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認識四輪定位
  • 發布年度:2009
  • 主要類別:車輛零組件
  • 次要類別:電子報
  • 車輛中心 整車安全部/靜態安全課 李志哲

    前一期討論的輪胎偏磨耗,除了胎壓、不當操控、超載外,多數都是因為輪胎定位不良,尤其是當愛車不小心發生碰撞後,以為外觀無大礙,便忽略了檢查愛車。
    其實就算是沒有碰撞,當愛車行駛一年或二萬公里時,行駛時方向盤明明是正前方,但愛車卻偏向一邊,需經常修正方向盤方向,直線行駛時方向盤有拉扯感,且有浮遊現象,甚至方向盤出現左右晃動,車身跳動不穩定、雜音、胎噪怪聲,愛車操控不易、油耗增加,或是輪胎已經出現前期提及的偏磨耗,不用懷疑你的愛車已經向您抗議了,請儘速送愛車進保養廠好好的調校一番。以下我們就來認識一下四輪定位的專業詞彙。


    外傾角(Camber),圖1
    外傾角:由車輛前方角度察看,觀看輪胎胎面部胎紋中心(車輪中心線)與地面鉛垂直線的角度。
    正外傾角(+):兩邊輪胎略成「\ /」,輪胎頂部斜向車外傾。
    負外傾角(-):兩邊輪胎略成「/ \」,輪胎頂部斜向車內傾。
     

    圖1、外傾角

    傾角角度不同,會改變輪胎與地面的接觸點及施力點,會直接影響輪胎的抓地力及磨耗狀況。左右輪外傾角必須相等,這樣在力的平衡下,不致影響車子行進的直進性。一般道路駕駛,外傾角設定約為0.5~2度之間,賽車場的車輛,為增加過彎的抓地力,外傾角設定通常會更大,但這非一般常態使用喔。

    當外傾角不正常會導致,過彎循跡性變差,輪胎單邊偏磨耗,正外傾角過大,會造成車外側的單邊異常磨耗;負外傾角過大,會造成車內側的單邊異常磨耗。兩個前輪的外傾角角度相差太多,直線行駛時方向盤有拉扯感。

    外傾角的設計可用來抵消調整車身荷重後,懸吊系統機件變形及活動面間隙所產生的角度變化。若車種使用前輪避震器固定螺栓調整外傾角,拆裝避震器時,需重新調校外傾角。外傾角與前束角配合適當,能提高行車的直線穩定性,更可避免輪胎的偏磨耗,延長輪胎的使用壽命。


    內傾角(King Pin Inclination,K.P.I),圖2
    內傾角:由車輛前方角度察看,觀看大王銷中心線或轉向軸中心線與垂直地面鉛垂線所成的角度。

     

    圖2、內傾角

    內傾角能使車重平均分佈於軸承之上,保護軸承不易受損,並使轉向力平均,轉向輕盈。不適當的內傾角,車重與地面的反作用力,會在車軸產生很大的橫向切應力,易使車軸受損,轉向變得沉重,影響車輪回轉能力,但並不會造成輪胎的偏磨耗。內傾角在車輛懸吊設計之初就已設定好,不可調整,當內傾角不符合原廠規定時,則會以更換零件部品,來修正內傾角。
     

    包容角,圖3
    包容角=內傾角+外傾角

     

    圖3、包容角


    內傾角與外傾角適當配合,使包容角頂點在地面以下,使輪胎有外滾之趨勢,可使方向盤之操控容易,輪胎不易磨損,行駛更加穩定,為目前車廠主要設計之一。若包容角頂點在地面以上,輪胎則有內滾的趨勢,容易造成愛車前軸折損、方向盤沈重的現象;包容角頂點恰好在地面上,雖然轉向靈活,但卻無法保持車輪方向的穩定性。


    前束角(Toe),圖4
    前束角:由車輛上方角度察看,車輪與行進方向形成的夾角。
    Toe-in:前方兩輪胎胎面部中心橫向距離,小於輪胎後方兩輪胎胎面部中心橫向距離。
    Toe-out:前方兩輪胎胎面部中心橫向距離,大於輪胎後方兩輪胎胎面部中心橫向距離。
     

    圖4、前束角


    目前市面幾乎都是後驅車及前驅車車款,所以原廠設定多為Toe-in,只有少數四驅車款,將前、後輪前束角,設定為0度。Toe-out的設定通常被用於賽車用的後輪,提高車尾的穩定性。目前常出現在試車場的「動力滑胎」運動,為避免動力滑胎性能降低,會將後輪前束角設定為Toe-in。但以一般道路駕駛,前束角多設定為Toe-in。


