趙淑華

摘 要：對(duì)拖拉機(jī)前輪定位進(jìn)行了詳細(xì)的講解，對(duì)前輪定位失準(zhǔn)的原因進(jìn)行了分析，并以實(shí)例介紹了前輪前束的調(diào)整方法，以幫助機(jī)手解決使用中的實(shí)際問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：拖拉機(jī)；前輪定位；前輪前束

中圖分類(lèi)號(hào)：S219.07 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2017.08.009

在機(jī)具推廣調(diào)研中，經(jīng)常遇到一些機(jī)手反映拖拉機(jī)前輪外胎易偏磨。而現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，是拖拉機(jī)前輪定位參數(shù)發(fā)生了改變，許多機(jī)手對(duì)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(jī)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(xiāo)也不與地面垂直，而是其上端略向里和向后傾斜，這四項(xiàng)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(jī)設(shè)計(jì)制造中就已確定。為了保持拖拉機(jī)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(chē)輛使用過(guò)程中，會(huì)因機(jī)件磨損、變形、松動(dòng)、損壞等原因發(fā)生改變，造成輪式拖拉機(jī)直線行駛不穩(wěn)定、轉(zhuǎn)向不靈活、輪胎早期磨損等故障，嚴(yán)重時(shí)前輪會(huì)發(fā)生振擺，影響安全行車(chē)。因此，對(duì)輪式拖拉機(jī)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(gè)角度α，稱轉(zhuǎn)向節(jié)軸內(nèi)傾，在橫向平面內(nèi)，主銷(xiāo)軸線與垂線之間的夾角α叫主銷(xiāo)內(nèi)傾角（如圖1所示）。

主銷(xiāo)內(nèi)傾的主要目的是為了使前輪具有自動(dòng)回正作用，以提高其在居中位置時(shí)的穩(wěn)定性，從而有利于保持拖拉機(jī)直線行駛的穩(wěn)定性。這是因?yàn)楫?dāng)主銷(xiāo)內(nèi)傾后，前輪偏轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)將機(jī)體抬高，轉(zhuǎn)向軸內(nèi)傾從而有利于保持拖拉機(jī)直線行駛的穩(wěn)定性。假設(shè)前輪繞主銷(xiāo)軸線轉(zhuǎn)過(guò)180°（僅僅是為了解釋問(wèn)題而作的假設(shè)，實(shí)際前輪最大偏轉(zhuǎn)角不超過(guò)50°），車(chē)輪將陷入路面一定的深度h，但車(chē)輪陷入路面是不可能的，實(shí)際情況是此時(shí)前軸被抬高了h，被抬高了的前軸在拖拉機(jī)重量的作用下，隨時(shí)都有下落到最低位置的趨勢(shì)，所以，主銷(xiāo)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(jié)束松開(kāi)方向盤(pán)時(shí)，前輪能迅速回到行駛位置。主銷(xiāo)內(nèi)傾后，由于轉(zhuǎn)向時(shí)會(huì)將前輪抬起，從而轉(zhuǎn)向費(fèi)力沉重，要使駕駛員多費(fèi)一些力。但也有使操縱省力的一方面，當(dāng)前輪偏轉(zhuǎn)時(shí)，作用在輪胎支承面上的縱向阻力將對(duì)主銷(xiāo)的軸線產(chǎn)生一個(gè)阻止它偏轉(zhuǎn)的阻力矩。輪胎中點(diǎn)離主銷(xiāo)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(xiāo)內(nèi)傾角是由前軸在制造時(shí)其主銷(xiāo)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(xiāo)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(jī)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(gè)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(dòng)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(diǎn)A位于輪胎接地點(diǎn)O1的前方，轉(zhuǎn)向時(shí)地面對(duì)前輪的側(cè)向反力對(duì)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(guò)大，將引起轉(zhuǎn)向費(fèi)力、機(jī)車(chē)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(guò)大的回正力矩反而會(huì)使拖拉機(jī)在行駛中產(chǎn)生“晃頭”現(xiàn)象，并且會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)向沉重或回正過(guò)猛打手現(xiàn)象，所以后傾角應(yīng)該適當(dāng)。試驗(yàn)表明，拖拉機(jī)在行駛中，由于輪胎的變形，與地面接觸處輪胎的支承面實(shí)際上將后移，其中點(diǎn)亦隨之后移，回正力矩的力臂加長(zhǎng)。因此，為了不致造成過(guò)大的回正力矩，現(xiàn)在有不少拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向節(jié)軸不后傾，甚至少數(shù)拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向節(jié)軸還前傾，即為負(fù)值，轉(zhuǎn)向節(jié)軸后傾角的獲得一般是前軸、鋼板彈簧和車(chē)架三者裝配在一起時(shí)，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(chē)架變形、鋼板彈簧疲勞、轉(zhuǎn)向節(jié)松曠、車(chē)橋扭轉(zhuǎn)變形等均將使主銷(xiāo)后傾角發(fā)生變化。一般拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向節(jié)主銷(xiāo)后傾角為0°～5°。有些汽車(chē)采用低壓輪胎，其接地點(diǎn)后移，后傾角減小，甚至為負(fù)值（即前傾）。

