聊聊四輪定位的那點事兒(二)—四輪定位與輪胎偏磨

◆文/北京 楊老師

（接上期）

上期，筆者介紹了與四輪定位相關的基本概念，本期我們將討論由四輪定位引起輪胎偏磨(俗稱“啃胎”)的根源及維修方法。主要內容包括：輪胎偏磨的類型及產生原理；影響啃胎的四輪定位參數。

一、輪胎偏磨的類型

1.單邊偏磨

單邊偏磨是指輪胎的內側或外側磨損過大(圖1)。

圖1 輪胎單邊偏磨

如果僅僅是輪胎的單側邊沿有快速磨損的現象，其磨損的根源主要來自車輪的傾斜角過大，也就是車輪外傾角不正確。也就是說：如果輪胎外側磨損嚴重，說明車輪外傾角正向(正外傾角)過大；如果輪胎內側磨損異常，則說明車輪外傾角負向(負外傾角)過大。單邊偏磨的產生原理如圖2所示。

圖2 外傾角對輪胎偏磨的影響

2.“鋸齒”狀胎面磨損

在日常維修中，我們經常會遇到輪胎左右出現“臺階”狀的異常磨損，也稱“鋸齒”狀偏磨。這種情況一般是由于前束不正確而引起的輪胎偏磨，具體的形成原理如圖3所示。

圖3 車輪前束導致的輪胎偏磨

前束正值過大時，輪胎往往出現由外向內方向的“臺階”狀磨損；前束負值過大時，輪胎一般會出現由內向外的“臺階”狀磨損。因此，在觀察輪胎表面的磨損“鋸齒”時，要格外注意花紋的切面“鋸齒”是向內側還是外側，如果是向內側，說明前束正值過大；反之，則說明前束負值偏大。

當然，前束不正確導致的“鋸齒”狀偏磨也并非完全是橫向的，因為輪胎并非完全意義上的橫向與地面側滑，而是以一定角度的與車輛前進方向摩擦，所以在其前后方向來看，同樣也存在偏磨的高低“鋸齒”狀，如圖4所示。

圖4 前束引起的胎面“鋸齒狀”偏磨

因此，前束對胎面的影響是綜合的，不僅包括橫向高低不等的“鋸齒”狀、同樣也包括縱向高低不平的“鋸齒”狀(羽狀磨損)，如圖5所示。

圖5 前束引起胎面橫向和縱向磨損異常

需要特別提醒的是：很多時候，輪胎的偏磨可能是前束和外傾綜合造成的結果。如果是僅僅是外傾角過大或過小所引發的輪胎偏磨一般比較容易確認，因為這種情況一般只會導致單邊磨損(內側或外側啃胎)，而不會有高低不平的“鋸齒”狀磨損。如果既有外側的啃胎、又有高低不平的“鋸齒”羽狀磨損時就應該格外注意。

前束偏差過大時，不僅導致輪胎出現“鋸齒”狀磨損，也會引起單邊偏磨。如果前束是正值偏大，輪胎的外側邊沿就會磨損加劇；而當前束負值偏大時，輪胎的內側邊沿就會磨損加劇。也就是說：輪胎偏磨的根源往往是由多個定位參數失準所導致的，既有前束方面的因素、又有外傾的因素，我們需要根據偏磨位置，并結合四輪定位參數綜合起來考慮和分析。圖6所示輪胎偏磨狀況就是外傾過大和前束偏大共同導致的。

圖6 外傾過大和前束偏大導致的輪胎偏磨

3.其他輪胎偏磨

除了四輪定位參數失準會導致輪胎非正常磨損外，輪胎氣壓不正常、動平衡失準以及橡膠老化等也會加速輪胎偏磨。

(1)胎壓對輪胎偏磨的影響

輪胎氣壓異常導致輪胎不正常磨損的原理如圖7所示。當然，現代轎車重量輕，且普遍采用子午線輪胎，而子午線輪胎具有接地面積大、附著性能好、胎面滑移小、對地面單位壓力也小、胎冠較厚且有堅硬的帶束層(不易刺穿)、胎側薄(徑向彈性大、緩沖性能好、負荷能力較大)等優點，胎壓對轎車輪胎異常磨損的影響比較小，尤其是裝備防爆胎(虧氣保用輪胎)的胎面更不容易變形。但大型客車、載重貨車對于載荷和氣壓的影響相對比較明顯一些。

圖7 胎壓對輪胎磨損的影響

(2)車輪動平衡對輪胎偏磨的影響

當車輪動平衡失準或軸承松曠時，輪胎在運轉中就會出現擺動現象，車輛出現明顯抖動。這就會是胎面出現“塊狀”偏磨，并且胎面會出現高低不平的現象(圖8)。遇到這種情況，應及時檢查車輪動平衡及軸承。

圖8 動平衡失準導致輪胎出現“塊狀”偏磨

(3)橡膠老化對輪胎的影響

當輪胎出現起皮、掉渣的現象，則很可能是輪胎老化(圖9)、化學腐蝕或碎石路面導致的。具體是哪一種原因，則要結合使用里程、使用環境、是否到達壽命周期等因素綜合起來判別。

圖9 橡膠老化引起的輪胎磨損

引起輪胎異常磨損的原因很多，磨損部位也各不相同，表1為導致輪胎磨損的常見原因及對應的磨損位置。

表1 輪胎磨損的類型及對應的原因

當然，輪胎的偏磨也不一定是車輪定位、氣壓、動平衡等因素所引起的，部件老化、懸掛膠套松曠、外力沖擊等都有可能導致輪胎偏磨。具體是哪種原因，需要維修人員認真檢查、分析，做出精準判斷后，再制定準確的維修方案。

