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前两期，笔者分别介绍了车轮定位的概念、四轮定位与轮胎偏磨的关系。本期，笔者将与大家一起探讨四轮定位与车辆跑偏的话题，主要内容有：哪些定位参数与车辆跑偏有关？ 车辆跑偏与方向盘不正是一回事吗？ 除了定位参数，还有那些因素会导致车辆跑偏？ 汽车跑偏是汽车行驶在平坦、干燥、硬实和清洁的道路上，方向盘处于居中位置，车辆自行偏向某一侧，车辆前后轴中心的连线与行驶轨迹的中心线不一致的现象。车辆跑偏轻则导致啃胎、轮胎报废，重则引发爆胎、车辆失控等危险状况的发生。国家标准GB 7258-2017《机动车运行安全技术条件》中，对汽车跑偏的强制规定：“机动车在平坦、硬实、干燥和清洁的道路上行驶不应跑偏，其方向盘(或方向把)不应有摆振等异常现象。” 需要说明的是：国家标准GB 7258-2017对汽车跑偏没有量化的标准数据，通常情况下，汽车维修行业对汽车跑偏的规定是不超过5m/100m。也就是说，车辆在平坦的直路上行驶100m，车辆跑偏的距离不超过5m被视作正常；否则，就意味着汽车存在跑偏故障。 另外，最近几年，汽车对经济性和舒适性的要求越来越高，底盘调教得越来越轻盈，所以很容易受路面、气压、风向等因素的影响而出现轻微的跑偏现象。对于这种情况，不能算作跑偏类故障。维修人员在修车过程中，遇到此类问题时应该合理引导车主，降低车主的期望值，尽可能避免车主由此而产生不必要的抱怨或投诉。 1 主销定位参数对车辆跑偏的影响 主销的定位参数有两个：主销后倾角和主销内倾角(图1)。 图1 主销后倾角和主销外倾角 主销后倾的主要作用是减小行驶中的方向跑偏，可以使方向盘有自动回位的功能，主销后倾角越大方向的稳定性越好。过大的主销后倾角会导致转向时费力；过小的主销后倾角会使转向系统产生偏摆震动。由此可见，主销后倾有助于减小行驶中的方向跑偏，是影响跑偏的一项非常重要的参数，主销后倾角越大车辆越不容易出现跑偏的现象。如果前轮两侧转向轴的主销后倾不同，就会产生跑偏的现象，一般来说，车辆会向主销后倾角较小的一侧跑偏。 主销内倾角在转向时具有抬升车桥的作用，这也就使得松开方向盘时，转向有靠重力自动回位的功用。同时，主销内倾角的大小会影响主销轴线与路面交点到车轮中心平面与地面交线的距离，从而会增大或减小转向时驾驶员加在方向盘上的力，使转向操纵轻便或加重，同时也可减少从转向轮传递到方向盘上的冲击力。但主销内倾角也不宜过大，否则会加速轮胎的磨损。不同的主销内倾就会产生不同的主销偏置距(图2)，主销偏置距越小(或偏向负值)，转向越轻便，车辆越容易受到外界路面阻力的干扰，越容易跑偏。一般来说，如果车辆两侧主销偏置距不同，车辆将向主销偏置距较小的一侧跑偏。 图2 主销偏置距 2 轮胎定位参数对车辆跑偏的影响 轮胎的定位参数有：车轮外倾和车轮前束(图3)。 图3 车轮外倾和车轮前束 车轮外倾角是轮胎相对垂直参照线的倾斜角度，其作用一方面可以使车轮接近垂直路面滚动而滑动减小转向阻力，使汽车转向轻便；另一方面又降低了轴承及其锁紧螺母的载荷，提高了安全性。车轮外倾角会使得车轮有向着轮胎倾斜的方向滚动的趋势，因此也是影响车辆跑偏的重要参数，当左右两侧外倾角不同时，车轮会向外倾角度偏大的一侧跑偏。 车轮前束是用来修正前轮外倾引起的车轮向外侧转动。由于有外倾，左右前轮分别向外倾斜，也就会向外侧转动，为了修正这个问题，如果左右两轮带有向内的角度，则正负为零，左右两轮可保持直线行进，减少轮胎磨损。也就是说，车轮前束是为了消除车轮外倾的不良影响而存在的。 那么，车轮前束是否会影响车辆跑偏？