1.3 前輪外傾

前輪旋轉(zhuǎn)平面向外傾斜一個(gè)角度γ，稱前輪外傾，如圖3所示。前輪外傾使其接地點(diǎn)到轉(zhuǎn)向節(jié)軸線與地面交點(diǎn)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(fù)荷及前輪松脫的危險(xiǎn)性。拖拉機(jī)前輪外傾角一般為1.5°～4°，汽車(chē)的為1°左右。有的汽車(chē)前輪外傾角為負(fù)值，以避免轉(zhuǎn)向時(shí)車(chē)身過(guò)分傾斜，如上海桑塔納轎車(chē)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(shì)，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(yù)-B即為前束值，一般為2～12 mm。有的汽車(chē)前束取負(fù)值，如桑塔納轎車(chē)前束值為-3～-1 mm。

使用中調(diào)整輪距時(shí)，前束值也要調(diào)整。通過(guò)改變橫拉桿長(zhǎng)度（轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)）或左右縱拉桿長(zhǎng)度（雙拉桿轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)）來(lái)實(shí)現(xiàn)。調(diào)整時(shí)注意各生產(chǎn)廠規(guī)定的測(cè)量位置。

2 前輪定位失準(zhǔn)的原因

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

2.1 磨損

車(chē)輛在使用過(guò)程中，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)中的一些配合件會(huì)發(fā)生磨損，導(dǎo)致前輪定位值發(fā)生變化。當(dāng)車(chē)輪軸承因磨損而間隙變大時(shí)，車(chē)輪在行進(jìn)中的晃動(dòng)量增加，前束值和外傾角則因車(chē)輪晃動(dòng)而變動(dòng)。轉(zhuǎn)向節(jié)立軸與襯套的間隙因磨損變大時(shí)，會(huì)造成前輪定位四項(xiàng)值均發(fā)生改變。轉(zhuǎn)向節(jié)球頭銷(xiāo)間隙變大時(shí)，則導(dǎo)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(huì)給車(chē)輛的正常工作造成多大的影響，但當(dāng)一處或多處，尤其是轉(zhuǎn)向節(jié)立軸與襯套磨損嚴(yán)重時(shí)，就需立即修復(fù)。

