汽車四輪定位的意義及常見問題分析

    四輪定位角度是存在于懸吊系統(tǒng)和各活動(dòng)機(jī)件間的相對(duì)角度，保持正確的四輪定位角度可確保車輛的直進(jìn)性及操控性，改善車輛的轉(zhuǎn)向性并確保轉(zhuǎn)向系統(tǒng)之回復(fù)性，避免軸承不當(dāng)受力而受損及失去精度。更可確保輪胎與地面緊密接合，減少輪胎不當(dāng)之磨耗及吃胎，確保轉(zhuǎn)彎時(shí)的穩(wěn)定性。

    一.四輪定位的意義

    汽車懸吊系統(tǒng)主要的定位角度包括了：外傾角(Camber)，后傾角(Castor)，束角(Toe)，內(nèi)傾角(K.P.I.)，轉(zhuǎn)向時(shí)的前展(Toe-outonTurn)等。其意義分述如下：

    1.外傾角(Camber)：定義為由車前方看輪胎中心線與垂直線所成的角度，向外為正，向內(nèi)為負(fù)。其角度的不同能改變輪胎與地面的接觸點(diǎn)及施力點(diǎn)，直接影響輪胎的抓地力及磨耗狀況。并改變了車重在車軸上的受力分布，避免軸承產(chǎn)生異常磨損。此外，外傾角的存在可用來抵消車身荷重后，懸吊系統(tǒng)機(jī)件變形及活動(dòng)面間隙所產(chǎn)生的角度變化。外傾角的存在也會(huì)影響車子的行進(jìn)方向，這正如摩托車可利用傾斜車身來轉(zhuǎn)彎，因此左右輪的外傾角必須相等，在力的平衡下不致影想車子的直進(jìn)性，再與束角(Toe)配合，提高直進(jìn)穩(wěn)定性及避免輪胎耗不均。增加負(fù)的外傾角需配合增加Toe-out；增加正的外傾角則需配合增加Toe-in。

    2.內(nèi)傾角(K.P.I.)：定義為轉(zhuǎn)向軸中心線與垂直線所成的角度。有了內(nèi)傾角可使車重平均分布在軸承之上，保護(hù)軸承不易受損，并使轉(zhuǎn)向力平均，轉(zhuǎn)向輕盈。反之，若內(nèi)傾角為0，則車重和地面的反作用力會(huì)在車軸產(chǎn)生很大的橫向切應(yīng)力，易使車軸受損，轉(zhuǎn)向也會(huì)變得沉重?zé)o比。此外，內(nèi)傾角也是前輪轉(zhuǎn)向后回正力的來源。內(nèi)傾角在車輛懸吊設(shè)計(jì)之初就已設(shè)定好，通常是不可調(diào)整的。car-m.cn

    3.束角(Toe)：定義為由上方看左右兩個(gè)輪胎所成的角度，向內(nèi)為Toe-in，向外為Toe-out。束角的功用在于補(bǔ)償輪胎因外傾角及路面阻力所導(dǎo)致向內(nèi)或向外滾動(dòng)的趨勢(shì)，確保車子的直進(jìn)性。Toe-in會(huì)造成轉(zhuǎn)向不足，Toe-out則會(huì)增大轉(zhuǎn)向過度的趨勢(shì)。

    4.后傾角(Caster)：定義為由車側(cè)看轉(zhuǎn)向軸中心線與垂直線所成的夾角，向前為負(fù)，向后為正。后傾角的存在可使轉(zhuǎn)向軸線與路面的交會(huì)點(diǎn)在輪胎接地點(diǎn)的前方，可利用路面對(duì)輪胎的阻力讓車子保持直進(jìn)，其原理就如購物推車的前輪會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)至你施力的方向并保持直進(jìn)一般。后傾角越大車子的直進(jìn)性越好，轉(zhuǎn)向后方向盤的回復(fù)性也越好，但卻會(huì)使轉(zhuǎn)向變得沈重。一般車子的后傾角大約在1~2度之間。

