老美寫的有關(guān)傾角和前束

1、前束Understanding Toe從車體正上方向下觀察，若左右兩個車輪的前端略微向內(nèi)聚攏，這對車輪即為內(nèi)束(Toe in)。反之若兩車輪前端呈向外發(fā)散狀，則稱之為外束(Toe out)。前束的大小可由車輪相對車身縱面的偏轉(zhuǎn)角度進(jìn)行度量，或者更通俗地講，前束即車輪前后端的間距差，前束的設(shè)定主要影響以下3方面的性能：輪胎磨損，直線穩(wěn)定性和入彎時的操控特性。通常來講當(dāng)車子直線行駛時，只有讓左右兩車輪平行指向前方才能將輪胎磨損和動力損耗降至最低。但由于車輪通常會沿相對其軌跡的方向運動，因此過多的內(nèi)束和外束都會導(dǎo)致輪胎偏磨。過多的內(nèi)束將加速輪胎外邊緣的磨損，而反之過多的外束將引起輪胎內(nèi)邊緣的磨損。既

2、然零前束能夠?qū)崿F(xiàn)最低的輪胎磨損和動力損耗，那為何還要為前束設(shè)定角度呢？因為前束的設(shè)定對方向穩(wěn)定性(Directional Stability)有很大影響。其機械原理如上圖所示。當(dāng)方向盤置于中間位置時，內(nèi)束將使車輪傾向于沿彼此交叉的車輪軌跡運動。這樣左右車輪將彼此干涉，不會產(chǎn)生轉(zhuǎn)向效果。當(dāng)一側(cè)車輪受到擾動，該車輪將會沿主銷向后拉動。這同樣會拉動另一個車輪，使其轉(zhuǎn)向相同的方向。在擾動非常小的情況下，受干擾的車輪只會轉(zhuǎn)動一個很小的角度，或許這會使車輪沿直線運動而非獲得一個輕微的內(nèi)束。但注意此類輕微的轉(zhuǎn)向輸入對車輪運動軌跡的影響仍稱不上是一個轉(zhuǎn)向動作。車輪能夠在不明顯改變車子前進(jìn)方向的情況下將路面的不

3、平吸收掉。內(nèi)束以此來提升直線行駛的穩(wěn)定性。如果將車子設(shè)定為外束，在輕微擾動的作用下左右車輪將改變運動方向，這可以被稱之為一個轉(zhuǎn)向動作。任何偏離方向盤正中位置的微小轉(zhuǎn)向角度都將導(dǎo)致外側(cè)車輪的轉(zhuǎn)彎半徑大于內(nèi)側(cè)車輪。因此車子更傾向于入彎，而非保持直線行駛軌跡。所以顯然外束使車子更喜歡彎道，而內(nèi)束則更傾向于扼殺車子的彎路傾向。內(nèi)束(左)設(shè)定下懸掛的一個撓度(Deflection)不會像外束(右)那樣產(chǎn)生轉(zhuǎn)向效果一部車子完美的前束設(shè)定應(yīng)該是在內(nèi)束的直線穩(wěn)定性和外束的快速轉(zhuǎn)向反應(yīng)之間取得平衡。沒人希望自己的街車在街上亂舞無休止的方向修正會把人搞瘋掉的。但賽車卻很樂意犧牲一點直線穩(wěn)定性以換取更為凌厲的入彎。

4、所以街車一般都設(shè)定為內(nèi)束，而賽車通常則是外束。4輪獨立懸掛的車子在后輪也需設(shè)定前束。后輪前束對輪胎磨損，方向穩(wěn)定性和入彎方面的影響與前輪前束相同。但幾乎沒有人把一部后驅(qū)(RWD)賽車的后輪設(shè)定為外束，因為這將導(dǎo)致劇烈的轉(zhuǎn)向過度，尤其是將動力考慮在內(nèi)的話。相反前驅(qū)(FWD)賽車通常都會將后輪設(shè)定為輕微的外束，以此制造一些轉(zhuǎn)向過度抵消部分前驅(qū)車固有的轉(zhuǎn)向不足傾向。車子從靜態(tài)到動態(tài)的過程中將伴隨著前束的輕微改變。這點在前驅(qū)和獨立懸掛的后驅(qū)車上表現(xiàn)得尤為明顯。當(dāng)驅(qū)動力矩傳遞至車輪使其向前運動時，輪胎自身將產(chǎn)生一定的內(nèi)束。這便是諸多前驅(qū)動車將前輪設(shè)定為外束的另一個原因。同樣，當(dāng)車子的非驅(qū)動輪觸地時，其自

