方俊，房宏淼，楊金霞

（北京京北職業(yè)技術(shù)學(xué)院，中國(guó) 北京 101400）

工藝研究

車輪前束與外傾定位角變化趨勢(shì)與解析

方俊，房宏淼，楊金霞

（北京京北職業(yè)技術(shù)學(xué)院，中國(guó) 北京 101400）

隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，汽車的使用環(huán)境和條件發(fā)生了變化，這給汽車的使用者和后市場(chǎng)的服務(wù)人員提出了新的要求。汽車后服務(wù)市場(chǎng)更多的是進(jìn)行汽車保養(yǎng)、維護(hù)以及相關(guān)參數(shù)的調(diào)整工作。其中四輪定位作為底盤調(diào)整與維護(hù)的重要手段之一，亦愈顯重要且使用頻繁。相關(guān)維修人員能夠真正認(rèn)識(shí)到四輪定位的作用和目的，并能正確、規(guī)范的對(duì)車輪定位參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，其意義不言而喻。本文即從這點(diǎn)出發(fā)，闡述了四輪定位中非常重要且經(jīng)常調(diào)整的參數(shù)——前束與外傾的作用和發(fā)展變化趨勢(shì)，并列出了若干近年車型具體參數(shù)。能夠給汽車使用人員正確使用、保養(yǎng)汽車提供參考，并能為相關(guān)后市場(chǎng)服務(wù)人員真正理解定位參數(shù)、做好四輪定位工作、保障整車性能提供借鑒。

四輪定位；前束；外傾；調(diào)整

CLC NO.:U463.3Document Code:BArticle ID:1671-7988(2014)11-53-03

前言

隨著汽車技術(shù)的發(fā)展和高速公路網(wǎng)的建設(shè)，汽車的行駛速度越來(lái)越高，汽車行駛時(shí)的操縱穩(wěn)定性和安全性日益被人們所重視，同時(shí)也對(duì)舒適性提出了比較高的要求。所以整車制造廠對(duì)汽車底盤部分的設(shè)計(jì)、制造、裝配要求也越來(lái)越高。正因?yàn)槠嚨氖褂脳l件逐漸發(fā)生了變化，如何應(yīng)對(duì)汽車底盤在使用中因零部件運(yùn)動(dòng)副之間的正常和非正常磨損、變形、移位、疲勞等各因素影響下出現(xiàn)的故障，各廠家、服務(wù)站點(diǎn)和維修企業(yè)方法各異。通過(guò)維修經(jīng)驗(yàn)可知，四輪定位技術(shù)是保證汽車行駛穩(wěn)定、轉(zhuǎn)向輕便、延緩相關(guān)零部件磨損、提高乘坐舒適性和行車安全性的常用、重要、有效方法之一。

汽車車輪定位已由早先的前輪定位發(fā)展至今天的四輪定

位。當(dāng)今的四輪定位設(shè)備亦經(jīng)歷了光學(xué)水準(zhǔn)定位儀、拉線式定位儀和電腦四輪定位儀的過(guò)程。目前廣泛使用的電腦四輪定位儀主要包括紅外測(cè)量、激光測(cè)量以及較新技術(shù)的3D可視化測(cè)量技術(shù)。四輪定位儀設(shè)備也由于不同廠家、不同技術(shù)的區(qū)別，價(jià)格從幾萬(wàn)元至幾十萬(wàn)元不等。通過(guò)市場(chǎng)調(diào)查，整車品牌的4S服務(wù)站、各品牌輪胎專營(yíng)店、汽配快修店以及相關(guān)一、二類綜合修理廠基本都能配備電腦四輪定位儀。盡管各種不同品牌、型號(hào)、類型的定位儀技術(shù)水平和測(cè)量精度不一，但相關(guān)設(shè)備的使用均呈現(xiàn)“傻瓜式”操作趨勢(shì)。越來(lái)越智能化的設(shè)備對(duì)汽車后服務(wù)市場(chǎng)的從業(yè)人員門檻要求越來(lái)越低，服務(wù)人員基本能夠按照說(shuō)明書要求或者操作界面提示完成四輪定位操作。所以暴露出來(lái)的問(wèn)題就是從業(yè)人員能否真正理解車輪定位的意義和目的，繼而快速、正確找到汽車相關(guān)故障點(diǎn)并予以排除，以保障車輛良好的性能。這成為各服務(wù)站或修理廠提升業(yè)務(wù)水平和質(zhì)量，建立良好口碑的關(guān)鍵。

