聊聊四輪—定位的那點事兒(一)
——四輪定位基礎

◆文/北京 楊老師

四輪定位是汽車售后業務中最常見的保養項目之一，是汽修人應該具備的基本技能；許多路邊小輪胎店，都能打出“買輪胎送定位”的口號，把四輪定位當做“贈品”；一些汽修人認為“四輪定位就是把數據調綠了”。四輪定位真的這么簡單，這么沒有技術含量嗎？

本期起，本刊特邀汽修大咖楊老師跟大家一起聊聊看似簡單的四輪定位，深入探討輪胎跑偏、啃胎與四輪定位的關系。相信會讓大家對四輪定位有全新且全面的認識。

楊老師(楊波）

汽車維修高級技師、機動車檢測維修工程師。從事汽車維修工作近20年，先后擔任現代、通用4S店技術總監、日德等外資車企的技術培訓講師。具有扎實的理論基礎，在汽車電控診斷領域有著豐富的實戰經驗和獨到的維修見解。現在某外資車企擔任技術支持工程師。

合適的四輪定位參數是確保車輛各種性能的前提，否則將影響整車的行駛穩定性、安全性、舒適性，而且還會造成油耗增加、輪胎磨損加劇、加速底盤懸部件老化等等不良后果。

從筆者接觸的案例來看，很多時候在我們即使把四輪定位的參數都調成了綠色，車輛依然有跑偏、啃胎的故障現象。做四輪定位不是簡單“擰幾扳手”就能解決的事情，而是要在熟悉四輪定位原理的基礎上，正確測量各個參數，并有針對性地準確調整各個定位數據。

要想分析四輪定位對車輪跑偏、啃胎的影響，首先有必要了解一下與四輪定位相關基本概念。

一.什么是四輪定位？

四輪定位包括前輪定位和后輪定位。前輪定位又叫轉向輪定位，主要是轉向輪、轉向節和前軸三者之間的相對位置。后輪定位是后輪和后軸的相對位置。

四輪定位的參數包括主銷后傾角、主銷內傾角、車輪外傾角、車輪前束。需要注意的是：四輪定位指的是前后四個車輪(主要指乘用車)的定位，而不是指每個車輪的四個定位參數。對于一般來講，車輛的前輪都是轉向輪都會具有上述的四個重要的定位參數；而車輛的后輪定位來講，我們遇到乘用車上的后輪一般都是非轉向輪，不會涉及轉向節以及上下轉向球頭，所以也就沒有主銷的概念，我們也只考慮后輪每側的車輪外傾和前束兩個參數。

二.什么是主銷？

很多人都錯誤地認為，主銷是減震器上支點與下支臂球頭的連線。其實，這只適用于目前我們常見轎車的麥弗遜式獨立懸掛，而對于雙叉臂式獨立懸掛、整體式轉向橋的車輛則不適用。

為此，筆者認為，適用于所有車輛上的主銷定義應該是：轉向輪轉向時的回轉軸線。無論是雙叉臂獨立懸掛、還是整體式轉向橋、甚至自行車，只要是帶有轉向輪的，其主銷就是轉向時的回轉軸線。

三.什么是主銷后傾角？

主銷后傾角是指轉向軸線向前或向后傾斜的角度(圖1)。需要注意的是，測量主銷后傾角時，是從汽車的側面測量轉向軸線至垂直線之間的角度。另外，某些獨立懸架的汽車無實際轉向軸，其主銷后傾角只是一個虛擬角度。

圖1 主銷后傾角

主銷后傾的主要作用是減小行駛中的方向跑偏，使方向盤有自動回正的功能。過小的主銷后傾角會容易是轉向系統產生偏擺震動，主銷后傾角越大方向的穩定性越好；過大的主銷后傾角會導致轉向時費力。由于現代的轎車普遍采用動力轉向，也就是液壓助力或電動助力系統，因此現代轎車的主銷后傾一般設計的較大。主銷后傾角的大小對輪胎的磨損速度沒有影響。

事實上，在我們日常生活當中，除了汽車，主銷后傾的應用還有很多，如自行車、摩托車(圖2)。在自行車或摩托車上，主銷后傾角越大，穩定性越好，但轉向也越費力。

圖2 主銷后傾在自行車、摩托車上的應用

四.什么是主銷內傾角

主銷內傾角是從車前方或后方看車輪時，車輪的主銷軸向車身內側傾斜的角度(圖3)。當車輪以主銷為中心轉動時，車輪的最低點將陷入路面以下，但實際上車輪下邊緣不可能陷入路面以下，反而是將轉向車輪連同整個汽車前部向上抬起一個相應的高度。這樣，在完成轉向后，在重力的作用下，轉向車輪就有自動回復到原來中間位置的效應，使得方向盤很容易復位。

