越野教室:不可忽视的四轮定位
在您的爱车行驶了一定里程数之后,做四轮定位是必须要进行的 程序。而当我们感觉到车辆出现跑偏,或者轮胎非正常磨损的时候, 经过检查往往问题也是出现在四轮定位上。并不是所有的修理厂都能 够提供四轮定位的服务,而且几乎所有的车辆,都会建议尽可能到原 厂的服务站去做四轮定位,可见做四轮定位可不是随便的工程。作为 普通车主,对四轮定位的结构和原理作一点了解,是有利于对爱车的 养护的。知道这些以后,根据自己车辆运行的状况,就可以及时了解 可能出现的问题,尽早避免损害的进一步加剧。

四轮定位,顾名思义就是给四个车轮定位。按照我们日常的理 解,会认为车轮和地面是始终保持垂直的,和车辆的行进方向则是保 持平行的。其实,真正的情况,轮胎会根据其自身性质和功用与路面 和行驶方向呈一定的夹角布置,并且轮胎与轮胎之间也有相对的夹 角。这些预先设定的夹角,其作用就是让这些车轮在正常运转的时 候,可以做到垂直或者平行,为什么会有静止和正常运行之间的差别 呢?这是由于悬挂的特性决定的。

从车辆的正面看,两个车轮仿佛是与地面垂直的,并没有什么 夹角存在。事实上,在轮胎上存在一个肉眼看不到的外倾角。但是 在某些车型上,外倾角会设置得比较大,这样肉眼是可以看到的。
不要以为小车上就没有外倾角的存在,要注意的是,所有车上都有 外倾角的设置,否则车辆就无法正常行驶。
转向的灵活性和高速行驶的稳定性是相互制约的两个性能指标。
我们在驾驶车辆时也会发现,许多车的转向既轻盈又灵活,给驾驶带 来了很大舒适性。例如一些日系车转向非常轻盈,当然这些有助力转 向的功效,但车轮的定位同样起到决定性作用。但是转向灵活了,却 制约了车子高速行驶时的稳定性,车轮很容易受到地面的颠簸影响, 干扰车轮保持直线行驶的导向性,不少人都是认为这是由于转向过于 灵活造成的,其实这只是表面现象,影响转向灵活性和高速行驶稳定 性的主要因素还是在于四轮定位的调节。

对弯道抓地性影响较大的外倾角
所谓外倾角,就是车辆的法线和轮胎中心线的夹角。在理论上来 说,轮胎的转向轨迹是以转向主销为轴,向内侧倾斜画圆的。在车辆 转弯时,外侧车轮会按照既定轨迹做圆弧运动,比如现在是右转弯, 那么车辆会受到一个向左的离心力,这个离心力会导致内侧车轮的地 面附着力减小,外侧车轮的地面附着力增大,达到一定程度的时候甚 至会导致内侧轮胎向上抬起。如果轮胎与车轴呈一定的夹角布置,也 就是设置一个外倾角,在右转弯过程中,拥有外倾角的外侧轮胎上的 减震弹簧会被压缩。弹簧压缩产生的力会将向内倾斜的轮胎往垂直地 面的方向上推,使得外侧轮胎的地面附着力变大,保障了车辆的安全 运行。车辆在转弯的过程中,独立悬挂的车辆外侧车轮的外倾角会随 着弯道的逐渐变大而增大,内侧轮胎的外倾角则越来越小。假设如果 没有外倾角的存在,车辆在转弯过程中,就会导致外侧轮胎的磨损严 重。所以,外倾角的意义不可小觑。观察外倾角的方法很简单,就是 从车辆正面看轮胎的相对位置,一般家用轿车的两个轮胎问都是呈外 八字布置的,但是由于角度很小所以肉眼是无法观察到的。而有些载 重货车、卡车以及客车为了考虑其载物需要,两个轮胎是成内八字设 计的。前者我们称为正外倾角,后者则称为负外倾角。
对离速稳定性和转向循迹性影响极大的前束角
在四轮定位中,还有一个关键的参数,这就是前束角。凭我们常 规的感觉,车轮在运转的时候是与车辆运行的方向平行的,这样滚动 阻力才是最小。但事实并非如此,就像外倾角在垂直方向存在角度一 样,车轮在与车辆运行方向上,同样存在一定的角度。前束角就是轮 胎中心线与车辆行驶方向的夹角,与外倾角是截然不同的两个东西。