二、輪胎偏磨的檢測方法

上面我介紹了幾種常見的輪胎偏磨類型及其原因，對于非定位造成的輪胎偏磨問題，比較容易判斷，在此不做過多深入的分析和講解。對于車輪定位失準造成的混合型輪胎偏磨，尤其是當前束和外傾同時出現偏差時，診斷比較復雜，而且很難找到真正的根源。另外，有時候，我們也會發現車輛的前束和外傾都在正常范圍內，但輪胎仍然存在偏磨。對于這種情況，除了檢查四輪定位外，還要利用車輛側滑檢測儀(圖10)來檢測輪胎與地面的摩擦力。

圖10 車輛側滑檢測儀

雖然車輛側滑不屬于年檢強制項目，但維修人員經常會遇到因側滑不合格(圖11)而送修的車輛。對于這類故障，許多維修人員只是緊緊轉向拉桿、測量前束、調整定位參數就會交車。其實，如果要驗證車輛側滑問題是否真正得到解決，就要用到側滑檢測儀。

圖11 汽車年檢數據(側滑不合格)

前些年，一些大型的維修企業里，多配備了汽車檢測線，可測定車輛減震器系數、檢測制動力和車輛側滑。小型的維修企業多采用簡易側滑板來檢測車輛的側滑(圖12)。

圖12 簡易側滑板

1.側滑儀的種類

側滑儀會有單邊側滑儀和雙邊側滑儀兩種。一般在檢測場以及大型維修中，側滑儀是集成在檢測線上(圖13)，且屬于雙邊側滑儀，而一些維修店則是配備了單滑板式的簡易側滑儀。他們的工作原理都是一樣的。

圖13 集成了側滑儀的多功能檢測線

2.側滑板工作原理

為了檢測轉向輪除了滾動外，是否還存在橫向滑動，常常用側滑板來檢測轉向輪的橫向滑動數據。車輪從側滑板慢速經過時，如果輪胎與側滑板之間除了滾動外，還存在橫向滑動摩擦時，滑動阻力就會推動側滑板向左或右方向移動，從而帶動聯動機構，并產生側滑數據(圖14)。

圖14 側滑板工作原理

國家標準GB21861-2014和GB7258-2012對機動車轉向輪橫向側滑量的要求是：對前軸采用非獨立懸架的汽車，其轉向輪的橫向側滑量，用側滑臺檢測時側滑量值應在-5～+5m/km之間。也就是說，汽車行駛1km時，轉向輪橫向側滑量不能超過5m。

雖然側滑超標不影響車輛年檢，但對于車輛使用狀態，尤其是輪胎的保養卻很重要。因為，橫向側滑量超標時，轉向輪與地面之間不僅有滾動摩擦，而且存在滑動摩擦。滾動摩擦對輪胎的磨損很小，幾乎可忽略不計，而發生滑動摩擦時，輪胎與地面處于干磨狀態，會急速加劇輪胎的磨損。

前面已經講過，導致車輛側滑的主要因素是車輪外傾和車輪前束。一般，我們規定：向外側滑(側滑板向外運動)稱為正側滑，向內側滑稱為負側滑，因此，正外傾導致負側滑、正前束導致正側滑(圖15)，總側滑數據等于前束側滑與外傾側滑之和。

3.側滑儀的使用方法

上文講過，車輪橫向側滑數據是由車輪的前束和外傾共同決定的。遇到車輪橫向側滑量超標的車輛，是調前束還是調外傾角？當然，經驗豐富的四輪定位師傅可以根據定位的實際值和推薦值大概推算出側滑值，并將橫向側滑量調整到規定的范圍內。但如果要精確知道前束導致的側滑量和外傾引起的側滑量分別是多少時，就只能借助側滑儀來進行檢測。具體如何使用側滑儀，下面舉例說明。

某輛車后輪有輕微偏磨，四輪定位參數都在規定范圍以內，用側滑儀檢測時發現該車后輪的橫向側滑值是+6.5m/km，超過規定范圍。

在分析該車之前，先補充一條原理：外傾引起的側滑量不受車輛移動方向的影響，但前束導致的側滑量與車輛的移動方向相關。

據此原理，我們先在車輛正向通過側滑儀時測得一個側滑量，然后再讓車輛反向(倒車)通過側滑儀再測得一個側滑量。最后，通過二元一次方程計算出外傾引起的側滑量(X)和前束導致的側滑量(Y)。

上述故障車，正向通過側滑儀時測得的側滑量為+6.5 m/km，反向通過側滑儀時測得的側滑量是-1.3 m/km。由于外傾引起的側滑量不受車輛移動方向的影響，但前束導致的側滑量與車輛的移動方向相關，所以，可以列出下述方程：

前進時： X + Y = +6.5

倒車時：X +(- Y)= -1.3

據此，我們可以算出外傾引起的側滑量X=+2.6 m/km，前束導致的側滑量Y為+3.9 m/km。也就是說該車后輪偏磨，大部分原因是前束正值過大所致，小一部分是外傾負值偏大引起的。雖然四輪定位參數均在正常范圍內，但仍需對后輪定位參數進行微調，把前束向負值方向調一點，把外傾角向正值方向微調一點。調整后，再次檢測橫向側滑量，確保其在規定范圍之內。

關于輪胎偏磨的內容就介紹到這里，下期我們將討論四輪定位與跑偏。敬請關注。

圖15 車輪外傾和前束對側滑的影響