5、身將趨于外束。這在后驅(qū)車上尤為明顯。一部車子的前束值取決于懸掛的隨動性和廠方期望的操控特性。為了改善行駛質(zhì)量(Ride Quality)，街車通常在懸掛連桿與車身/副車架處以相對較軟的橡膠襯套(Rubber Bushing)相連，因此在橡膠襯套上加載載荷時其自身會產(chǎn)生較大的位移量。與之相反，賽車使用的是鋼制球狀軸承(Spherical Bearing)或高硬度氨基甲酸乙酯(Urethane)，金屬或是塑膠襯套，以期在提供最佳剛性的同時更好的控制懸掛連桿。因此相對于賽車街車需要更大的靜態(tài)內(nèi)束值，以避免襯套變形導(dǎo)致的車輪外束傾向。值得注意的是近些年來汽車設(shè)計師已經(jīng)開始在街車懸掛襯套的變形上做文章。

6、為了最大限度的提升瞬態(tài)響應(yīng)，設(shè)計師希望將后輪設(shè)定為輕微的內(nèi)束，用以加速后胎側(cè)偏角(Slip Angle)和側(cè)偏力(Cornering Force)的形成。通過前懸A字臂橫拉桿的小幅變形，車子在入急彎時后輪趨向于內(nèi)束；直線上無負(fù)載時，襯套將保持原狀使前束維持在能夠降低輪胎磨損并提升行駛穩(wěn)定性的角度。這種設(shè)計屬于一種被動式的四輪轉(zhuǎn)向。外傾角What is Camber?外傾角是從車輛正前/后方觀察，輪胎與地面垂線所成的夾角。若輪胎頂端向內(nèi)(底盤方向)傾斜，稱作負(fù)外傾；反之若輪胎頂端向外傾斜，則為正外傾。彎中輪胎產(chǎn)生的側(cè)偏力很大程度上取決于胎體與路面間所成夾角，因此車輪外傾角對車

7、輛的最大橫向加速度(Road Holding)有很大影響。值得注意的一點是輪胎在小幅負(fù)外傾下能夠產(chǎn)生最大的側(cè)偏力，尤其是在-0.5º左右。這得益于外傾推力(Camber Trust)作用，外傾推力是胎面橡膠(Tread Rubber)沿輪胎接地面向前運動時發(fā)生彈性形變(Elastic Deformation)產(chǎn)生的額外橫向力。為了優(yōu)化彎中輪胎性能，懸掛設(shè)計師希望輪胎能夠在輕微的負(fù)外傾下工作。當(dāng)然這通常都是個艱巨的任務(wù)，因為底盤在彎中發(fā)生側(cè)傾時，懸掛在豎直方向上會有一定的變形量。由于輪胎通過數(shù)根懸掛連桿與底盤相連，車輪偏轉(zhuǎn)取決于懸掛連桿的上下運動，隨著懸掛的上下運動車輪將受到外傾角大幅

8、改變帶來的影響。因此車輪相對其靜態(tài)位置的改變幅度越大，保持理想外傾角便越困難。而民用車為了追求平順的行駛性能，都會使用相對較長的車輪行程(Wheel Travel)和較軟的側(cè)傾剛度(Roll Stiffness)，這增大了設(shè)計上的挑戰(zhàn)，相反賽車固有的短車輪行程，高側(cè)傾剛度的懸掛反倒讓工程師不那么頭疼。理清對地外傾角和對底盤外傾角非常之重要。為了保持理想的對地外傾角，最佳的設(shè)計是車輪向上運動時，增大相對于底盤的負(fù)外傾。若在懸掛設(shè)計中希望相對于底盤的外傾角保持不變，那么車身側(cè)傾將加大車輪相對于地面的正外傾。因此為了降低車身側(cè)傾的影響，在車輪在向上跳動時，懸掛需要將輪胎頂點拉向車身(即獲得負(fù)外傾)。

9、為了能夠在全段懸掛行程中保持理想的外傾角以使輪胎始終處于峰值工作區(qū)間，設(shè)計師通常會將轎車的前懸設(shè)定為在車輪在向上運動時獲得正外傾。此設(shè)計的目的在于降低車頭相對車尾的側(cè)偏剛度(Cornering Power，即側(cè)偏力增量與側(cè)偏角增量之比)，這樣車子便會呈現(xiàn)轉(zhuǎn)向不足的傾向，平穩(wěn)的逼近車子的物理抓地力極限。轉(zhuǎn)向不足的內(nèi)在特性相比轉(zhuǎn)向過度更安全且更穩(wěn)定，因此無疑這是面相普通大眾的民用車的最佳選擇。由于大部分獨立懸掛的外傾角隨車輪相對于底盤的上下跳動而不斷變化，因此彎中車子外傾角的大小與我們調(diào)校車子時設(shè)定的數(shù)值并不相同。然而靜態(tài)設(shè)定值確是我們對外傾角做出調(diào)整時的唯一參考。對賽車而言，在靜態(tài)條件下設(shè)定外傾角是非常必要的，然后還需進(jìn)行測試，最后依據(jù)測試結(jié)果調(diào)整靜態(tài)設(shè)定值。確定賽車外傾角的最