現代轎車四輪定位應用分析

摘 要：四輪定位對汽車的安全穩定行駛有非常重要影響。本文綜述了四輪定位的參數及其作用，以轎車為例，分析了現代轎車結構變化特點及對四輪定位參數的影響，討論了四輪定位的檢測設備和調整方法，為保證汽車安全行駛，提高汽車維修質量起到一定的積極作用。

關鍵詞：四輪定位 檢測 調整

中圖分類號：U27文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2013）04（c）-0093-02

對于轎車來說，其前輪、轉向節和前軸之間的安裝具有一定的相對位置，這種具有一定相對位置的安裝叫作前輪定位。后輪也同樣存在與后軸之間安裝的相對位置，也就是后輪定位。把前輪定位和后輪定位綜合到一起就是四輪定位[1]。通過對汽車進行正確的四輪定位，可以增強駕駛舒適感，減少汽油消耗，增加輪胎使用壽命，保證車輛的直行穩定性，降低底盤懸架機構的磨損，增強行駛安全。

1 四輪定位參數及作用

四輪定位參數包括主銷后傾角、主銷內傾角、車輪外傾角、前輪前束和后輪前束[1]。

1.1 主銷后傾角

主銷即車輪轉向時的旋轉中心。從側面看前輪，主銷向后傾倒一定的角度，稱為主銷后傾角。主銷后傾角有使車輪自動回正的性能。設定很大的主銷后傾角可提高直線行駛性能，也會使轉向盤沉重，而且由于路面干擾而加劇車輪的前后顛簸。

1.2 主銷內傾角

從車前后方向看輪胎時，主銷向車身內側傾斜一定的角度，該角度稱為主銷內傾角。該角度有使轉向輪自動回復到中間位置的作用，減小轉向時駕駛員加在方向盤上的力，使轉向輕便，也可減少從轉向輪傳到方向盤上的沖擊力，減輕駕駛員的疲勞程度。但主銷內傾角也不宜過大，否則會加劇輪胎的磨損。

1.3 車輪外傾

從前后方向看車輪時，輪胎并非垂直安裝，而是上端稍微向外傾倒，稱為外傾。現代轎車前后輪都設有一定的外傾角，用來保證汽車滿載時，在車重及載荷的作用下車輪垂直于路面，保證輪胎均勻磨損。

1.4 車輪前束

車輪安裝后，在同一軸上的兩端車輪旋轉平面不平行，在兩車輪軸線與地面平行的平面內，兩車輪前端向內束的現象稱為前束[2]。采用前束的目的是為了抵消車輪外傾角引起的車輪向外側轉動的趨勢，使左右兩輪保持直線行進，減少輪胎磨損。

2 現代轎車結構變化及對四輪定位的影響

隨著社會的進步，人們對汽車提出了更高的要求，汽車結構及性能都發生了很大的變化。

2.1 前置前驅結構形式

現代轎車普遍采用發動機前置前輪驅動的結構形式。該結構形式可以橫置發動機，有效利用發動機艙，取消傳動軸，采用整體式變速驅動橋，使汽車的結構更加緊湊，降低了駕駛室的地板高度，提高乘坐舒適性和操縱穩定性，降低油耗。汽車前軸軸荷增大約60%，使汽車在高速和路滑的表面更加容易控制。由于前輪具有驅動力，降低了前輪的側向偏離剛度，也增加了汽車不足轉向的趨勢。

2.2 采用超低壓子午線輪胎

由于子午線輪胎具有使用壽命長。滾動阻力小、承載能力大、附著性能好、減振性能好、胎溫低、散熱快、胎面不易穿刺，不易爆胎等優點，現代轎車大多采用子午線輪胎。但由于子午線輪胎花紋剛性大，外胎胎面寬，若設定大外傾角會使輪胎偏磨，降低輪胎摩擦力，故現代轎車應使外傾角減小，使輪胎接近垂直，目前有的轎車外傾角已有正值變為負值，前束也相應的變為了負值。

