在設(shè)計(jì)規(guī)定范圍。同一類型的車，前束差別如此之大，這是我從沒預(yù)料的。為找出其原因，我們作了如下試驗(yàn)。3 更換梯形拉桿球關(guān)節(jié)。僅從圖紙公差積累，原BJ2020球關(guān)節(jié)側(cè)向間隙最大可達(dá)0.45mm，影響到前束，能使前束增加2mm左右。這次我們制造了一種新結(jié)構(gòu)的球關(guān)節(jié)，將側(cè)向間隙限制在0.1mm之內(nèi)。我們對前束偏大的車輛12270（前束5.9），換上了特制的新結(jié)構(gòu)拉桿，重調(diào)后測得靜態(tài)前束為4.5，即減小1.4mm。梯形拉桿球關(guān)節(jié)間隙對前束的影響在舊車上尤為明顯。經(jīng)長期使用后，其間隙明顯加大使前束減小。曾對陜汽駐京辦事處的一輛BJ2020車號31-13602作過試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)由此對

27、前束的影響是使之變小了3mm。但是，由于原結(jié)構(gòu)的球關(guān)節(jié)內(nèi)有彈簧自動復(fù)位，而且間隙也有大有小，所以此間隙不是對所有的車都起作用，而是只對一部分車起作用，如我們對前束為7.2的13860車作了同樣試驗(yàn)，就沒發(fā)現(xiàn)有什么變化。4 為了找出影響前束的主要因素，我們作了更換前輪的試驗(yàn)，試驗(yàn)證明車輪是影響前束的主要因素。A 僅舉一例，經(jīng)動態(tài)調(diào)整后，測得車號為13882的車前束為7.2，而車號14215的車前束為零，當(dāng)兩車前輪互換后，經(jīng)動態(tài)重調(diào)，重量兩車的靜態(tài)前束值也幾乎互換了。13882變?yōu)?而14215則變?yōu)?.2了。B 對于上述兩輛車，我們在換前輪前后都作了側(cè)滑試驗(yàn)，都在-2.5+2.5之間。C 從理論

28、上講，經(jīng)動態(tài)調(diào)整后的車輛，其側(cè)滑應(yīng)為零，但事實(shí)并非總是為零，有時(shí)還相差很遠(yuǎn)，最大能到3.5和-3.5。首先我們懷疑側(cè)滑儀不準(zhǔn)，于是用13882車在側(cè)滑儀上往復(fù)試了10次，結(jié)果都是2.5。由此證明側(cè)滑儀是準(zhǔn)的。D 由于側(cè)滑儀寬度有限，只能檢測1/41/3個(gè)前輪的側(cè)滑，其它部分也是2.5嗎，應(yīng)該不是。為證實(shí)這一觀點(diǎn)，我們又以輪胎的不同著地點(diǎn)通過側(cè)滑儀十次,側(cè)滑分別為2.5、 1.9 、-1.8、 09、 1.7、 -1.4 、-2.5、 0.7、 -2.4、 0.3十次側(cè)滑的數(shù)據(jù)之代數(shù)和為-0.1, 平均側(cè)滑為-0.01,單位是M/KM. 由此證明，我們的猜想是對的經(jīng)動態(tài)調(diào)整后的車輛，其側(cè)滑應(yīng)為零

29、，至少，其平均側(cè)滑為零為證明車輪對前束的影響程度，我們?nèi)芜x了一對車輪作為基準(zhǔn)前輪，對以下11輛無前驅(qū)動的BJ121小卡車先用“動態(tài)前束調(diào)整儀”調(diào)整前束，并量取靜態(tài)前束值，然后將這11輛車的前輪分別更換成 同一對前輪，并用“動態(tài)前束調(diào)整儀”調(diào)整前束， 量取靜態(tài)前束值 ，其結(jié)果如表三。 表三作分布曲線進(jìn)行對比如圖七。由上表可見，用原車輪時(shí)，前束在0.54.3間變化4mm，而當(dāng)車輪因素消除之后，前束僅在23間變化1mm。5 快速磨損試驗(yàn)。我們在抽查時(shí)，發(fā)現(xiàn)一輛車的前束為-1.8。經(jīng)復(fù)查確認(rèn)，其側(cè)向力及側(cè)滑均為零，在當(dāng)時(shí)情況下，有的人認(rèn)為無法理解，應(yīng)作磨損試驗(yàn)。 圖七 在有關(guān)部門的協(xié)助下，我們作了快速

