一、核心参数定义及作用

前束（Toe-in/Toe-out）

定义：从车辆正上方俯视，车轮前端与车辆中线的横向夹角。

正前束（Toe-in）：车轮前端向内倾斜（内八字），减少轮胎外侧磨损。

负前束（Toe-out）：车轮前端向外倾斜（外八字），常见于特定工况设计。

作用：

1.补偿外倾角引起的轮胎外移趋势，确保车轮接近纯滚动。

2.提供转向后方向自动回正能力，减轻轮毂轴承压力。

外倾角（Camber Angle）

定义：车轮端面与纵向垂直平面的夹角。

正外倾：车轮向外倾斜（如赛车）。

负外倾：车轮向内倾斜（常见家用车）。

作用：

1.正外倾减少轴承载荷，提高转向轻便性；负外倾增强曲线行驶稳定性。

2.影响轮胎侧偏角（轮胎接触面与行驶方向的夹角），进而影响侧向力分布。

侧向力（Lateral Force）

定义：车辆转弯或受侧向风时，地面作用于轮胎的横向反作用力。

作用：

1.决定轮胎侧偏角大小，影响车辆操纵稳定性。

2.过大侧向力可能导致侧滑或翻车，是侧滑量检测的核心指标。

二、侧滑量检测原理与方法

检测原理：侧滑量反映转向轮外倾与前束的综合作用：

前束引起的侧滑：车轮前端内收趋势使滑板外移。

外倾引起的侧滑：车轮外侧倾斜趋势使滑板内移。

总侧滑量：两者代数和，理想值为零（纯滚动状态）。

滑板式侧滑试验台：车辆以3~5 km/h通过滑板，测量横向滑移量（单位：m/km）。

标准：侧滑量绝对值≤5 m/km，超标需调整前束或检查轴距变形。

三、前束、外倾角与侧向力的耦合模型

静态耦合关系

匹配原则：前束与外倾角需协同设计，以抵消彼此的副作用。

正外倾+正前束：减少轮胎磨损，但可能增加转向阻力。

负外倾+负前束：提高曲线稳定性，但可能降低直线回正能力。

动态耦合机制

轮胎侧偏角变化：侧向力使轮胎变形，改变外倾角和前束值。

悬架几何变形：长期侧向力导致橡胶衬套磨损，引发定位参数偏移。

前轮正外倾+后轮负外倾：增强不足转向趋势，提高安全性。

前轮负外倾+后轮正外倾：可能导致过多转向，需通过前束调整补偿。

四、工程优化与实际应用

设计优化

轮胎与悬架协同：通过仿真模型（如Adams/Car）预测不同工况下参数耦合效应。

动态前束控制：高端车型采用可变悬架，实时调整前束以适配侧向力变化。

检测与调整

侧滑量超标处理：优先调整前束，若无效则需检查轴距偏差或外倾角匹配。

四轮定位规范：定期检测前束、外倾角及后倾角，确保参数在原厂规定范围内。

五、总结

前束、外倾角与侧向力的耦合关系本质是车辆操纵稳定性与轮胎磨损之间的动态平衡。其物理模型可简化为：

• 侧向力 → 轮胎侧偏角 → 外倾角/前束变化 → 侧滑量反馈 → 操纵性调整
  这一闭环系统需通过参数匹配、动态控制和定期检测实现优化，确保车辆在安全、高效的状态下运行。