車輪定位參數(shù)的概念

1、車輪定位參數(shù)的概念車輪定位角度是存在于懸架系統(tǒng)和各活動機件間的相對角度，保持正確的車輪定位角度可確保車輛直線行駛，改善車輛的轉(zhuǎn)向性能，確保轉(zhuǎn)向系統(tǒng)自動回正，避免軸承因受力不當(dāng)而受損失去精度，還可以保證輪胎與地面緊密接合，減少輪胎磨損、懸架系統(tǒng)磨損以及降低油耗等。汽車懸架系統(tǒng)主要定位角度包括：車輪外傾、車輪前束、主銷后傾、主銷內(nèi)傾、推力角等。1.車輪外傾 在過車輪軸線且垂直于車輛支承平面的平面內(nèi)，車輪軸線與水平線之間所夾銳角。如圖1所示，即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，直接影響輪胎的磨損狀況。并改變了車重在車軸上的受力分布，避免

2、軸承產(chǎn)生異常磨損。此外，外傾角的存在可用來抵消車身載重后，懸架系統(tǒng)機件變形所產(chǎn)生的角度變化。外傾角的存在也會影響車的行進方向，因此左右輪的外傾角必須相等，在受力互相平衡的情況下不致影響車輛的直線行駛，再與車輪前束配合，使車輪直線行駛并避免輪胎磨損不均。四輪定位儀測量車輪外傾角的范圍為±10°。 圖1 主銷內(nèi)傾及車輪外傾2.車輪前束 車輪前束如圖2所示，同一軸兩端車輪輪輞內(nèi)側(cè)輪廓線的水平直徑的端點為等腰梯形的頂點，等腰梯形前后底邊長度之差為前束。當(dāng)梯形前底邊小于后底邊時，前束為正，反之則為負(fù)。車輪的水平直徑與車輛縱向?qū)ΨQ平面之間的夾角為前束角。由于車輪外傾及路面阻力

3、使前輪有向兩側(cè)張開做滾錐運動的趨勢但受車軸約束，不能向外滾動，導(dǎo)致車輪邊滾邊滑，增加了磨損，通過前束可使車輪在每瞬間的滾動方向都接近于正前方，減輕了輪轂外軸承的壓力和輪胎的磨損。四輪定位儀測量車輪前束角的范圍為±6°。 圖2 車輪前束3.主銷后傾 主銷后傾如圖3所示，過車輪中心的鉛垂線和真實或假想的轉(zhuǎn)向主銷軸線在車輛縱向?qū)ΨQ平面的投影線所夾銳角為主銷后傾角，向前為負(fù)，向后為正。主銷后傾角的存在可使車輪轉(zhuǎn)向軸線與路面的交點在輪胎接地點的前方，可利用路面對輪胎的阻力產(chǎn)生繞主銷軸線的回正力矩，該力矩的方向正好與車輪偏轉(zhuǎn)方向相反，使車輛保持直線行駛。后傾角越大車輛的直線行

4、駛性越好，轉(zhuǎn)向后方向盤的回復(fù)性也越好，但主銷后傾角過大會使轉(zhuǎn)向變得沉重，駕駛員容易疲勞；主銷后傾角過小，當(dāng)汽車直線行駛時，容易發(fā)生前輪擺振，轉(zhuǎn)向盤搖擺不定，轉(zhuǎn)向后轉(zhuǎn)向盤自動回正能力變?nèi)酰{駛員會失去路感；當(dāng)左右輪主銷后傾角不等時，車輛直線行駛時會引起跑偏，駕駛員不敢放松轉(zhuǎn)向盤，難于操縱或極易引起駕駛員疲勞。四輪定位儀測量主銷后傾角的范圍為±15°。圖3 主銷后傾4.主銷內(nèi)傾 主銷內(nèi)傾如圖2所示，定義為在同時垂直于車輛縱向?qū)ΨQ平面和車輛支承平面的平面內(nèi)，由真實的或假想的轉(zhuǎn)向主銷的軸線在該平面上的投影與車輛支承平面的垂線所構(gòu)成的銳角。主銷內(nèi)傾角的作用，是使車輪在受外力偏離直線行

