停车时方向盘需回正的原因分析

雷兴善

摘 要：现在网上有很多文章都说停车时需要把方向盘回正，否则的话对转向系统有一定的伤害，还有一些人对此观点持反对意见，认为没必要把方向盘回正，本文从停车后转向轮有没有受回正力矩的角度上，来分析这个问题。

关键词：车轮定位；主销后倾；主销内倾

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.09.206

开个车的朋友都知道，在转向后需要回正的情况下，我们不需要对方向盘操纵很大的力矩，方向盘就能自己回正，这与我们在转向时施加在方向盘上的力差很多，那么这个回正的力矩来自哪里？来自于我们车轮定位的主销后倾和主销内倾，下面我们就来分析一下这两个定位参数的回正力矩是怎么产生的。

1 什么是车轮定位

汽车在直线行驶中，由于外力作用而使轉向轮出现一个小的偏转，如果转向轮不能回正那么汽车将会跑偏，为了是转向轮在出现偏转的情况下能自动回正，同时也为了在转向时转向轻便性和减小轮胎的磨损，在汽车上的转向车轮、转向节与前轴三者之间在车架上的安装有一个相对的位置关系，这种安装位置关系我们称之为称为转向轮定位，也叫前轮定位。正确的前轮定位可使汽车直线行驶稳定而不摆动，转向时在转向盘上施加的作用力不大，转向后转向盘具有自动回正能力，轮胎与地面间不打滑，延长轮胎使用寿命。转向轮定位包括： 主销后倾、主销内倾、前轮外倾及前轮前束。

2 主销后倾

主销是转向轮偏转的轴线，他装在前轴上，从汽车的侧面看，它装在车上后，其上端略微向后倾斜（一般角度不超过3°，不容易发现），这种现象我们称为主销后倾。在轮胎平面内，主销轴线与支承轮胎的铅垂线之间的所形成的角γ叫主销后倾角，如图1所示。主销后倾的主要作用就是保持汽车直线行驶的稳定性，这时因为主销后倾后，它的轴线延长线与路面的交点a在车轮与路面作用点b之前， b到主销轴线之间距离为l。若汽车转弯时（图1中所示向右转弯），则汽车相当于向右转弯，汽车相当于做圆周运动，圆心在右边，这时汽车上会产生一种惯性力，我们也称为离心力，于此同时路面也会提供给车轮一个与离心力大小相等，方向相反的向心力F，汽车车轮在这两个力的作用下沿着车轮的滚动方向移动，一旦这两个力不相等，汽车将产生滑移。向心力F作用点在主销后方的车轮上，作用力的方向指向圆心（右边），这时主销前面的车轮会向左运动，这样车轮就恢复到原来的直线行驶位置。由此可见，主销后倾产生的回正力矩与车速有关，车速越大，产生的惯性力也就越大，回正力矩也越大；当车速为零时，回正力矩也为零。

3 主销内倾

主销安装到前轴上后，在车辆的前面或后面看，其上端略向内倾斜（一般不超过8°），这种现象称为主销内倾。在横向平面内，主销轴线与垂线之间的夹角β叫主销内倾角。主销内倾有有两个作用，其中一个作用是使转向轻便（在这里不在详细讲解），另一个作用就是使转向轮自动回正，也即保持汽车直线行驶的稳定性。当转向轮在外力作用下由中间位置偏转一个角度时（为解释方便，图中画成偏转了180°，见图2-b，实际车轮偏转角度一般不超过50°，但我们可以从这个180°的极限位置发现车轮在偏转时的运动趋势。），车轮会陷入地平面以下，但实际上车轮是不可能陷入地面的，相反，在转向轮偏转的时候是把转向轮连同汽车前部稍微向上抬起一个相应的高度（抬起的高度与偏转的角度有关系），使汽车前部的势能增加。一且外力消失，转向轮就在汽车前部重力的作用下，力图使车轮连同汽车前部恢复到势能最低点的位置，势能最低点的位置就是车轮处于直线行驶的位置，这就是主销后倾使前轮自动回正的原因。由此可见，主销后倾的回正作用是因为车轮偏转使车轮和汽车前部势能增加所形成的，所以只要车轮有偏转，就能形成回正的力矩。

4 主销后倾与主销内倾回正作用的区别

主销后倾与主销内倾都有使汽车转向后自动回正，保持汽车直线行驶的稳定性的作用。由回正力矩的产生机理可知，主销后倾回正作用力矩的大小与车速有关，车速越高回正力矩越大，车速是零，回正力矩也就是零，但主销内倾的回正作用是与车速无关的，对于一辆车来说，他的回正力矩的大小与车轮的偏转角度有关，只要车轮有偏转角，就会产生一个回正的力矩。所以在低车速时回正作用力矩主要来自主销内倾，高车速时回正作用力矩主要来自主销后倾。

5 结束语

由以上分析可知，当我们停车时，如果车轮没有回正，由于车轮的偏转确实有一个回正力矩作用在转向轮上，这个力矩会通过转向轮的轮胎逆向传递给转向系统和悬架系统，使这些系统的相关部件一直处于受力状态，这样时间一长容易使这些受力的部件产生变形，影响悬架性能和转向系统的正常工作，严重时还有可能会导致车辆跑偏，所以停车时一定要把车轮回正。

参考文献：

[1]周林福主编.《汽车底盘构造与维修术》[M].人民交通出版社，

[2]关文达主编.《汽车构造与维修》[M].机械工业出版社.