轉(zhuǎn)向節(jié)是車輪轉(zhuǎn)向的鉸鏈,一般呈叉形。上下兩叉有安裝主銷的兩個同軸孔,轉(zhuǎn)向節(jié)軸頸用來安裝車輪。轉(zhuǎn)向節(jié)上銷孔的兩耳通過主銷與前軸兩端的拳形部分相連,使前輪可以繞主銷偏轉(zhuǎn)一定角度而使汽車轉(zhuǎn)向。為了減小磨損,轉(zhuǎn)向節(jié)銷孔內(nèi)壓入青銅襯套,襯套的潤滑用裝在轉(zhuǎn)向節(jié)上的油嘴注入潤滑脂潤滑。為使轉(zhuǎn)向靈活,在轉(zhuǎn)向節(jié)下耳與前軸拳形部分之間裝有軸承。在轉(zhuǎn)向節(jié)上耳與拳形部分之間還裝有調(diào)整墊片,以調(diào)整其間的間隙
為了保持汽車直線行駛的穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)向的輕便性和減小輪胎與機(jī)件間的磨損,轉(zhuǎn)向輪、轉(zhuǎn)向節(jié)和前軸三者之間與車架必須保持一定的相對位置,這種具有一定相對位置的安裝稱為轉(zhuǎn)向輪定位,也稱前輪定位。正確的前輪定位應(yīng)做到:可使汽車直線行駛穩(wěn)定而不擺動;轉(zhuǎn)向時轉(zhuǎn)向盤上的作用力不大;轉(zhuǎn)向后轉(zhuǎn)向盤具有自動回正作用;輪胎與地面間不打滑以減少油耗,延長輪胎使用壽命。前輪定位包括主銷后傾、主銷內(nèi)傾、前輪外傾及前輪前束。[
主銷在汽車的縱向平面內(nèi),其上部有向后的一個傾角γ,即主銷和地面垂直線在汽車縱向平面內(nèi)的夾角。
主銷后傾角γ能形成回正的穩(wěn)定力矩,當(dāng)主銷具有后傾角γ時,主銷軸線和路面的交點將位于車輪與路面接觸點的前面。當(dāng)汽車直線行駛時,若轉(zhuǎn)向輪偶然受到外力作用而稍有偏轉(zhuǎn)(向右偏轉(zhuǎn)如圖箭頭所示),將使汽車行駛方向向右偏離。這時,由于汽車本身離心力的作用,在車輪與路面接觸點b處,路面對車輪作用著一個側(cè)向反力 。反力對車輪形成一個繞主銷軸線作用的力矩L,其方向正好與車輪偏轉(zhuǎn)方向相反。在此力矩的作用下,將使車輪回到原來的中間位置,從而保證汽車穩(wěn)定直線行駛,故此力矩稱為回正力矩。
但此力矩也不宜過大,否則在轉(zhuǎn)向時為了克服該穩(wěn)定力矩,駕駛員要在轉(zhuǎn)向盤上施加較大的力(即所謂的轉(zhuǎn)向沉重)。因穩(wěn)定力矩的大小取決于力臂L的大小,而力臂L的大小取決于后傾角γ的大小。
現(xiàn)在一般采用的γ角不超過2-3°。現(xiàn)代高速汽車由于輪胎氣壓降低、彈性增加,而引起穩(wěn)定力矩增大。因此,γ角可以減小到接近于零,甚至為負(fù)值。
主銷在汽車的橫向平面內(nèi),其上部向內(nèi)傾斜一個β角(即主銷軸線與地面垂直線在汽車橫向平面內(nèi)的夾角)成為主銷內(nèi)傾角。
主銷內(nèi)傾角β也有使車輪自動回正的作用,如圖所示。當(dāng)轉(zhuǎn)向輪在外力作用下由中間位置偏轉(zhuǎn)一個角度時,車輪的最低點將陷入路面以下。但實際上車輪下邊緣不可能陷入硬路面以下,而是將轉(zhuǎn)向輪連同整個汽車前部向上抬起一個相應(yīng)的角度。這樣,汽車本身的重力有使轉(zhuǎn)向輪回到原來中間位置的效應(yīng)。
此外,主銷的內(nèi)傾還使得主銷軸線與路面交點到車輪中心平面與地面交線距離c減小,從而可減小轉(zhuǎn)向時駕駛員加在轉(zhuǎn)向盤的力,使轉(zhuǎn)向操縱輕便,同時也可以減小從轉(zhuǎn)向輪傳到轉(zhuǎn)向盤的沖擊力。但c值也不宜過小,即內(nèi)傾角不宜過大,否則在轉(zhuǎn)向時車輪繞主銷偏轉(zhuǎn)的過程中,輪胎與路面間將產(chǎn)生較大的滑動,因而增加了輪胎與路面間的摩擦阻力。這不僅是轉(zhuǎn)向變得沉重,而且加速了輪胎的磨損。因此,一般內(nèi)傾角β不大于8°,距離c一般為40-60mm。
主銷內(nèi)傾角是在前梁設(shè)計中保證的,由機(jī)械加工來實現(xiàn)。加工時,將前梁兩端主銷孔軸線上端向內(nèi)傾斜就形成內(nèi)傾角β。