5、駛時，前輪會在重力作用下自動回正。另外，主銷內(nèi)傾角還可減少前輪傳至轉(zhuǎn)向機構(gòu)上的沖擊，并使轉(zhuǎn)向輕便，但內(nèi)傾角不宜過大，否則在轉(zhuǎn)向時，會使輪胎磨損加快。主銷內(nèi)傾角越大前輪自動回正的作用就越強烈，但轉(zhuǎn)向時也越費力，輪胎磨損增大；反之，角度越小前輪自動回正的作用就越弱。四輪定位儀測量主銷內(nèi)傾角的范圍為±20°。圖4 推力角 5.推力角 推力角如圖4所示，車輛在俯視平面內(nèi)縱向軸線和推力線（是一條假想的線，從后軸中心向前延伸，由兩后輪共同確定的后軸行駛方向線）的夾角。推力線相對縱向軸線向左側(cè)偏斜為正，向右側(cè)偏斜為負(fù)。運行狀況良好的汽車是不應(yīng)該有推力角的，但由于后軸膠套磨損等原

6、因，會使后軸推力線偏斜，后輪沿推力線產(chǎn)生沿汽車質(zhì)心的力矩，使汽車跑偏，因此推力角的存在是汽車跑偏的一個重要原因。四輪定位儀測量推力角的范圍為±6°。汽車四輪定位的重要性分析四輪定位角度是存在于懸吊系統(tǒng)和各活動機件間的相對角度，保持正確的四輪定位角度可確保車輛的直進性及操控性，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)，

7、束角(Toe)，內(nèi)傾角(K.P.I.)，轉(zhuǎn)向時的前展(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及施力點，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)機件變形及活動面間隙所產(chǎn)生的角度變化。外傾角的存在也會影響車子的行進方向，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性，再與束角(Toe)配合，提

8、高直進穩(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)計之初就已設(shè)定好，通常是不可調(diào)整的。car-    3.束角(Toe)：定義為由上方看左右兩個輪胎所成的角度，向內(nèi)為Toe-in

9、，向外為Toe-out。束角的功用在于補償輪胎因外傾角及路面阻力所導(dǎo)致向內(nèi)或向外滾動的趨勢，確保車子的直進性。Toe-in會造成轉(zhuǎn)向不足，Toe-out則會增大轉(zhuǎn)向過度的趨勢。    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點在輪胎接地點的前方，可利用路面對輪胎的阻力讓車子保持直進，其原理就如購物推車的前輪會自動轉(zhuǎn)至你施力的方向并保持直進一般。后傾角越大車子的直進性越好，轉(zhuǎn)向后方向盤的回復(fù)性也越好，但卻會使轉(zhuǎn)向變得沈重。一般車子的后傾角大約在12度之間。    5.

10、轉(zhuǎn)向時前展(Toe-outonTurn)：定義為轉(zhuǎn)向時兩前輪轉(zhuǎn)向角度之差。過彎時彎內(nèi)輪所轉(zhuǎn)的角度通常大于彎外輪，相差在2度左右，其目的是在過彎時使車子能以后軸延伸線的瞬時中心為圓心順利過彎。此外當(dāng)彎內(nèi)輪轉(zhuǎn)角較大時，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(請想像坦克車的轉(zhuǎn)彎方式）。    .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會改變車子的輪距，而輪距

11、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，對輪距并不造成影響。   若改用正的Off-set值較小的輪圈會將輪距加寬，如此可減少過彎時車身重心的轉(zhuǎn)移，提高車子的過彎速度極限。但相對的也因為加大了轉(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)向機構(gòu)負(fù)荷加重，造成方向機連桿的變形量加大，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。    對后輪來說，改用較大的輪圈時，若不改變Off-set常會遇到輪胎內(nèi)側(cè)碰到懸吊機構(gòu)的問題，因此在不會磨到

12、輪拱的情況下，使用正Off-set值較小的輪圈倒是有好處的。但需注意的是對后輪為獨立懸吊的車來說，如此的改變在加速及剎車時會加大后輪Toe的變化量，這對一般街車尚無影響，但對賽車來說卻是個大問題。我們以BMW的系列(E34)為例來看看加大輪圈時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，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，Of

13、f-set則皆為18。    改變Off-set也會影響軸承的負(fù)荷，一般的車輛Off-set的設(shè)計都是以直行時最低的軸承負(fù)荷為目標(biāo)，使用正Off-set值較小的輪圈雖會稍微增大車子直行時軸承的負(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，相對的對于四輪定位角度的要求也就越高，因此會出現(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、

