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。
知道这些原理以后,就很好理解我们通过调整前轮的前束角, 可以使车辆获得不同的驾驶感受了。在赛车改装中,这种调校方法也 是比较常用的,它们要根据不同的赛道来调校不同的车轮前束角以获 得不同的驾驶特性,当需要获得灵活的转向时就要使前束角负值大一 些,当需要获得良好的转向循迹性时就要将前束角正值大一些,但是 转向过于灵活也会使车的稳定性降低,这对于赛车手的驾驶技术是具 有一定考验的,如果将前束角调得过大就会使方向盘变得很沉,赛手 操控起来就会变得比较费力。
对于普通民用车而言,车轮的前束角不要随便进行调整。将前束 角调得过大或过小,不仅会对车辆本身造成伤害,而且对车辆的操控 性、稳定性等方面也没有太大的帮助。如果真的想调也要到正规的4S 店在厂家的规定范围内进行调整。像笔者的这次调整。就使得前驱版 的途胜完全失去了过去的风范,高速稳定性明显降低,这就是因为前 束角的选择与原厂数值差异过大的缘故。回到北京以后,笔者前往4S 店按照原厂数值对于前束角进行了精确调整,终于又使得途胜的抓地 力得以恢复,回到了往日高速稳健的状态。
主销后倾 在这里我们用一个非常形象的比喻,自行车的转向主销是向后倾 斜的,那么,所谓主销后倾角和内倾角,顾名思义就是指转向主销向 后和向内倾斜的角度。所有的车辆都必须具有转向后倾角和转向内倾 角,否则车辆就无法正常行驶。主销后倾角是用来回正力,保证车辆 直线行驶。而内倾角则是为了回正方向,保证车辆的方向性,其角度 越大,车辆的方向越重,反之,则越轻。
四轮定位的意义 四轮定位看似简单,实际上是一项技术含量颇高的工程,当 然这是对于开发和设计数值的工程而言,因为一台车的原厂四轮定 位参数需要进行大量的试验才能获得。作为原厂没有经过任何改动 的车辆,如何要修正四轮定位,只要按照原厂数值通过仪器修正 即可,操作并不是特别复杂,也不需要特别高超的技巧。但是它的 重要性不言而喻,一旦这些设定出现问题,就会给定位带来严重后 果。在车辆长期行驶之后,轮胎不仅会有一些磨损,而且轮胎的相 对位置相比出厂时的设置会有些偏差,日常常说的四轮定位的意义 就是将这些偏差修正,恢复出厂时的外倾角和前束角以及主销倾角 的设置,保证车辆的正常运行。
四轮定位还是一种改装技术,不同的角度设置会带来完全不同的 驾驶感受。当然,在改变这些角度获得不同的驾驶感受时,同样别忘 了匹配的重要性,忽略了与其他部件的匹配,就很有可能会带来意外 的负面效果。除了改装四轮定位本身需要做好相关匹配外,改装其他 行走机构的部件更需要和四轮定位本身做好匹配。原厂的四轮定位设 定都是有一定区间的,车轮的定位数值只能在这个范围内变动。原厂 设计师是根据车辆的悬挂设计、轮距以及轮胎的宽度和性能等,经过 反复试验测试定出的数据,因此如果悬挂因为使用时间较长而出现定 位错误,或者由于事故导致悬挂变形或错位,以及更换的非原厂标准 的轮胎或弹簧,都会导致这些数据的改变。这样一来车轮运转就不会 在一个理想状态下,偏磨和油耗高以及跑偏就都有可能出现。如果是 因为冲击变形导致的错位,可以按照原厂的数值尽可能的恢复,使其 回到原厂数值的区间中来。如果是进行了改装,那么这些部件的各个 数据就会与原厂数据不符。原厂的四轮定位数据将无法满足这些部件 的需求,这样的技术含量就高了,你需要为其匹配一套符合改装后的 四轮定位数据。
总结 四轮定位数据,是为轮胎进行定位的各种倾角数据,它是设计师 根据各个部件特性和车辆定位,经过反复测试和计算得出的数据。以 保证车辆更好的运行。即使调整也不可超越原厂规定的参数区间。一 旦由于长期使用或事故导致定位出现错误,要及时纠正,否则等待你 的轻则轮胎偏磨,重则因抓地力严重下降而发生事故。
车辆长期行驶之后,轮胎不仅会有一些縻损, 而且轮胎的相对位置相比出厂时的设置会有些 偏差,日常常说的四轮定位的意义就是将这些 偏差修正设置。保证车辆的正常运行。
1。对于有副车架的车型,悬挂连接刚度比没有副车架的 车型犬得多,四轮定位也不用经常调整。
2.前轮前束角对汽车的操控性和高速稳定性影响巨大。
3.詹轮前束角对转向随动性和高速稳定性有较大影响。
4。虽然用肉眼看每个车轮都是与汽车行进方向平行的, 但实际上它们都存在一定量的夹角。
5. 双叉臂前悬挂的转向主销为两个摇臂在车轮连接点上的连线,前轮就是绕着这根轴转向的。
6. 麦弗逊悬挂的转向主销为麦弗逊支柱。
7. 后悬挂由于不用转向,所以不存在转向主销。