    5.轉(zhuǎn)向時(shí)前展(Toe-outonTurn)：定義為轉(zhuǎn)向時(shí)兩前輪轉(zhuǎn)向角度之差。過彎時(shí)彎內(nèi)輪所轉(zhuǎn)的角度通常大于彎外輪，相差在2度左右，其目的是在過彎時(shí)使車子能以后軸延伸線的瞬時(shí)中心為圓心順利過彎。此外當(dāng)彎內(nèi)輪轉(zhuǎn)角較大時(shí)，阻力也較大，阻力的不同可使車子偏向阻力大的一方使轉(zhuǎn)向容易(請(qǐng)想像坦克車的轉(zhuǎn)彎方式）。

    ６.Off-set：Off-set定義為輪圈的接合面(MountingSurface)和輪圈中心(CenterofRim)的距離，往外側(cè)方向的為正(PositiveOffset)，往輪圈內(nèi)側(cè)的為負(fù)(NegativeOffset)。改變輪圈的Offset會(huì)改變車子的輪距，而輪距是指輪胎中心線間的距離，因此若只是單純的加大輪圈和輪胎而不改變Off-set，對(duì)輪距并不造成影響。

    若改用正的Off-set值較小的輪圈會(huì)將輪距加寬，如此可減少過彎時(shí)車身重心的轉(zhuǎn)移，提高車子的過彎速度極限。但相對(duì)的也因?yàn)榧哟罅宿D(zhuǎn)向軸中心與輪胎中心的距離，使得轉(zhuǎn)向變得困難且使轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)負(fù)荷加重，造成方向機(jī)連桿的變形量加大，因此必須適度的增加Toe-in來修正。不過這都是不正常的方式，所以應(yīng)該盡可能使前輪的Off-set接近原來的Off-set值。

    對(duì)后輪來說，改用較大的輪圈時(shí)，若不改變Off-set常會(huì)遇到輪胎內(nèi)側(cè)碰到懸吊機(jī)構(gòu)的問題，因此在不會(huì)磨到輪拱的情況下，使用正Off-set值較小的輪圈倒是有好處的。但需注意的是對(duì)后輪為獨(dú)立懸吊的車來說，如此的改變?cè)诩铀偌皠x車時(shí)會(huì)加大后輪Toe的變化量，這對(duì)一般街車尚無影響，但對(duì)賽車來說卻是個(gè)大問題。我們以BMW的５系列(E34)為例來看看加大輪圈時(shí)Off-set應(yīng)如何改變。起初原廠提供的鐵圈為15*7J、Off-set47，鋁圈則為15*6J、Off-set36；改用17吋鋁圈時(shí)，原廠提供的是17*7.5J、Off-set35，Racing-Dydamic提供的是前輪17*8.5J、Off-set18，后輪17*9J、Off-set13，HARTGE提供的是前輪17*8.5J、后輪17*9J，Off-set則皆為18。

    改變Off-set也會(huì)影響軸承的負(fù)荷，一般的車輛Off-set的設(shè)計(jì)都是以直行時(shí)最低的軸承負(fù)荷為目標(biāo)，使用正Off-set值較小的輪圈雖會(huì)稍微增大車子直行時(shí)軸承的負(fù)荷（Off-set變化在50mm以內(nèi)都不必過分憂慮軸承負(fù)荷的問題），但卻可使過彎時(shí)的負(fù)荷減低。