30、磨損試驗(yàn)。結(jié)果證明對于此車，前束為-1.8時(shí)，前輪磨損最小。當(dāng)前束調(diào)到4.3時(shí)，前輪磨損增加18%，外側(cè)偏磨增加32%。到此為止，影響前束的主要因素基本找到，我認(rèn)為可以得出如下結(jié)論：“動態(tài)前束調(diào)整儀”其設(shè)計(jì)思想正確，結(jié)構(gòu)合理，用此儀器調(diào)整前束是解決前輪磨損的根本辦法。它不但能調(diào)出每輛汽車的最佳前束值，而且能部分彌補(bǔ)前橋車輪及轉(zhuǎn)向系各零件結(jié)構(gòu)和加工精度的不足。此儀器至今已經(jīng)使用二十余年了，在使用中，我們認(rèn)為它有如下優(yōu)點(diǎn)：1 與實(shí)際使用相符。調(diào)整時(shí)，前輪至于滾筒之上，只要轉(zhuǎn)動滾筒，就能再現(xiàn)實(shí)際的直線行駛狀態(tài)。影響汽車前束的一切因素都參加了調(diào)整，一切間隙都朝一定方向消除，無疑調(diào)整至側(cè)向力為零時(shí)的靜態(tài)

31、前束值是此車的最佳前束值。2 調(diào)整方便：汽車開上滾筒后，不需要固定裝置和平衡機(jī)構(gòu)，也沒有始終保持和操縱方向盤的必要（擰動調(diào)整螺母時(shí)除外）。而且前輪至于滾筒上的任何位置都不影響測量和調(diào)整精度。也就是說如果滾筒設(shè)計(jì)得足夠長的話，一臺“動態(tài)前束調(diào)整儀”可以對輪距和軸距不同的多種汽車調(diào)整前束。3 精度高，如果車輪平衡精度和幾何精度較高的話，其所測靜態(tài)前束值的公差完全可以控制在設(shè)計(jì)規(guī)定范圍以內(nèi)。4 此調(diào)整儀的著眼點(diǎn)在輪胎磨損的根本原因 側(cè)向力，所以在調(diào)整時(shí)，不必考慮是什么車型，也不必考慮車輪的大小，更不必考慮車輪的結(jié)構(gòu)，材料，氣壓及外傾角等。即此儀器可調(diào)整任何汽車的前束。5 不必考慮拉桿和其他轉(zhuǎn)向系零件

32、的位移、形變、扭轉(zhuǎn)和間隙等。6 此儀器既可作調(diào)整前束用，亦可作檢驗(yàn)前束用，既可給汽車制造廠用 ，也可給汽車修理廠和汽車檢測場用。7 用此調(diào)整儀調(diào)整前束生產(chǎn)效率高， 一般不到1分鐘，可完成一輛車前束調(diào)整的全部工作，而且工人勞動強(qiáng)度低。 8 該儀器還可以測量前輪方向跑偏的程度。以上8條優(yōu)點(diǎn)，是任何其他前束調(diào)整設(shè)備所無法相比的。如果能在全國各制造廠和修理廠都推廣使用，汽車前輪早期磨損和大部分畸形磨損將得以消除，可以大大節(jié)省汽車輪胎和汽油消耗。對環(huán)境保護(hù)也是很必要的。三、 結(jié) 束 語我國目前生產(chǎn)汽車的廠家雖然不少，除一汽外，其他各家都是近十幾年才逐步發(fā)展起來的。前束的問題，對于小廠，由于其產(chǎn)量小，矛盾