2.3 助力轉向機構才應用

助力轉向機構可以使汽車轉向輕便，減輕駕駛員勞動強度，故可以適當減小外傾角和前束值。但設定少許的外傾角可對車軸上的車輪軸承施加適當的橫推力。

2.4 懸架結構越來越復雜

車輪的定位和懸架系統組件的角度直接相關。懸架系統由最基本的麥花臣、拖曳臂、雙A臂，到目前的三連桿、四連桿、五連桿、復合連桿等，連桿越來越多、為了提高汽車行駛平順性和乘坐舒適性，越來越多的轎車每一側的車輪都是單獨地通過彈性懸架系統與車架或車身相連，即四輪獨立懸架系統，結構越來越復雜。這種結構使四輪定位角度的檢測越來越難，可能因此會出現某種車型指定的四輪定位儀器，給輪胎定位參數調整和維修帶來一定的不便。

2.5 承載式車身在轎車上推廣

隨著汽車向輕量化方向發展，越來越多的轎車采用承載式車身。這類汽車沒有車架，車身兼起車架的作用，所有部件固定在車身上，所有的力也由車身來承受，車身負載通過懸架裝置傳給車輪。承載式車身質量小、高度低，裝配容易，高速行駛穩定性好，但由輪胎輪定位問題引起的轉向及輪胎磨損的故障也逐漸增多。

3 輪胎定位類型

3.1 新車定位

轎車設計加工制造及在裝配時，其主銷內傾角一般是在加工的時候預留，懸架系統的角度也是根據設計要求預先設定的，因不同汽車結構及布置形式而不同，為保證汽車操縱穩定性和安全性，各輪的各種傾角和束值也各有不同，并且有可調部分和不可調部分之分。

3.2 零部件更換或維修定位

輪胎定位是車輪、車橋、懸架等部件之間的關系。汽車由于某種原因在更換或檢修輪胎、減震器等部件后，可能會破壞原配合角度，故在做這些部件維修及更換時，都應相應檢測調整四輪定位參數。出于維護目的，對于新車在駕駛3個月后，以后半年或一萬公里，零部件都有一定的磨損，可能會造成定位參數不匹配，應相應地做一次四輪定位。

3.3 運行不良定位

當駕駛車輛時感到方向盤轉向沉重、發抖、跑偏、不正、不歸位或者輪胎單邊磨損、波狀磨損、塊狀磨損、偏磨等問題以及有飄浮、顛顫、搖擺等現象出現時，都可能是輪胎定位不準造成的，應該做四輪定位。

4 四輪定位檢測設備

汽車四輪定位檢測分靜態檢測和動態檢測兩種，需要不同的檢測設備檢測。

4.1 靜態檢測設備

靜態檢測是指汽車靜止不動，對其定位參數進行檢測，常用的檢測設備是四輪定位儀。四輪定位儀有前束尺和光學水準定位儀、拉線定位儀、CCD定位儀、激光定位儀和3D影像定位儀等幾種。其中轎車檢測用的較多的是3D影像和CCD定位儀。

4.1.1 3D影像定位儀

3D影像定位儀主要采用物理透視學的基本原理與計算機信息處理技術，測量時將四個目標反光板安裝在車輛的四個輪輞上，滾動車輪，由攝像機對目標反光板上的幾何圖形進行連續拍攝，通過計算機對幾何圖形的變化進行分析運算，得出車輪及底盤等的相應定位參數，再由顯示屏進行顯示。該定位儀除檢測所有傳統參數外，還可測出輪偏、單輪定位、前束鎖定測量、空氣懸架車輛定位參數等，精度可以精準到0.1mm/0.01°。在測量時僅需推動汽車或滾動車輪，即可完成所有參數測量，操作簡單，其測量不受平臺水平度影響，測量方式先進、測量時間短，故障率低，可隨意挪動使用，無需定期標定，是當今世界上最先進的四輪定位儀。

