▲ 主销的定义与功能 主销,作为汽车前轴的重要部件,其上端设计成向后倾斜,这一特性被称为主销后倾。在车辆的纵向垂直平面中,垂线与主销轴线之间的夹角γ被定义为主销后倾角。这一设计旨在确保车辆在直线行驶时能够保持稳定,同时,在转向操作完成后,前轮能够自动回正。
▲ 回正力矩的作用 当主销设计成具有后倾角时,其轴线的延长线与路面的交点a会位于轮胎与地面接触点b的前方。在汽车直线行驶过程中,若转向轮受到某种外力而发生轻微偏转(如图中箭头所示,车轮向右偏摆),这将导致汽车开始转弯。由于汽车自身的离心力作用,在车轮与路面接触点b处,路面对车轮产生一个侧向反作用力Y。这个侧向反作用力Y对车轮产生一个绕主销轴线的回正力矩M=YL,其方向与车轮的偏转方向相反,旨在使车轮恢复至原来的中间位置。因此,这个回正力矩被称为稳定力矩。同样地,当汽车在转弯时,这一力矩也会试图使偏摆的转向车轮自动回正。车速越高,侧向反作用力Y的值就越大;而后倾角越大,稳定力矩的力臂L也越大,从而增强了前轮的稳定效应,特别是在高速和大转弯的情况下,这种效果尤为显著。然而,后倾角也不宜过大,否则在转向时可能导致转向盘过于沉重或回正反应过于剧烈。
▲ 主销后倾角的设定 现代汽车的主销后倾角通常不超过3°。对于高速车辆,由于路面侧向反力Y较大,且常配备超低压子午线扁平轮胎,其轮胎弹性充足,行驶时轮胎与路面的接地点后移,进而增加了稳定力矩的力臂L。因此,在这些情况下,后倾角可以有所减小,甚至采用主销前倾的设计。
▲ 主销后倾角的调整 主销后倾角的设定通常是在前轴、钢板弹簧和车架三者装配时完成的。由于钢板弹簧前高后低的特性,使得前轴向后倾斜,从而形成了后倾角。有时,也会在钢板座后部加装楔形垫片来进一步调整后倾角(如图所示)。值得注意的是,车架变形、钢板弹簧疲劳、转向节松旷以及车桥扭转变形等因素都可能导致主销后倾角发生变化。
主销后倾角的调整可以通过在钢板座后部加装楔形垫块来实现。这种调整方式简单有效,能够精确地改变后倾角的大小,以满足不同的驾驶需求。