圖3 主銷內傾角

也就是說，在轉向時，主銷內傾角有抬升車橋的作用，松開方向盤后，方向盤具有自動回位的功能。需要注意的是主銷內傾角也不宜過大，否則將加速輪胎的磨損。另外，主銷軸線與路面交點到車輪中心平面與地面交線的距離叫主銷偏置距，通過減小主銷偏置距，可減小轉向時駕駛員加在方向盤上的力，從而提高轉向系統的操縱輕便性，同時也可減少從轉向輪傳到方向盤上的沖擊力。

主銷內傾角還有一個作用是在轉彎時，傾斜的車輪給車身提供支撐力，以保證車輛在轉彎時的車身穩定性。對于這個作用的理解，我們可以舉個更直觀地例子：自行車或摩托車在拐彎的時，尤其是速度比較高的時候，都會將車子向內傾斜，讓車輪與地面有一個夾角(圖4)，防止車身被甩出，提高車子的穩定性。汽車也是一樣，右側車輪在向右轉彎的時候在主銷內傾角和后傾角的共同作用下會向右側傾倒，而左側車輪雖也有主銷內傾角，卻不會向左側傾倒，因為還有主銷后傾角，可以它又拉了回來，甚至也能向右微微傾斜。不僅如此，兩側車輪的轉動還使右側車身降低，左側車身抬高，整個車身也向右傾斜，于是產生了足夠的向心力，這樣就可以大大的提高汽車在彎道的極限，避免高速轉向失控打滑。

圖4 摩托車過彎時車身向內傾斜

主銷后傾角與主銷內傾角都有轉向回位的作用，但他們的作用機理不同。主銷后傾角的轉向回正是依靠在轉彎時由離心力所產生的地面對車輪側向反力來使車輪回正的，而離心力與車速的平方成正比，車速越高離心力越大，產生的回正效果越強。主銷內傾角主要是由于轉向時，將車輛抬起依靠車身的重力來回正轉向輪的，與車速無關，只與主銷內傾角度和轉向的角度有關。

因此，高速時轉向回正主要靠主銷后傾的作用，而低速時轉向回正主要靠主銷內傾的作用。

在日常維修中，如果客戶抱怨轉向不回位時，除了檢查動力轉向助力、輪胎外，我們一定要注意檢查主銷內傾角和主銷后傾角，同時正確區分是低速還是高速時轉向回正問題。

五.什么是車輪外傾角？

車輪外傾角是輪胎相對垂直參照線的傾斜角度(圖5)。當車輪頂部向外傾斜時，被稱為正外傾角；當車輪的頂部向內傾斜時，被稱為負外傾角。

圖5 車輪外傾角

前輪外傾角一方面可以使車輪接近垂直路面滾動而減小轉向阻力，使汽車轉向輕便；另一方面又減少了軸承及其鎖緊螺母的載荷，增加了使用壽命，提高了安全性。

之前的老款或載重汽車上，由于重載時的下壓力，設計師會把車輪外傾設計正正值(防止重載時輪胎過分內傾)，而現代汽車都有助力轉向系統，并且為了提高車輛高速及轉向時的穩定性，設計師會把車輪外傾角設計成接近于零或負值(圖6)。

圖6 正外傾角和負外傾角

轉向時，過大的正向外傾，則會由于離心力的作用，使得外輪外傾加大，這就會加大輪胎的磨損和變形，并且橫向穩定性變差，同時也會加劇轉向不足。

由于扁平子午線輪胎的普及，子午線輪胎的剛性大、胎面寬，若設定大外傾角會使輪胎磨偏，降低輪胎抓地力，再加上助力轉向機構的推廣，也使外傾角不斷縮小。現代汽車一般將外傾角設定得很小，接近垂直或者負值(圖7)。較小的外傾角有助于操縱和轉向，符合技術規范的外傾角對輪胎的磨損幾乎沒什么影響，但是過大的外傾角則會造成輪胎的磨損明顯增加，從而縮短輪胎的壽命。

圖7 賽車的外傾角多為負值

六.什么是車輪前束？

車輪前束是指車輪前端面與后端面在汽車橫向方向的距離差(圖8)，也可指車身前進方向與前輪平面之間的夾角，此時也稱前束角。以車輛前進方向為參照，前小后大為正前束、前大后小為負前束。

