趙淑華

摘 要：對拖拉機前輪定位進行了詳細的講解，對前輪定位失準的原因進行了分析，并以實例介紹了前輪前束的調(diào)整方法，以幫助機手解決使用中的實際問題。

關鍵詞：拖拉機；前輪定位；前輪前束

中圖分類號：S219.07 文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2017.08.009

在機具推廣調(diào)研中，經(jīng)常遇到一些機手反映拖拉機前輪外胎易偏磨。而現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，是拖拉機前輪定位參數(shù)發(fā)生了改變，許多機手對前輪定位了解不夠，不按規(guī)定檢查和調(diào)整前輪前束。拖拉機的前輪與地面并不垂直，而是其上端略向外傾斜，前端略向里收攏；轉(zhuǎn)向節(jié)主銷也不與地面垂直，而是其上端略向里和向后傾斜，這四項傾斜和收攏的角度和尺寸，統(tǒng)稱為前輪定位，即轉(zhuǎn)向節(jié)軸后傾角、轉(zhuǎn)向節(jié)軸內(nèi)傾角、前輪外傾角及前輪前束，這些參數(shù)在輪式拖拉機設計制造中就已確定。為了保持拖拉機直線行駛的穩(wěn)定性，轉(zhuǎn)向操縱輕便，減少輪胎磨損，必須保證前輪定位。前輪定位在車輛使用過程中，會因機件磨損、變形、松動、損壞等原因發(fā)生改變，造成輪式拖拉機直線行駛不穩(wěn)定、轉(zhuǎn)向不靈活、輪胎早期磨損等故障，嚴重時前輪會發(fā)生振擺，影響安全行車。因此，對輪式拖拉機前輪定位要引起足夠的重視。

1 前輪定位參數(shù)概述

1.1 轉(zhuǎn)向節(jié)軸內(nèi)傾

轉(zhuǎn)向節(jié)軸向內(nèi)傾斜一個角度α，稱轉(zhuǎn)向節(jié)軸內(nèi)傾，在橫向平面內(nèi)，主銷軸線與垂線之間的夾角α叫主銷內(nèi)傾角（如圖1所示）。

主銷內(nèi)傾的主要目的是為了使前輪具有自動回正作用，以提高其在居中位置時的穩(wěn)定性，從而有利于保持拖拉機直線行駛的穩(wěn)定性。這是因為當主銷內(nèi)傾后，前輪偏轉(zhuǎn)時會將機體抬高，轉(zhuǎn)向軸內(nèi)傾從而有利于保持拖拉機直線行駛的穩(wěn)定性。假設前輪繞主銷軸線轉(zhuǎn)過180°（僅僅是為了解釋問題而作的假設，實際前輪最大偏轉(zhuǎn)角不超過50°），車輪將陷入路面一定的深度h，但車輪陷入路面是不可能的，實際情況是此時前軸被抬高了h，被抬高了的前軸在拖拉機重量的作用下，隨時都有下落到最低位置的趨勢，所以，主銷內(nèi)傾后，前輪就可以在行駛中不因遇到不大的側(cè)向力而輕易發(fā)生偏轉(zhuǎn)，以及在轉(zhuǎn)向結束松開方向盤時，前輪能迅速回到行駛位置。主銷內(nèi)傾后，由于轉(zhuǎn)向時會將前輪抬起，從而轉(zhuǎn)向費力沉重，要使駕駛員多費一些力。但也有使操縱省力的一方面，當前輪偏轉(zhuǎn)時，作用在輪胎支承面上的縱向阻力將對主銷的軸線產(chǎn)生一個阻止它偏轉(zhuǎn)的阻力矩。輪胎中點離主銷軸線的距離越小，阻止前輪偏轉(zhuǎn)的阻力矩就越小，轉(zhuǎn)向操縱就輕便。主銷內(nèi)傾角是由前軸在制造時其主銷孔軸線的上端向內(nèi)傾斜而獲得的。因此，前軸彎曲變形、轉(zhuǎn)向節(jié)軸與銷孔磨損變形都將引起轉(zhuǎn)向節(jié)軸內(nèi)傾角的改變。一般拖拉機的轉(zhuǎn)向節(jié)軸內(nèi)傾角為3°～9°。