4.1.2 CCD定位儀

CCD汽車四輪定位儀數據采集部分為四個測量探頭，測量探頭中的8個傳感器（CCD）形成一個封閉的四邊形，分別感應與其相對的測量探頭上的紅外發射管的光線坐標，可以測量出四個輪輞的相互關系，從而確定車輪的定位參數；經無線發射器傳輸到機柜中的無線接收器，再經中控機中的COM口傳輸到電腦主機，進行運算與處理，在顯示屏上顯示。該儀器的測量精度及自動化程度較高。

4.2 車輪定位動態檢測設備

汽車在行駛時與靜態時相比發生懸架形變、輪胎氣壓變化，輪輞輪胎的變形、負荷不同，底盤間隙發生改變等，為更好地檢測四輪定位參數及個參數的匹配情況，需要靜態定位后進行汽車定位參數動態測量，即動態定位檢測。

車輪定位動態檢測常用的設備是側滑實驗臺，主要有滑板式和滾筒式兩種。目前國內在用的大多數側滑試驗臺是滑板式，檢測時使汽車前輪勻速通過滑板，通過滑板左右方向位移量來檢驗輪胎側滑量。滾筒式試驗臺檢測時，前輪放在滾筒上，由模擬路面的滾筒來驅動。同時有三個小滾子緊貼輪胎，小滾子可以在互相垂直的兩個方向上自由擺動，由小滾子的支座來測量側向力。這種試驗臺可以邊檢測邊調整，但結構復雜、造價高。

5 輪胎定位參數調整方法

輪胎定位參數的調整是由專業技師在專用的四輪定位儀上，依據車輛原廠標準將各種角度調整到合適的范圍內。調整前先把輪胎氣壓充到規定值，然后按照主銷后傾角→前輪外傾角→前輪前束→后輪外傾角→后輪前束的順序進行。主銷內傾角是在前軸加工時由前梁兩端的主銷孔軸線上端向內傾斜形成的，一般不能調整要求，只作參考。

不同的車型，輪胎定位參數有不同的調整方法。

主銷后傾角的調整，一般可以通過調整前懸架、增減前平衡桿墊片的厚度（本田、凌志等）來實現，如馬自達車，通過擰松4個前懸架組件固定螺栓的螺母，按下擋塊，轉動前懸架組件使其偏離中心，即可改變前輪外傾和主銷后傾角。

當車輪外傾角不符合規定時，須首先檢查輪轂軸承是否松曠、轉向節銅套是否磨損、轉向節軸是否變形等，根據故障情況可予修復或更換。對前輪外傾的調整，一般也可以通過調整懸架結構來實現。如別克轎車通過擰松車輪軸頭與減震器支架固定螺母，然后將下端固定螺母頂出或拉回來調節。對于后輪外傾的調節，通過調節后車輪來實現。如林肯轎車，通過松開后輪軸頭總成與減震器支架固定螺母，然后將輪胎上部向里抵或向外拉進行調節。

前輪前束值的調整可通過控制臂、轉向橫拉桿等機構來實現。如別克、凱迪拉克等車型，通過擰松控制臂固定螺栓，將控制臂移出或移近進行調整[3]。

后輪前束值的調整可通過后橫架的偏向螺栓，后輪左右控制臂、后輪連桿等進行調整。如尼桑轎車，通過松開后橫架的偏向螺栓，向左或向右轉動，即可調整；豐田轎車，通過擰松后輪連桿上的鎖緊螺母，然后轉動連桿調節螺栓，伸長或縮短連桿長度，即可調節。

在調整四輪定位角度的時候，首先通過定位儀測得定位角度，定位儀測量精度很重要，但調整定位角度的‘人’更是重要，經驗和技術兼備的技師配合先進的儀器才能調整到最好。

6 結語

為了保證汽車安全行駛，減輕輪胎及機件的磨損，汽車車輪要保持正確的定位參數和合理的匹配，因此，定期正確地檢測汽車四輪定位參數對提高汽車安全性有非常重要的意義。

參考文獻

[1]陳家瑞，汽車構造[M].北京：人們交通出版社，2005.

[2]楊玉林，程雨梅.汽車四輪定位的作用及對行駛性能影響的分析[J].長春大學學報，2009.

[3]黃業開.部分車型四輪定位調整方法匯總，汽車維護與修理[J].2009.