一辆日产公爵 CEDRIC 轿车。该车已经接连严重地损坏了 2 条前轮轮胎。为了解决这一问题,我详细地观察损坏的轮胎,发现轮胎外侧磨损严重,磨损表面与沟底部几乎平齐,而内侧边缘花纹沟边部呈羽毛状磨损,磨损痕迹从内到外,逐步加重,横过胎面,而且右前轮外侧的磨损尤其严重。我把上次损坏的轮胎拿来,也作了检查,发现二者情况很相似,磨损程度也相近。这说明该车存在着顽固性的故障,如果只是单单地更换轮胎是不行的,必须找出引起该车轮胎产生异常磨损的根源,才能真正地把问题解决。
一、造成汽车轮胎异常磨损的各种因素
根据该公爵CEDRIC 轿车轮胎磨损的实际情况,我首先查阅了大量的有关资料,列出可能造成轮胎异常磨损的各种因素,以便从中找出造成故障的真正原因。
1.前轮外倾不正确
从汽车的前方或后方看轮胎,车轮并非垂直安装的,而是稍微倾斜。前轮的对称中心线与地面垂线之间的夹角称为前轮外倾角。前轮外倾有负外倾(即前轮上边缘在地面垂线内侧呈“八”字形张开)和正外倾之分。
传统的汽车因使用普通斜交线轮胎,一般设计为较大的正外倾角,而现代轿车则设计为较小的外倾角。如公爵CEDRIC 轿车的外倾角为:15′~1°15′。
前轮外倾角的作用是可以使转向轻便,同时提高车轮工作时的安全性。
前轮外倾角过大会造成轮胎外肩过度磨损,外倾角过小则造成轮胎内肩过度磨损。这主要是由于轮胎在滚动时着地半径的差异,使直径大的一侧磨损加剧,而直径小的一侧单边拖曳,既造成轮胎的偏磨,又使汽车在高速行驶时产生前轮摇摆。
2.前轮前束不正确
俯视汽车的前轮,可以发现,一般汽车的 2 个前轮的前缘比后缘距离小(A<B),前轮的这种定位关系称为前轮前束,而很多轿车前轮前缘的距离比后缘距离大,称为负前束(A>B)。公爵 CEDRIC 轿车的前轮前束为:0~2mm。
前轮前束的作用是配合车轮外倾角,消除因前轮外倾而引起的横向运动,引导车轮作纯滚动和直线行驶,避免引起行驶时跑偏、侧向滑磨、摆头吃胎等,从而减轻轮胎的磨损。
3.转向主销内倾
从汽车的前方向后看,转向主销上端向车身内侧倾斜。主销轴线与地面垂线间的夹角,称为主销内倾角。公爵CEDRIC 轿车的主销内倾角为:9°50′~11°20′。
主销内倾角的作用是:使转向轻便,减小行驶时的冲击力,使车轮转向后能自动回正。
主销内倾角不当,会造成轮胎的径向波浪形异常磨损。
4.转向主销后倾
从汽车前轮的侧面看,转向主销的上端向后倾斜。主销轴线与地面垂线间的夹角称为主销后倾角。
公爵CEDRIC轿车的前轮主销后倾角为:3°5′~4°35′。
主销后倾角的作用是:保持汽车行驶的稳定性,减小冲击力,使车辆转向后能自动回正。
主销后倾角不当,也会造成轮胎的径向波浪形异常磨损。
5.轮胎质量不平衡,轮辋变形,半轴轴承松旷会引起车轮的摆振,从而造成轮胎的径向波浪形磨损。
6.转向器、转向传动副的松旷,会引起前轮在行驶中摇摆,也会造成轮胎径向波浪形异常磨损。
7.公爵 CEDRIC 轿车采用螺旋弹簧作为弹性元件的非独立式前悬挂,如果支撑总成、减振器、拉杆变形或松旷,会造成轮胎异常磨损。
8.轮胎气压、车辆载重、路面状况、驾驶技术不当等都会造成轮胎的不正常磨损。
根据对该车轮胎异常磨损的实际状况观察和以上造成异常磨损原因的综合分析,可以初步判断出是由于该车的前轮定位参数不当所致。
二、轮胎异常磨损的深入分析
从前轮定位的 4 个参数对轮胎的异常磨损造成的影响不同情况来看,前轮前束和前轮外倾角不当会引起轮胎的单肩侧磨,而前束和外倾角过大都会引起外侧磨损过度,这与该车的实际情况相吻合。我又通过对该车的仔细观察,发现该车在行驶时有转向盘发飘,操纵不稳的现象。因此,基本上可以确定该车前轮前束和外倾角可能会过大。
而其他的原因,包括主销后倾和主销内倾不当,转向器和转向传动机构磨损松旷,悬架支承和避震器松旷以及轮胎不平衡和气压不当,轮辋变形,驾驶技术不当等,主要会引起汽车行驶时出现摆振,造成轮胎径向异常波浪形磨损,与该车损坏的实际情况不符,其影响基本上可以排除。
于是,问题集中在前轮前束和外倾角是否正确上。