1.2 轉(zhuǎn)向節(jié)軸后傾

轉(zhuǎn)向節(jié)軸向后傾斜一個角度β，稱轉(zhuǎn)向節(jié)軸后傾，如圖2所示。后傾的作用是使前輪偏轉(zhuǎn)后有自動回正作用，保證直線行駛的穩(wěn)定性。轉(zhuǎn)向節(jié)軸后傾使其軸線與地面的交點A位于輪胎接地點O1的前方，轉(zhuǎn)向時地面對前輪的側(cè)向反力對轉(zhuǎn)向節(jié)軸產(chǎn)生回正力矩，驅(qū)使前輪回到居中位置。

后傾角過大，將引起轉(zhuǎn)向費力、機車晃頭，一般為0°～5°。顯然，轉(zhuǎn)向節(jié)軸后傾角越大，回正力矩也越大。但過大的回正力矩反而會使拖拉機在行駛中產(chǎn)生“晃頭”現(xiàn)象，并且會發(fā)生轉(zhuǎn)向沉重或回正過猛打手現(xiàn)象，所以后傾角應該適當。試驗表明，拖拉機在行駛中，由于輪胎的變形，與地面接觸處輪胎的支承面實際上將后移，其中點亦隨之后移，回正力矩的力臂加長。因此，為了不致造成過大的回正力矩，現(xiàn)在有不少拖拉機的轉(zhuǎn)向節(jié)軸不后傾，甚至少數(shù)拖拉機的轉(zhuǎn)向節(jié)軸還前傾，即為負值，轉(zhuǎn)向節(jié)軸后傾角的獲得一般是前軸、鋼板彈簧和車架三者裝配在一起時，由于鋼板彈簧前高后低，使前軸向后傾斜而形成。由此可知，車架變形、鋼板彈簧疲勞、轉(zhuǎn)向節(jié)松曠、車橋扭轉(zhuǎn)變形等均將使主銷后傾角發(fā)生變化。一般拖拉機的轉(zhuǎn)向節(jié)主銷后傾角為0°～5°。有些汽車采用低壓輪胎，其接地點后移，后傾角減小，甚至為負值（即前傾）。

1.3 前輪外傾

前輪旋轉(zhuǎn)平面向外傾斜一個角度γ，稱前輪外傾，如圖3所示。前輪外傾使其接地點到轉(zhuǎn)向節(jié)軸線與地面交點之間的距離縮短，從而減小了前輪偏轉(zhuǎn)的阻力矩，使轉(zhuǎn)向操縱輕便。此外，前輪外傾使地面支反力的軸向分力Fy指向前輪內(nèi)側(cè)的大圓錐軸承，減輕外側(cè)小軸承的負荷及前輪松脫的危險性。拖拉機前輪外傾角一般為1.5°～4°，汽車的為1°左右。有的汽車前輪外傾角為負值，以避免轉(zhuǎn)向時車身過分傾斜，如上海桑塔納轎車為-30′～±20′。

1.4 前輪前束前輪

前輪前端在水平面上向里收束，稱前輪前束，如圖4所示。其作用是為了抵消前輪外傾所造成的外滾趨勢，保持兩前輪直線行駛，以減小行駛阻力和輪胎的磨損。在前輪居中位置，與前輪軸中心線相同高度上，兩前輪后端與前端距離之差A-B即為前束值，一般為2～12 mm。有的汽車前束取負值，如桑塔納轎車前束值為-3～-1 mm。

使用中調(diào)整輪距時，前束值也要調(diào)整。通過改變橫拉桿長度（轉(zhuǎn)向梯形機構）或左右縱拉桿長度（雙拉桿轉(zhuǎn)向機構）來實現(xiàn)。調(diào)整時注意各生產(chǎn)廠規(guī)定的測量位置。

2 前輪定位失準的原因

拖拉機等農(nóng)用車輛，主要工作在鄉(xiāng)間田野，道路環(huán)境條件差，長期使用前輪定位值會因如下原因而發(fā)生改變。

2.1 磨損

車輛在使用過程中，轉(zhuǎn)向機構、行走機構中的一些配合件會發(fā)生磨損，導致前輪定位值發(fā)生變化。當車輪軸承因磨損而間隙變大時，車輪在行進中的晃動量增加，前束值和外傾角則因車輪晃動而變動。轉(zhuǎn)向節(jié)立軸與襯套的間隙因磨損變大時，會造成前輪定位四項值均發(fā)生改變。轉(zhuǎn)向節(jié)球頭銷間隙變大時，則導致前束值的改變。因磨損而使前輪定位發(fā)生變化是正常的，也是難免的，只要磨損在正常范圍，前輪定位的改變不會給車輛的正常工作造成多大的影響，但當一處或多處，尤其是轉(zhuǎn)向節(jié)立軸與襯套磨損嚴重時，就需立即修復。

