四轮定位对车辆跑偏影响及应对措施

王飞龙， 刘晓东， 丁永亚

（吉利汽车临海基地， 浙江 台州 317000）

车辆跑偏对驾驶舒适性及车辆使用经济性方面的影响是不言而喻的， 如长途驾驶的疲劳、 对轮胎的不正常磨损等。 基于以上的影响， 本着安全、 品质、 经济的原则， 本文从四轮定位参数基础构造及生产一致性提升方面进行较为全面的论述。

1 四轮定位参数

四轮定位参数如表1所示， 下面将对各参数的构成及定义、 作用进行详述。

表1 整车主要四轮定位参数

前轮前束构成及示意如图1所示， 根据车辆的定位不同， 其前束会有所差异， 比如某些车辆会采用正前束， 有些车辆则采用负前束， 正前束的含义如图1所示， A-B＞0，此时前束角称之为正前束角， 反之为负前束和负前束角。

图1 前轮前束的构成

当车辆的左右前轮前束角的差值超出了某标准值时，此时车辆会有向前束角较小的一侧方向跑偏的趋势， 至于车辆跑偏的程度以及手感， 取决于其他四轮定位参数的综合影响以及转向系统的调校风格等。

后轮前束， 顾名思义就是车辆后轮的前束角， 其构成与前轮前束并无大的差异。 后轮前束作为整车四轮定位的基准， 这里会引进一个推进角、 推进线的概念， 如图2所示。 作为四轮定位的基础角度，如果推进线与车身的几何中心线不重合， 也会造成跑偏问题等， 其方向与推进线的方向相反。 与前轮前束一样， 即便在推进线与车身几何中心线不重合、 后轮前束不合格等的情况下， 车辆也不一定发生跑偏，只是诱发因素之一， 实际生产中要对诱发因素进行逐一排查， 同时也要结合其他四轮定位参数综合进行分析。

图2 推进线、 推进角示意图

前轮外倾的定义及构成如图3所示。 车轮安装时并非垂直于地面， 而是向车外或车内倾斜的一个角度。 外倾是从汽车的头部向后看车轮中心线偏离铅垂线的角度。 当车轮向汽车外部倾斜时角度为正， 称之为正外倾， 反之为负外倾。

图3 前轮外倾角构成

通过构成及结构分析， 当左右外倾差的绝对值超出标准时， 如左侧正外倾角明显大于右侧时， 显而易见的是车辆具有向左跑偏的趋势。 实际生产过程中偶有存在左右差值超出标准的情况， 可以采用重新装配前支柱与转向节或前支柱与车身等措施来调整外倾角的值， 以达到解决跑偏故障的目的。 关于后轮外倾的构成与前轮外倾差异不大，这里不再赘述。

前支柱上支座总成轴承中心点与下摆臂球头中心点的连线， 称其为主销轴线， 汽车在转向时车轮绕其旋转。 从车辆侧面来看， 主销轴线与通过车轮中心的铅垂线之间的夹角， 称之为主销后倾角， 其构成如图4所示。

图4 主销后倾角结构示意

前滑柱上支座轴承中心在铅垂线的后方为正 （图4所示为正）， 反之为负。 主销后倾角的主要作用是当汽车行驶时转向轮形成可自动回正力矩， 使汽车保持直线行驶， 故而主销后倾角对车辆跑偏也起到了至关重要的作用。

主销内倾角则是从车头的角度去观察主销轴线与铅垂线之间的夹角， 其构成示意如图5所示， 轴线向车身内侧倾斜则为正（图5为正）， 反之为负。

图5 主销内倾角结构示意

合理的主销内倾角、主销后倾角可使汽车转向行驶时转向轻便， 同时也具有一定的自动回正作用，主销角度越大自动回正作用越强烈， 但方向盘大角度转向时越费力。 主销角主要由零部件精度保证， 若发生由于其超差造成的跑偏，可以更换零部件来解决或通过调整其他定位角度来弥补。

2 一致性提升

前文已经论述了主要四轮定位参数对车辆跑偏的重要影响。 在生产制造过程中采用过程能力指数Cpk （Process capability index， 以下简称Cpk） 的方式监控其生产一致性对于减少故障至关重要。 Cpk判定标准参考如表2所示。

表2 Cpk值及对应等级

前轮前束角度以5′±5′为例来讲解其一致性提升的措施。 现场依据标准调整前束提取约1676台样本， 经计算其整体Cpk=0.88， 计算结果如图6所示， 生产过程一致性较差， 过程易失控。

图6 改善前Cpk计算图例

若以5′±2′的公差进行加严调整， 收集1796个样本并计算其整体Cpk≥1.33， 符合过程能力研究判定的良好范围，过程一致性的提高对于整车跑偏故障率有积极影响。

另外， 为提高整车前轮外倾的一致性， 经分析其角度构成， 可以采用如图7所示的分装工装。 经大量数据分析验证，其生产一致性由Cpk＜1.0可以提升至Cpk≥1.33， 在此不再进行数据的展示， 有兴趣的读者可以在生产中进行分析验证。

图7 分装工装结构

另一项保证其一致性的措施则是采用自定位螺栓紧固前支柱与转向节， 由零部件本身的结构尺寸来保证整车外倾角度的一致性， 经过实际生产验证其一致性提升也非常明显。

3 结语

汽车有上千件零部件通过装配进行组合而成， 装配过程中因为零部件结构、 表面防锈、 尺寸配合及材料应力等会产生一定的装配应力， 为消除此部分装配应力对四轮定位参数的影响也是值得思考的问题。

本文主要从四轮定位方面论述了关于车辆跑偏的主要因素， 也提出了部分建议和措施， 并付诸实践验证其有效，也希望对汽车制造、 维修等行业的从业者有所帮助。