33、不突出，雖然他們那里也有前輪異常磨損問題，但他們一般不將其歸結(jié)為前束不準(zhǔn)。然而對年產(chǎn)量大于十萬輛的廠家，前束的調(diào)整和檢驗(yàn)必須考慮其效率問題。而且往往因?yàn)楣ぷ髁看?，造成思想松懈，?dǎo)至前束調(diào)不準(zhǔn)，而每年因此而造成的損失是大得驚人的。對環(huán)境的污染也是十分嚴(yán)重的。在我國，過去有很多人對前輪磨損問題作過大量工作，也取得了很大成效，但到目前為止，仍然沒能徹底解決。前輪異常磨損的主要原因是什么？各家仍無定論。而一輛汽車的前束究竟與哪些因素有關(guān)，是什么關(guān)系，到現(xiàn)在為止，也還沒有徹底弄清楚。本文提出的一些解決前束問題的辦法是不是正確的，唯一的，也還有待進(jìn)一步探討。特別是本文中提到的前束的三個(gè)由來，在理論上能否成

34、立也有待行家鑒定和實(shí)踐的考驗(yàn)。本文對這些問題還只作了定性的分析，離定量的分析還相差很遠(yuǎn)。能不能推導(dǎo)出一個(gè)用以精確計(jì)算一輛新型車輛的前束值的通用公式也是值得研究的。這一切說明，問題并沒完結(jié)，我們?nèi)孕枧?。就前束的調(diào)整，我們的看法如下：1 就前束的調(diào)整而言，我認(rèn)為最合理的辦法是采用“動態(tài)前束調(diào)整儀”調(diào)整前束。它的七條優(yōu)點(diǎn)是任何其他方法所無法相比的。2 就前束的檢驗(yàn)而言，應(yīng)大力推廣使用側(cè)滑儀，因?yàn)樗Y(jié)構(gòu)簡單，使用方便，效率高，而且行之有效，能對所生產(chǎn)的汽車進(jìn)行100%的檢驗(yàn)。3 影響輪胎磨損的因素很多，但前束（前輪前束和后輪前束）是否合格，是其主要因素，只有前束調(diào)到最佳前束值了。輪胎的早期磨損問題即

35、可消除，至少可以大為減輕。而大部分畸形磨損問題也可以避免。4 實(shí)踐證明，車輪的質(zhì)量好壞，是影響前束進(jìn)而導(dǎo)至磨損的重要因素。因而建議有關(guān)部門認(rèn)真對待車輪質(zhì)量。同時(shí)，為將前束控制在較小范圍，同一車型最好用相同規(guī)格和相同花紋的輪胎。新車設(shè)計(jì)時(shí)，前束值的設(shè)定，必須重點(diǎn)考慮車輪因素。舊車換了輪胎，必須重調(diào)前束，如果換了非原車同樣輪胎，其前束值也應(yīng)適當(dāng)修正，不能套用原車前束值，否則，可能會造成輪胎磨損。1983年4月7日 初稿2005年11月22日 校訂2007年11月20日終校四拾遺 二十多年來，前束調(diào)整問題一直是國內(nèi)外很多專家探討的問題，為解決此問題，也設(shè)計(jì)了不同類型的前束儀，有靜態(tài)的，亦有動態(tài)的，有簡單的亦有復(fù)雜的。我作一簡單介紹 A關(guān)于動態(tài)靜態(tài)之爭 所謂前束值當(dāng)然是靜態(tài)前束值。但用什么方法獲得這一前束值則有動態(tài)靜態(tài)之分。有人認(rèn)為不能用動態(tài)的方法調(diào)整前束值。因?yàn)檫@樣可能得不到設(shè)計(jì)規(guī)定的前束值，不符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。而用現(xiàn)代的科學(xué)和技術(shù)完全能達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的靜態(tài)前束值。然而大多