2.2 變形

拖拉機(jī)零部件在長(zhǎng)期使用中發(fā)生變形是不可避免的。當(dāng)前橋因承受載荷而從中間向下彎曲時(shí)，轉(zhuǎn)向節(jié)立軸內(nèi)傾角會(huì)變大，前輪外傾角會(huì)變小。當(dāng)立軸因裝載而變形時(shí)，轉(zhuǎn)向節(jié)立軸后傾角會(huì)變大。轉(zhuǎn)向橫拉桿變彎時(shí)，前束值則會(huì)變??；轉(zhuǎn)向節(jié)立軸與前輪軸的幾何夾角因變形而變小時(shí)，前輪外傾角會(huì)變小等。這種因?yàn)榻饘倭慵膹椥宰冃味鴮?dǎo)致前輪定位的失準(zhǔn)，屬正常現(xiàn)象，只要變形量不大，它對(duì)前輪定位的影響是允許的。而變形過(guò)大，造成的前輪定位失準(zhǔn)將是難以恢復(fù)的，車(chē)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(chē)架、車(chē)橋、懸掛、車(chē)輪等組成行駛系的零部件損壞、功能失效或連接松動(dòng)時(shí)，均可造成前輪定位的失準(zhǔn)。拖拉機(jī)的前懸架一般都采用獨(dú)立懸架。當(dāng)車(chē)輪在行駛中因振動(dòng)而上下移動(dòng)時(shí)，主銷(xiāo)內(nèi)傾角和車(chē)輪外傾角均會(huì)不斷變化，如果超載嚴(yán)重，這兩個(gè)前輪定位都會(huì)失準(zhǔn)。此外，擺臂與車(chē)身或轉(zhuǎn)向節(jié)的連接以及減振器與車(chē)身的連接出現(xiàn)松動(dòng)，橡膠墊圈老化或損壞等，均會(huì)造成前輪定位失準(zhǔn)。采用非獨(dú)立懸架的農(nóng)用車(chē)輛，當(dāng)鋼板彈簧疲勞變軟或與車(chē)架的連接松動(dòng)，轉(zhuǎn)向節(jié)松晃，球頭銷(xiāo)、前輪軸承與主銷(xiāo)襯套損壞等等，都會(huì)使前輪定位失準(zhǔn)。

3 前輪定位的調(diào)整

前輪定位中主銷(xiāo)后傾角、主銷(xiāo)內(nèi)傾角、前輪外傾角在設(shè)計(jì)、制造時(shí)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(guò)檢測(cè)調(diào)整前輪的前束值來(lái)滿足安全檢測(cè)的要求。前輪前束值過(guò)大或過(guò)小都會(huì)引起前輪胎的加速磨損，按規(guī)定新拖拉機(jī)磨合后或拖拉機(jī)每工作900 h后，必須檢查前輪前束，必要時(shí)進(jìn)行調(diào)整。在拖拉機(jī)整個(gè)使用過(guò)程中也要經(jīng)常檢查、調(diào)整前輪前束。

拖拉機(jī)前輪前束的檢查和調(diào)整應(yīng)按照使用說(shuō)明書(shū)規(guī)定進(jìn)行，我們以JDT600、650型拖拉機(jī)為例來(lái)介紹前輪前束的調(diào)整，見(jiàn)圖4。JDT600、650型拖拉機(jī)前輪前束值為7～13 mm，654型拖拉機(jī)為0～7 mm。前輪前束調(diào)整方法如下：

（1）調(diào)整時(shí)，將拖拉機(jī)停放在較為平坦的場(chǎng)地上，轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)使拖拉機(jī)處于直線行駛位置。

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

（3）600和650型拖拉機(jī)前輪前束值的調(diào)整方法和步驟：分別松開(kāi)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(zhǎng)桿上的螺紋螺距為1.5 mm），調(diào)節(jié)兩個(gè)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(jī)前輪前束值的調(diào)整方法步驟：松開(kāi)橫拉桿左、右伸長(zhǎng)桿上的鎖緊螺母，轉(zhuǎn)動(dòng)橫拉桿接管總成，使前輪前束值達(dá)到正常值，并確認(rèn)無(wú)誤后，測(cè)量轉(zhuǎn)向液壓缸活塞桿經(jīng)過(guò)磨削部分露出液壓缸導(dǎo)向套的長(zhǎng)度為102 mm。如果不對(duì)，就松開(kāi)活塞桿頭部的鎖緊螺母，轉(zhuǎn)動(dòng)活塞桿使其外露部分達(dá)到所要求的長(zhǎng)度，然后擰緊鎖緊螺母。

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

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