对于这个问题，需要对前轮前束和后轮前束分开讨论。 前轮为转向轮的车辆，左右侧前轮通过转向机连接在一起，车辆直行时，前束可以通过转向拉杆来互相传递，再加上地面阻力的作用，左右两轮的前束时刻处于相等的位置。也就是说前轮前束本身不会对车辆跑偏产生直接影响。许多汽修同行不禁会问：为什么许多时候调整车轮前束能纠正车辆跑偏？因为前束的作用是修正轮胎外倾的副作用影响，而车轮外倾会直接影响车辆跑偏，因而调整前束会消除部分外倾导致的跑偏趋势。 另外，也许有人会问：为什么做四轮定位时前轴左右前束值经常不相同(图4)？这是因为做定位时，我们将方向盘人为地卡到了中间位置，但在车辆行驶过程中松开方向盘，地面的阻力会自动平均分配前束值，此时方向盘有可能不是处在中间位置(俗称“方向盘不正”)。后文将详细讨论“方向盘不正”对车辆跑偏的影响。 图4 定位时前轴左右前束不等 如果前轮前束值不符合要求，就会加大轮胎与地面摩擦力，同时车轮前束对轮胎外倾的修正作用就会过弱或过强，这时就会掩盖跑偏或加重跑偏。事实上，此时车辆由于其他参数的影响已经具有跑偏倾向，只是被掩盖了而已。当跑偏倾向被掩盖时，往往会表现出轮胎偏磨的现象。在这种情况下，如果维修人员不能综合分析跑偏的原因，只是盲目地调整前束，就会把原本不严重的跑偏故障显现出来或彻底掩盖掉，从而加剧轮胎偏磨。 由于后轮没有转向机这个前束传导设备，汽车后轴上左右两轮的前束是相互独立的，互不影响，而且正常情况下，左右后轮的前束是稳定不变的(带有后轮随动转向的车型除外)，除非底盘悬挂部件变形受到了外力冲击。不同的后轮前束值则会在后桥上产生与车辆中心轴线不重合的推力线(推进角)，使得车辆有沿着推力线相反的方向跑偏，尤其是对于后驱车来说，后轮前束的准确与否对跑偏的影响尤为明显(图5)。 图5 后轮前束对车辆跑偏的影响 3 “方向盘不正”对车辆跑偏的影响 “方向盘不正”是指：车辆在直线行驶时，方向盘不能处于水平位置(图6)，“方向盘不正”仅与前轮前束有关，与其他定位参数无关。因为方向盘与转向机的转向轴相连，而转向机左右拉杆的长度受前轮前束的影响，前轮前束不正确时，方向盘角度就会偏转。 图6 “方向盘不正”时的表现 因此，要解决方向盘不正的问题一般只有一种方法：调前束(图7)。下面以转向机在车轴之后的车型为例，介绍方向盘不正时的调整方法。如果车辆直线行驶时方向盘左低右高(向左偏转)，就需要缩短转向机左侧的转向拉杆、延长转向机右侧的转向拉杆(简称“左收右放”)；如果车辆直线行驶时方向盘左高右低(向右偏转)，则需要对转向机两侧的拉杆进行“左放右收”的调整。对于转向机在车轴之前的车型，调整方法正好相反。 如果车辆仅仅是跑偏，松开方向盘时车辆自动偏向一侧行驶，这个时候方向盘应该是不正的。对于这种情况，我们应先忽略方向盘不正的问题，只处理车辆跑偏的问题。而如果车辆方向盘虽然是歪的，但车辆在时却不会跑偏，这种情况一般只是方向盘不正的故障了，可以参照上面的“左收右放”或“左放右收”的方法来修正方向盘的角度。如果车辆既跑偏又有“方向盘不正”的故障，则应先处理跑偏问题，再调整方向盘角度。车辆跑偏往往会导致“方向盘不正”，而“方向盘不正”一般不会引起车辆跑偏。 另外，由于大部分车主不能正确区分“方向盘不正”与车辆跑偏，常常会把“方向盘不正”错误地描述成车辆跑偏，在我们的日常实际的维修中，如果维修人员不亲自试车确认，维修的结果往往是调了很多的定位参数，却没有得到车主的认可。 图7 “方向盘不正”时的调整方法 4 其他因素对车辆跑偏的影响 车辆跑偏不仅仅与四轮定位的各个参数有关，还与其他诸多因素相关，如轮胎状态(气压、花纹等)、路面、转向助力系统等。 1.