    小常識:動力滑胎(power drift)為甩尾的其中一種,以後輪驅動的車輛,利用強大的動力,使後輪打滑熱胎,也就是原地畫圈圈的誇張甩尾動作。提醒車友們甩尾並非車輛的常態操控,不論是駕駛者及車輛都需具有相當高的技術及配備,而非隨意的讓愛車失控打滑,真實世界的甩尾高手也是常常失手,不如電影中的劇情呦~


    前束角不正確會導致輪胎異常羽狀偏磨耗,不會導致偏向問題,故不正常的前束角不容易藉由行駛而感覺出來;通常是在檢查輪胎外觀的時候才會發現胎紋的異常,可用手撫摸輪胎表面,檢查輪胎的偏磨耗,胎紋是否呈現羽狀偏磨耗,檢查方向應用手觸摸胎面部由輪胎外側胎肩部,經過胎面部至內側之胎肩部,由外往內以及由內往外來回觸摸檢查一下,若兩個方向的表面平順度一樣為正常。如果由外往內平順,由內往外卻感到粗粗的齒狀感, 則有Toe-in的傾向;由內往外較平順,由外往內卻感到粗粗的齒狀感,則有Toe-out的傾向。

    外傾角與前束角配合,可提高行車的直進穩定性更可避免輪胎偏磨耗。增加正外傾角則需配合增加Toe-in;增加負外傾角需配合增加Toe-out。


    後傾角(Caster),圖5
    後傾角:由車輛側面角度察看,轉向軸以鉛垂直線於路面為基準,車輪轉向的中心線與該基準線形成的角度。
    正後傾角(+):轉向軸頂部向車後方傾斜。
    負後傾角(-):轉向軸頂部向車前方傾斜。

     

    圖5、後傾角



    後傾角可使轉向軸線與路面的交會點在輪胎接地點的前方,可利用路面對輪胎的摩擦阻力,使車輛保持直線前進。理論上後傾角越大,直線行駛穩定性越高,轉向所需的能量也越大,轉動方向盤較為沈重,轉向後方向盤的回正力也越好,但接受路面震動幅度也會越大。後傾角的偏差是比較不會影響輪胎的偏磨耗,但是前輪後傾角不足會導致直線行駛時,車輛會有偏向之狀況,前兩輪後傾角相差太多會導致直線行駛時方向盤有拉扯感。


    轉向時前展(Toe-out on Turn) ,圖6
    轉向時前展:車輛轉向時,轉向內側的轉向角度要比轉向外側輪的轉向角度大,此時內外前輪的轉向角度差就稱為轉向時前展相差在2~4度左右。

     

    圖6、轉向時前展


    轉向時前展其目的是在過彎時,使車子能以後軸延伸線的瞬時中心為圓心順利過彎,輪胎不會拖曳。另外轉彎內輪轉向角度較大時,相對阻力也較大,內外兩側阻力的不同,可使車輛偏向阻力較大的一方,轉向容易。

    四輪定位

    四輪定位是以後輪平均的推進方向為定位基準,來測量懸吊系統與各活動機件的相對角度。


    雖然老是說「四輪定位」,但以一般道路駕駛多數車輛來說,通常都只需要調校負責轉向的前輪,而前輪的調整又多數在調整前束角,其餘角度,正常使用下不太去調整它。適當定位,不僅提高愛車的操控力、舒適性,更能延長輪胎及底盤相關零件的使用壽命。由於汽車底盤是由許多機件並依一定的幾何關係組合而成的系統;除了底盤受到撞擊或車輛碰撞會導致定位角度的偏移,行駛一段里程數後因不平路面造成底盤各相關機件的磨損,如:三角架、球接頭、銅套、避震器……等,也會導致輪胎定位角度的變動,所以並不是一定要到有問題時,才做定位檢查喔,調校的週期還是以駕駛者操控習慣,影響較多。


    目前有許多專業的輪胎行就會有四輪定位儀器,可測量輪胎的定位角度,提供技師參考,檢視目前車輛底盤機件的配合度及組裝情形,是否仍正常,將儀器所量測出的角度和原廠所設定的角度相互比較,若超過原設計的允許範圍,則需進行調校或更換部份機件,以回復原廠設計角度。

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