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四 轮 定 位 角 度 详 解何谓四轮定位 为了使汽车保持稳定行驶、转向轻便,并减少汽车在行驶中轮胎和转向机件的磨损,必须用悬挂系统保证车身、车轮与地面之间有一定的相互关系,为了确保这三者之间应该具有的一定相互位置关系称之为“四轮定位”。由于各汽车生产厂家对四轮定位原理设计的不同、制造的不同,使得各轮的各种倾角和束值就各有不同,并且有可调部分和不可调部分之区别。做四轮定位就是通过四轮定位仪,检测出被测车辆的各轮倾角和束值是否符合原厂标准,如不符合可做随机调整。四轮定位的相关因素有:车轮外倾角、主销内倾角、主销后倾角、前束角、包容角、推力角、退缩角及摩擦半径等。 外倾角(CAMBER) 从前后方向看车轮时,轮胎并非垂直安装,而且稍微倒呈现“八”字型张开,称为“负外倾角”,而朝反方向张开时,称“正外倾角”。由于车轮有外倾角,在车辆满载时会使车轮垂直于地面,一方面可以改善车轮外轴承受力的情况,另一方面与路面的横面的拱形相适应。使用斜线轮胎的鼎盛时期,由于轮胎倾斜触地便于方向盘操作,所以外倾角设得比较大。现在汽车一般将外倾角设得小,接近垂直。汽车使用扁平子午线轮胎不断普及,由于子午线轮胎的特性(轮胎花纹刚性大,外轮面宽)若设定大的外倾角会使轮胎偏磨,降低轮胎摩擦力。还由于助力转向机构的不断使用,也使倾角不断缩少。尽管如此,设定小许的外倾角可对车轴的车轮轴承施加适当的横推力。汽车在设定外倾角时,汽车生产厂家会根据不同的类型设计不同的车轮外倾角。一正一负的外倾角导致汽车跑偏,外倾太大或太小(即正数或负数太大或太小)都可造成轮胎过早磨损,车轮轴承过早损坏。当汽车转向时,由于正的外倾角作用,外侧悬挂有向上抬离的趋势,当车轮回到直线方向时,汽车的重量压在转向轴上,帮助车轮回正。负外倾角在转弯时防止轮胎侧滑,同时也增加了转向阻力。大多数乘用车和轻型卡车都设计成正的外倾角,但很多赛车和一些高性能的跑车则采用负外倾角。 外倾角一般为正1左右;车轮外倾过大时会引起轮胎及方向朝外倾角大的一边跑偏,所以两边外倾相差不超过0.5为好。外倾角的调整根据各车型各有不同,调整方法也有不同。主要调整方法有:调整垫片、大梁槽孔、不同心凸轮、偏心球头、上控制臂的调整、下控制臂的调整等。 主销内倾角(S.A.I) 又称大王销;上形球接头到轮胎地面中心点和地面垂直线间的角度。一般内倾角不大于8,在设计转向节时就已经设定,绝大部分内倾角均不能调整。但通过内倾、外倾及包容角的变化,能帮助我们判断转向节及悬挂系统主要的部件是否良好。它的作用是驾驶方向稳定性和车身重量着力点位置。 主销后倾角(CASTER) 从侧面看车轮,转向主销(车轮转向时的旋转中心)向后倾倒,称为主销后倾角。主销轴线向后倾斜时后倾角为正值,向前倾斜为负值。它能使方向盘在转向后自动回正。后倾角的角度不会影响轮胎磨损。设置主销后倾角后,主销中心线的接地点与车轮中心的地面投影点之间产生距离(称作主销纵倾移距,与自行车的前叉梁向后倾斜的原理相同),使车轮的接地点位于转向主销延长线的后端,车轮就靠行驶中的滚动阻力被向后拉,使车轮的方向自然朝向行驶的方向。设定很大的主销后倾角可提高直线行驶性能,同时主销纵倾移距也增大。主销后倾角的纵倾移距过大,会使方向盘沉重而且由于路面的干扰而加剧车轮的前后颠簸。例如;奔驰、宝马等类型车,它们的主销后倾角通常设置得比普通类型的车要大,一般在9或10以上,因此,这些车在行驶的过程中,也显得那么平稳,而且操控性能良好,但它必须借助真空助力来完成转向轻便。反之,则方向转向很艰难。如早期的一些汽车没有助力的作用,称之为机械转向,这种车就是设计成较小角度的主销后倾角,通常在10或以下,早期的普桑车就是这样的设计,但其稳定性要比主销后倾角设置大的性能要差。主销后倾太小会使转向不稳定,并使车轮晃动。如果左右差距过大,则汽车将会被拉向正后倾角较小(或更大的负后倾角)的一侧。 通常主销后倾右边要比左边大0.51,以符合道路正常行驶(道路是左边高、右边低)。主销后倾角主要是影响汽车跑偏,飘浮,转向沉重或不回位等。 