轮胎对车辆跑偏的影响 左右侧轮胎气压不一致，车辆会向气压低的一侧跑偏。轮胎花纹深度、形状不一致或轮胎方向安装不正确也会导致车辆跑偏。有些轮胎的花纹具有方向性(图8)，花纹不一致或花纹方向不正确，轮胎与地面的滚动摩擦力就会不一致，使得车辆左右两侧车轮的阻力不相同而出现跑偏。 图8 花纹有方向要求的轮胎 2.路面对车辆跑偏的影响 处于排水的需要，一般道路路面都会设计成中间高两侧低，所以车辆靠右道行驶时会因为道路右侧偏低而存在向右轻微跑偏的现象。当然这也不是绝对的。很早以前，笔者就遇到一位车主抱怨：他的车在北京三环主路左偏、在三环辅路右偏。笔者陪伴该车主试车时发现，在三环主路上车主喜欢靠左侧车道行驶(避免反复变道)，而三环主路的排水槽有的路段设计在左侧、路面左侧偏低，这时向左偏也就很正常；而三环辅路的排水槽多在右侧，所以车辆就会出现向右侧跑偏的趋势。遇到这类车主，我们维修同仁只能耐心地向车主解释清楚了。 3.转向助力系统对车辆跑偏的影响 转向助力系统对车辆跑偏的影响很容易被大家忽视。转向助力系统有液压式转向助力系统(图9)和电子式转向助力系统之分。对于液压式，决定转向助力系统的助力方向和大小的是系统内部的转向控制阀，有时候因为事故或者老化，在方向盘处于中央位置时，阀芯的左右油腔阀门关闭不严，使得油压错误地引入转向机的动力油缸，导致错误的助力出现。此时，虽然方向盘处在中间位置，但转向助力系统却使车辆自动转向，从而导致车辆跑偏。 图9 转向助力系统结构 如何检验车辆跑偏是否由液压转向助力系统引起的呢？方法其实很简单：在确保安全的前提下，断开助力泵的皮带后上路试车，如果车辆跑偏故障消失，则说明车辆跑偏是由转向助力系统引起的；如果跑偏故障依旧，则说明跑偏故障与转向助力系统无关。 对于电动转向助力系统(图10)，由于转向机都没有控制阀，也不会发卡，是不是就不会影响车辆跑偏？电动转向助力系统虽然没有机械的控制阀，但是却多了电子的扭矩传感器。如果在静止不转动方向盘时，扭矩传感器的数据不是0，而是正或负的某个数值，那么左右转向助力大小就会不同。现在的电动转向助力系统，完全是靠扭矩传感器的正负来判断方向，靠扭矩数值的大小调节助力电流，而与方向盘转角信号没有任何关系，此外，电动转向助力系统需要校准中间位置、左右的极限位置。如果校准不正确，转向助力系统就会提供错误的方向盘回位功能。 因此，电动转向助力系统同样也会引起车辆跑偏的出现，其排除方法同样是断开系统来排除。 图10 电动转向助力系统结构 4.制动阻滞力对车辆跑偏的影响 制动系统同样也会导致车辆跑偏，需要说明的是，这里所说的是松开制动踏板时的阻滞力对车辆跑偏的影响，与制动跑偏是两个完全不同的概念。 如果一侧车轮的制动分泵不回位，两侧轮胎的阻滞力就不一致，轻微时会导致制动盘片偏磨，严重时将导致车辆跑偏。这方面的案例虽然不多，但在多年的汽修实践中，笔者还是遇到过此类故障。由于此类故障比较少见，一车因跑偏而送修，维修人员接车后还是习惯性地做四轮定位、检查轮胎等，结果定位、轮胎均未见异常，最后上检测线才发现两侧制动阻滞力差异很大，检修制动系统后，车辆跑偏现象也随之消失。 如何检查和判断车辆跑偏是由制动系统阻滞力引起的？如果有检测线，可以上线检测；如果没有检测线，可以举升车辆让车轮离地，踩刹车后松开，转动车轮，检查左右制动盘片阻力是否一致。 导致车辆跑偏的因素还有很多，如四驱系统、底盘变形、悬挂部件老化松旷、减震器变形或失效、车辆左右轴距不一致、环境风向等，在此就不再一一赘述。 （全文完） |
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