14、改變定位角度，他只是用來量測定位角度供技師參考，技師以儀器所量測出的角度和原廠所定的角度比較，若超出設(shè)計容許范圍則則進行調(diào)整或更換部份機件，以求回復(fù)原設(shè)計角度。所以當(dāng)你在選擇四輪定位店家時，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)驗和技術(shù)兼?zhèn)涞募紟熍浜舷冗M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，在此就提出幾個典型的問題供大家參考。直進性不良：行駛時偏左或偏右，或是行駛時方向并不偏斜，但方向盤不正，這通常是典型的定位問題，但輪胎磨耗不均

15、或左右輪用了不同型式的輪胎也會影響車子的直進性。    直進性不佳的問題中較惱人的大概要算是直行時方向盤會隨著路面時而為正、時而產(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：方向盤的抖動除了因傳動軸磨損所造成外(FF車)，絕大部分是因為輪胎及輪圈的問題所導(dǎo)致的。胎壓太高或輪圈變形都會造成全車的抖動，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的主因。此外剎車碟盤不平造成剎車時的抖動，及左右輪剎車力不均等造成

16、剎車時行進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    （）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。    （）常見的定位問題有哪些？最常見的定位問題就是因常時間震動造成的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。    （）如何察覺定位角度的異常？一般說來會發(fā)覺定位異常而求助的車主，約有60%是因為直行性不良，方向盤角度偏一邊，其次是因為方向盤抖動

17、的，還有就是行駛一段時間后發(fā)現(xiàn)輪胎磨耗不平均。    （）加大輪圈尺寸(Inch-Up)，Off-set改變時定位角度是否要配合做修正？加大輪圈尺寸時應(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，所以你換輪圈時對方都會建議你換上正Off-set值較小輪圈，只要相差不大而且不會磨到輪拱，則只需將Toe-in稍微增加即可。    （）改用短彈簧降低車身時，是否會改變定位角度，又該如何修正？改用短彈簧后車身降低，對懸吊系統(tǒng)機件來說其幾何變化就如同車身載重后車身降

18、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34公分并不須要修正定位角度。為了幫助您理解側(cè)滑的原理，我們先復(fù)習(xí)有關(guān)車輪定位的知識。在汽車設(shè)計上，為使轉(zhuǎn)向車輪具有操縱輕便、行駛穩(wěn)定可靠和減少輪胎的偏磨損，在轉(zhuǎn)向車輪上設(shè)計有：主銷后傾角、主銷內(nèi)傾角、車輪外傾角和前輪前束等4項參烽，科學(xué)的稱謂是轉(zhuǎn)向軸車輪定位，簡稱車輪定位，習(xí)慣稱為前輪定位，如圖1所示。主銷后傾角車輪有了主銷后傾角之后，主銷的延長線與地面的交點成為車輪擺動的支點。當(dāng)車輪行駛在凹凸不平的路面時，車輪將偏離其正直滾動的路線，這時由于地面的反作用力作用在車輪上，使車輪繞交點向平衡位置轉(zhuǎn)動，因為主銷后傾角過大，易使轉(zhuǎn)向沉重，所以主銷后傾角一般設(shè)計為1左右。其作用是使轉(zhuǎn)向車輪能夠自動回正，保持汽車直線行駛。主銷內(nèi)傾角一般將主銷內(nèi)傾角設(shè)計成8。左右(如圖3所示)。如果沒有主銷內(nèi)傾角(如圖4所示則車輪和主銷內(nèi)傾角的延長線與地面的交點構(gòu)成一個圓柱體，可以想像當(dāng)轉(zhuǎn)動方向盤時，由于是一個圓面積和地面接觸，所以費力；如果有主銷內(nèi)傾角，則車輪和主銷內(nèi)傾角的延長線與地面的交點構(gòu)成一個圓錐體，這時轉(zhuǎn)動方向盤時，由于是一個點和地面接觸，故此比較省力。同時假設(shè)在圓錐體上繞一根彈簧(如圖5的示)，當(dāng)轉(zhuǎn)動方向盤時，彈簧被繞緊，松手后在彈