圖8 車輪前束

設置車輪前束的主要目的是修正上述車輪外傾角引起的車輪向外側轉動。車輪外傾，一方面會使得轉向輕便，另一方面，也使得左右前輪分別有向外側轉動的趨勢，為了修正這個問題，又設置了車輪前束，使得左右兩輪帶有向內的角度，則正負抵消，從而讓左右兩輪可保持直線行進，減少輪胎磨損。也就是說：車輪前束主要是為了消除車輪外傾的不良影響而存在的。

一般，車輛的車輪外傾和車輪前束常常“正正”搭配或“負負”搭配，但考慮到車輛的整體性能，車輪外傾和車輪前束的搭配會有許多例外。一般載重汽車都設計為正外傾配合較大正前束，而現代轎車多采用較小的負外傾搭配小一些的正前束。表1是部分載重車和轎車的車輪參數配合情況。

表1 部分載重汽車和轎車的車輪定位數據

七.其他定位參數有哪些？

我們常見的絕大部分車輛都是前輪轉向，每個前輪(轉向輪)都有四個定位參數：主銷后傾、主銷內傾、車輪外傾、車輪前束，而后輪一般不是轉向輪，僅有車輪外傾和車輪前束兩個定位參數。當然，個別車型具有后輪隨動轉向功能，但由于角度很小，所以也不用過多考慮后軸與主銷相關的參數。

除了前面介紹的四個定位參數外，與車輪相關的參數還有很多，如推進角(圖9)、退縮角、包容角、轉向角、車軸偏距等。

推進角是車輛推進線與車輛參考中心線(幾何中心線)之間的角度。通過后輪單側前束平分點做一直線與后輪中心相交，確定推進線，即：汽車后輪總前束的平分線為汽車的推進線。推進線與車輛幾何中心線之間的夾角就是推進角，也被稱為蟹形角。

圖9 推進角

退縮角(圖10)有前退縮角和后退縮角之分。兩前輪中心連線的垂線與推進線之間的夾角為前退縮角；兩后輪中心連線的垂線與推進線之間的夾角為后退縮角。

圖10 前退縮角和后退縮角

從汽車正前方看，主銷的軸線和車輪軸線之間的夾角被稱為包容角(圖11)。從數值上看，包容角的數值等于主銷內傾角和車輪外傾角的總和。

八.常見定位參數的調整規則

盡管汽車具有轉向功能的前輪都具有上述四個定位參數，但并不意味著這四個參數都可以調整。一般，與主銷相關的角度(主銷后傾角、主銷內傾角)都是不能調節的，如有超差，則需要更換變形的部件。車輪外傾角的調節則跟懸掛形式有關，一般可通過凸圓螺栓調節或更換不同尺寸的擺臂或轉向節即可。幾乎所有的前輪前束都可以輕而易舉地通過調節轉向機拉桿的長短來實現調節。

一般汽車后輪只有車輪外傾和車輪前束兩個定位參數，大多是通過偏心螺栓來進行調節。

在轎車四輪定位數據修正與調整中，以主銷后傾角、車輪外傾角和車輪前束為主要調整對象，在大多數情況下，一般只需調整前輪前束。如果有必要調整其他定位參數，則應遵循圖12所示的四輪定位調整順序。

圖11 包容角

圖12 四輪定位工序

九.四輪定位不良的表現有哪些？

不合適的四輪定位，最主要也是最令維修人員頭疼的表現有：啃胎、跑偏、方向盤不正、車輛穩定性下降。此外，還有一些不易讓人覺察的表現，如：舒適性降低、行駛阻力增大油耗上升、底盤懸掛件異常磨損、行駛安全性下降等。

十.四輪定位的維護周期

只有當車輛出現與四輪定位相關的故障時才需要做四輪定位嗎？答案當然是否定的。

在車輛正常行駛過程中，都會不可避免地出現底盤懸掛部件間隙增大、橡膠部件老化、車輛受路面沖擊產生不可見的定位數據變形。為此，筆者強烈建議各位汽修同仁隨時向自己的客戶(車主)科普與四輪定位相關的知識，并定期檢查四輪定位參數。

雖然，汽車廠家對四輪定位的檢查不做強制要求，不同的汽車廠家對四輪定位推薦的維護周期也不盡相同，但筆者建議最好還是每年(20 000km)做一次四輪定位。

另外，如果已經發現與四輪定位有關的故障現象，一定要及時檢查和維修，否則，可能會導致損失擴大，車身底盤部件出現更嚴重的損壞，甚至引發安全問題！

與四輪定位相關的基礎知識先介紹到這里，下期將重點介紹“啃胎”的根源與治理方法，敬請關注。