前束(TOE) 看上去就象患有“罗圈腿”症状的人一样,脚尖向内,所谓“内八字脚”的意思,指的是左右前轮分别向内(或向外)。前端距离比后端距离小时叫正前束,前端距离比后端距离大时叫前展,也叫负前束;总前束为两侧车轮前束之和。采用这样结构的目的是修正上述前轮外倾角引起的车轮向外侧转动。如前所述,由于外倾角方向盘操作变得容易。另一方面车轮倾斜,左右前轮分别向外转动,为了修正这个问题,如果左右轮胎两带有内向的角度,则正负为零,左右两轮可保持直线行进,减少轮胎磨损。当正前束太大时,轮胎外侧磨损会有正外倾角太大所形成的磨损状态,胎纹磨损形式为羽毛状。当用手从内侧向外侧抚摸,胎纹外缘有锐利的刺手感觉。当负前束太大时,轮胎内侧会有负外倾角太大所形成的磨损形态,胎纹磨损形式为羽毛状。当用手从外侧向内侧抚摸,胎纹外缘有锐利的刺手感觉。前束与原厂设定的数值相差太大,都会给行车带来阻力,车子蛇形,飘浮不定,严重者会使方向盘失控等现象都和前束有关。前束磨胎比其他角度的磨胎更明显,且方向的不水平都也和前束的着密切的关系。因为车速造成车轮向外扩展的关系,前轮前束一般都为正前束。 包容角(INCL ANGLE) 主销内倾角加上外倾角的总和。在悬挂系统没有损坏的情况下,内倾角和外倾角会有变化,但包容角不变。它的功能是判断轮轴及减振器变形损失。 推力角(Setback) 车辆几何中心线与推进线之间形成的夹角;主要由于后束不对称所产生的角度,当汽车直线行驶时,后轮驱动汽车沿着推进线前进,因此,零推力角是理想的。后轮的推力角是两后轮前束差值的一半,一般规定推力角朝左为负,朝右为正;推力角是引起汽车跑偏或方向盘不正的一个重要原因,也会影响到轮胎磨损、转向轮失调及车身歪斜的直行,如果推力角过大则应考虑校正或更换后桥或后悬臂。 退缩角(Setback) 退缩角的定义为一边轮胎比另一边较为退后,主要反映了车辆轴距的变化,会引起方向跑偏(朝向轴距较小的一侧)及操纵不稳。严重的事故碰撞会导致大的车轴偏角,引起退缩角过大,可通过钣金工作台处理。 各角度的相对关系 一般说来,正的外倾角应有正的前束来保证车轮向正前方滚动,负的外倾角应有负的前束来匹配,但并不绝对,因为还有主销内倾角和主销后倾角也对转向有影响。 纵观汽车的定位角度,它们的关系都是相辅相成的。1、 汽车需要设定主销内倾角,有利于转向后的方向盘自动回正;为 了保证不因主销内倾角而发生内倾,所以要在转向节设定车轮外 倾角。有了外倾角,使车轮在满载时又能与地面垂直,而且承受 车架传来的重力作用点较合理,使车辆负荷更均衡;但又因此而 产生了车轮前进中会向外展开的滚锥效应,所以又要设定前束, 以抵消前轮所产生的外展。2、 改变前束会变动外倾角;由于改变前束角时轮子会依着转向轴转, 因此外倾角会变动。后倾角越大其外倾角改变越大。3、 调整后倾角会改变车轮偏角;当后倾角加大或减小后倾角时,由 于转向轴上支点都能向前或向后移动。另一可动的就是转向轴的 最下支点,也就是轮胎。因此加大或减小后倾角的调整会使前轮 向前或向后滑动,使用的转盘也必须可前后滑动的功能。4、 改变外倾角可同时改变内倾角,改变内倾角会造成外倾角改变; 不同的悬架结构有不同的外倾角调整方法。如果向左右移动上支 架点或移动下支架点,则不但外倾角改变,其内倾角跟着变。因 此即使外倾角被调标准了,但由于内倾角的变化,车行不顺。解 决了一个毛病,同时又制造了另一个毛病。5、 后轮前束角改变会影响前轮单轮前束角;后轮前束角会决定后轮 推进线角。现代四轮定位都是采用推进线定位方法来决定前轮前 束。因此改变了后轮前束角造成推进线改变,虽然前束没有变化, 由于其单轮前束的基准线(推进线)变动了,因此单轮前束也会 跟着变动,前轮总前束并没因此而改变。 四轮定位有关各角度的定义及其功能,是比较容易了解的,但应用在四轮定位、底盘维修时往往无法将学到的理论应用上去解决问题,其原因在于车体底盘的结构,所有四轮定位角度都互相透过底盘的机械结构相联结,因此,正确的四轮定位除了依照理论之外还要结合实际的车况做调整才行。
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