    二.如何選擇四輪定位店家

    隨著懸吊系統(tǒng)的演進(jìn)由最基本的麥花臣、拖曳臂、雙A臂，到三連桿、四連桿、五連桿、復(fù)合連桿；連桿越多、結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，相對(duì)的對(duì)于四輪定位角度的要求也就越高，因此會(huì)出現(xiàn)某種車型指定的四輪定位儀器，四輪定位儀器并非用來調(diào)整、改變定位角度，他只是用來量測(cè)定位角度供技師參考，技師以儀器所量測(cè)出的角度和原廠所定的角度比較，若超出設(shè)計(jì)容許范圍則則進(jìn)行調(diào)整或更換部份機(jī)件，以求回復(fù)原設(shè)計(jì)角度。所以當(dāng)你在選擇四輪定位店家時(shí)，必須記得定位儀器的優(yōu)劣固然重要，但調(diào)整定位角度的‘人’更是重要，經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)兼?zhèn)涞募紟熍浜舷冗M(jìn)的儀器才是最佳的選擇。

    三.常見的定位問題

    在日常的行車中如何去判斷底盤、懸吊的異常，并判斷其發(fā)生的原因，我想是讀者最想知道的，在此就提出幾個(gè)典型的問題供大家參考。直進(jìn)性不良：行駛時(shí)偏左或偏右，或是行駛時(shí)方向并不偏斜，但方向盤不正，這通常是典型的定位問題，但輪胎磨耗不均或左右輪用了不同型式的輪胎也會(huì)影響車子的直進(jìn)性。

    直進(jìn)性不佳的問題中較惱人的大概要算是直行時(shí)方向盤會(huì)隨著路面時(shí)而為正、時(shí)而產(chǎn)生小角度的偏差，方向盤總無法‘安定’的待在原地，其中最可能的原因就是左右輪后傾角(Caster)有所偏差，造成左右輪回復(fù)力的不同，在兩力不平衡的情況下自然易受路面的影響。

    方向盤的抖動(dòng)：方向盤的抖動(dòng)除了因傳動(dòng)軸磨損所造成外(FF車)，絕大部分是因?yàn)檩喬ゼ拜喨Φ膯栴}所導(dǎo)致的。胎壓太高或輪圈變形都會(huì)造成全車的抖動(dòng)，輪胎的真圓度不佳及平衡度不準(zhǔn)確，更是造成方向盤抖動(dòng)的主因。此外剎車碟盤不平造成剎車時(shí)的抖動(dòng)，及左右輪剎車力不均等造成剎車時(shí)行進(jìn)方向的偏斜都不是四輪定位能為你解決的。

    四.四輪定位Q&A

    （１）四輪定位需要多久做一次？依使用情況底盤及定位最少應(yīng)每半年檢查一次，若有角度已超出基準(zhǔn)容許值，就應(yīng)藉由調(diào)整或更換部份零件來使其回復(fù)正確的角度。

    （２）常見的定位問題有哪些？最常見的定位問題就是因常時(shí)間震動(dòng)造成的Camber及Toe角度的誤差，以及行經(jīng)凸起路面及窟窿所造成Caster的變化。

    （３）如何察覺定位角度的異常？一般說來會(huì)發(fā)覺定位異常而求助的車主，約有60%是因?yàn)橹毙行圆涣�，方向盤角度偏一邊，其次是因?yàn)榉较虮P抖動(dòng)的，還有就是行駛一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)輪胎磨耗不平均。

    （４）加大輪圈尺寸(Inch-Up)，Off-set改變時(shí)定位角度是否要配合做修正？加大輪圈尺寸時(shí)應(yīng)盡量使用與原始尺寸輪圈相同Off-set，以確保底盤能保持原有的性能。但目前市場上的產(chǎn)品因受限于輪圈廠商所提供的的產(chǎn)品形式有限，及美觀上的考量，所以你換輪圈時(shí)對(duì)方都會(huì)建議你換上正Off-set值較小輪圈，只要相差不大而且不會(huì)磨到輪拱，則只需將Toe-in稍微增加即可。

    （５）改用短彈簧降低車身時(shí)，是否會(huì)改變定位角度，又該如何修正？改用短彈簧后車身降低，對(duì)懸吊系統(tǒng)機(jī)件來說其幾何變化就如同車身載重后車身降低的變化一般，所以除非降低的幅度很大，否則如一般改裝用彈簧將車身降低3~4公分并不須要修正定位角度。