主要的区别为外倾角是车辆的横向角度,而前束角则是纵向角度。最 直观的判断前束角的方法就是从车辆的上方俯视得到的角度。前束角 和外倾角的正负区分刚好相反,轮胎之间内八字的为正前束角,而呈 外八字的为负前束角。
在车辆的正常行驶过程中,车轮之间相对平行才能保证最小的滚 动阻力,前束角的存在和外倾角是一样的道理,是为了让车辆更好更稳地运行。由于滚动阻力和悬挂部件乏间机械间隙的存在,如果预先 将车轮设定为与车辆行驶方向相同,那么实际运行的时候,车轮反而 会呈现一定角度,从而导致滚动阻力加大。前束角的设置需要与发动 机进行一定的匹配,不同驱动形式的车辆,不同设计诉求的车辆,其 前束角的设置也是不同的。由于驱动轮和从动轮有各自不同的功用, 所以在前束角的正负值上,一般会将驱动轮设为负前束角,而从动轮 设为正前束角。

对于不同设计诉求的车辆来说,如果采用正值较大的前束角,在 转弯的时候外侧车轮的正前束角值会非常大,作为主要提供转弯支撑力 的外侧车轮,这样的设定显然有利于过弯。如果车辆转向轮的前束角正 值越大,整个车辆方向的改变也就越容易。这种前束角设计的车具有转 弯循迹性好的优点,但这样的设计方向较重,不容易改变角度,车轮的 滚动阻力相对也要大一些,特别是在加速的时候,对经济性不利,而且 会消耗一部分发动机功率。但是这样设定的稳定性非常好,驾驶起来非 常稳重,对于高速设计的车型是最合适的。而如果是相反的设计,那么 转向就会很轻很灵活,加速时的阻力较小,经济性也较好,但是在高速 过弯时稳定性较差,比较适合低转速设计的车辆,最具典型意义的就是 日本车系,这一类车主要是应对复杂的城市交通。
针对不同定位的车型来讲,它们的前束角可能会有不同的设定 值。对于针对高速设计的车型来说,比如多数的欧系车,车的极速很 高,这就要求车的高速稳定性要好,而且过弯速度快、转向敏锐,车的 循迹性也要好,因此它的前轮前束角就应该偏向于正值调校,所以看 上去两个前轮是偏向内八字。当高速过弯时,车身向外侧倾斜,此时外 侧车轮上的减震弹簧处于压缩状态,因此外侧车轮起到支撑作用,在车 辆转弯时也主要由外倒车轮提供横向抓地力,如果前束角为正值时,外 侧车轮转动的角度要明显大于内侧车轮的角度,这样就能使转向更加灵 敏。从而提高过弯速度。不过这样下来也会使车轮的滚动阻力变大,同 时会感觉方向盘比较沉。而对于偏重低速设计的车型来说,对于车辆的 极速没有过多要求,主要是偏重于舒适性设计,因此它的前轮前束角一 般设定为负值,所以看上去两个前轮呈外八字,当车速很快转弯时由于 外侧车轮转动角度小,内侧车轮转动角度大,因此它的过弯速度没有前 束角正值的快,而且感觉它的循迹性也不是很好,方向旷量大,但是方 向盘打方向时感觉比较轻。当我们在调整前束角时是通过观察四轮定位 仪的显示来调整左右车轮问的横拉杆实现的,并且车轮的前束角是在允 许的误差范围内进行调校,如果调整得过大就会使方向盘的旷量变大, 而调整得过小会造成车轮磨损等情况。