2.2 變形

拖拉機零部件在長期使用中發(fā)生變形是不可避免的。當前橋因承受載荷而從中間向下彎曲時，轉(zhuǎn)向節(jié)立軸內(nèi)傾角會變大，前輪外傾角會變小。當立軸因裝載而變形時，轉(zhuǎn)向節(jié)立軸后傾角會變大。轉(zhuǎn)向橫拉桿變彎時，前束值則會變小；轉(zhuǎn)向節(jié)立軸與前輪軸的幾何夾角因變形而變小時，前輪外傾角會變小等。這種因為金屬零件的彈性變形而導致前輪定位的失準，屬正?，F(xiàn)象，只要變形量不大，它對前輪定位的影響是允許的。而變形過大，造成的前輪定位失準將是難以恢復的，車輛的正常行駛就失去了保證。

2.3 行駛系統(tǒng)故障及使用方面的原因

車架、車橋、懸掛、車輪等組成行駛系的零部件損壞、功能失效或連接松動時，均可造成前輪定位的失準。拖拉機的前懸架一般都采用獨立懸架。當車輪在行駛中因振動而上下移動時，主銷內(nèi)傾角和車輪外傾角均會不斷變化，如果超載嚴重，這兩個前輪定位都會失準。此外，擺臂與車身或轉(zhuǎn)向節(jié)的連接以及減振器與車身的連接出現(xiàn)松動，橡膠墊圈老化或損壞等，均會造成前輪定位失準。采用非獨立懸架的農(nóng)用車輛，當鋼板彈簧疲勞變軟或與車架的連接松動，轉(zhuǎn)向節(jié)松晃，球頭銷、前輪軸承與主銷襯套損壞等等，都會使前輪定位失準。

3 前輪定位的調(diào)整

前輪定位中主銷后傾角、主銷內(nèi)傾角、前輪外傾角在設計、制造時已經(jīng)基本確定，一般不再做調(diào)整，因而在維修保養(yǎng)中一般只是通過檢測調(diào)整前輪的前束值來滿足安全檢測的要求。前輪前束值過大或過小都會引起前輪胎的加速磨損，按規(guī)定新拖拉機磨合后或拖拉機每工作900 h后，必須檢查前輪前束，必要時進行調(diào)整。在拖拉機整個使用過程中也要經(jīng)常檢查、調(diào)整前輪前束。

拖拉機前輪前束的檢查和調(diào)整應按照使用說明書規(guī)定進行，我們以JDT600、650型拖拉機為例來介紹前輪前束的調(diào)整，見圖4。JDT600、650型拖拉機前輪前束值為7～13 mm，654型拖拉機為0～7 mm。前輪前束調(diào)整方法如下：

（1）調(diào)整時，將拖拉機停放在較為平坦的場地上，轉(zhuǎn)動方向盤使拖拉機處于直線行駛位置。

（2）檢查前輪前束值，即測量左、右前輪水平直徑后端與前端的差值即A減B，此值應在規(guī)定范圍之內(nèi)，否則應進行調(diào)整。

（3）600和650型拖拉機前輪前束值的調(diào)整方法和步驟：分別松開橫拉桿總成兩端的鎖緊螺母9和4，旋轉(zhuǎn)橫拉桿總成3（橫拉桿左、右伸長桿上的螺紋螺距為1.5 mm），調(diào)節(jié)兩個前輪縱向中心線的最前端距離和最后端距離，將后者減去前者即為前束。調(diào)好后，再將鎖緊螺母9和4擰緊。

（4）654型拖拉機前輪前束值的調(diào)整方法步驟：松開橫拉桿左、右伸長桿上的鎖緊螺母，轉(zhuǎn)動橫拉桿接管總成，使前輪前束值達到正常值，并確認無誤后，測量轉(zhuǎn)向液壓缸活塞桿經(jīng)過磨削部分露出液壓缸導向套的長度為102 mm。如果不對，就松開活塞桿頭部的鎖緊螺母，轉(zhuǎn)動活塞桿使其外露部分達到所要求的長度，然后擰緊鎖緊螺母。

（5）測量前束時，前后測量點的位置不僅要保證在同一水平方向上，而且還應保證在同一圓周上。

（6）檢查當方向盤各轉(zhuǎn)到左右極限位置時，轉(zhuǎn)向器的蝸桿是否脫落，如脫落應重新調(diào)整。