1、四輪定位的內(nèi)容和作用

根據(jù)相關(guān)資料[1]，我們可以將四輪定位的作用描述為：使汽車后輪推進(jìn)線與車輛幾何中心線相重合且平分并垂直于前后輪軸，把四個(gè)車輪分別安裝在前后軸相應(yīng)位置的關(guān)系特點(diǎn)稱為四輪定位。

所以四輪定位涉及的內(nèi)容就包括主銷后傾角、前輪外傾角、前輪前束、主銷內(nèi)傾角、前輪前展角（差）、輪軸偏移量、后輪外傾角、后輪前束、后輪推進(jìn)線（角）等，帶有后輪輔助轉(zhuǎn)向車輛的后輪定位內(nèi)容更多。如果車輪定位參數(shù)不正常，特別是轉(zhuǎn)向輪的定位失準(zhǔn)，將直接產(chǎn)生輪胎的異常磨損、行駛跑偏、車輪擺振、轉(zhuǎn)向沉重等問(wèn)題，直接影響汽車的安全行駛[2]。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在定位參數(shù)發(fā)生變化需要調(diào)整時(shí)，一般調(diào)整對(duì)象是主銷內(nèi)傾、主銷后傾、車輪外傾和車輪前束等參數(shù)，其他參數(shù)會(huì)隨著該幾項(xiàng)基本參數(shù)調(diào)整正確之后隨之恢復(fù)。

目前較多車型的定位參數(shù)比較容易或者能夠進(jìn)行調(diào)整操作的是車輪前束和外傾，而主銷內(nèi)、后傾角調(diào)整困難、復(fù)雜，很多車型尤其是大量中低端車型甚至無(wú)法調(diào)整[3-4]。各參數(shù)調(diào)整方法的論述文獻(xiàn)較多，讀者可自行查閱或參考相關(guān)車型維修手冊(cè)，在此不再贅述。下面僅簡(jiǎn)單介紹較易調(diào)整的內(nèi)容，即車輪外傾和前束參數(shù)。一般來(lái)說(shuō)在底盤出現(xiàn)故障需要通過(guò)定位技術(shù)來(lái)恢復(fù)時(shí)，該兩項(xiàng)參數(shù)亦是調(diào)整機(jī)率最高的參數(shù)，且該參數(shù)也可以借助簡(jiǎn)單工具手動(dòng)測(cè)量和調(diào)整。

1.1 車輪外傾角

車輪安裝時(shí)并非垂直于地面，而是向外傾斜一個(gè)角度。車輪外傾角是指車輪中心平面與鉛垂線的夾角。當(dāng)車輪頂部向汽車外部?jī)A斜時(shí)角度為正，反之為負(fù)。車輪外傾角的主要作用是使車輪與地面的動(dòng)態(tài)承載中心得到合理的分配從而達(dá)到提高機(jī)械零件的使用壽命、減少輪胎磨損等效果。所以正確的外傾角能使轉(zhuǎn)向操縱輕便，同時(shí)抵消彈性變形可能產(chǎn)生的車輪內(nèi)傾，還可以在輪轂上產(chǎn)生向內(nèi)的軸向力從而減輕外軸承和鎖緊螺母的負(fù)荷。若車輪外傾角不正確，輪胎會(huì)出現(xiàn)異常的磨損，汽車在行駛時(shí)也會(huì)發(fā)生跑偏的現(xiàn)象[5]。

1.2 前束及前束角

在汽車前后車橋上的兩輪并非平行安裝。其兩輪前邊緣距離小于后邊緣距離，故后邊緣距離減去前邊緣距離的值即為前束。車輪前束也可用角度表示即前束角，是指車輪中心線與縱向中心線的夾角。前輪前束角的作用是保證汽車的行駛性能，減少輪胎的磨損。前輪在滾動(dòng)時(shí)，其慣性力會(huì)自然將輪胎向內(nèi)偏斜，如果前束角適當(dāng)，輪胎滾動(dòng)時(shí)的偏斜方向就會(huì)抵消，輪胎內(nèi)外側(cè)磨損的現(xiàn)象會(huì)減少[5]。后輪前束的調(diào)整不當(dāng)時(shí)會(huì)使推力線離開幾何中心線從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)向拉力以及胎面磨損。如果左后輪負(fù)前束過(guò)大，推力線會(huì)移向幾何中心線左側(cè)，轉(zhuǎn)向拉力就向右；而當(dāng)推力線移向幾何中心線右側(cè)時(shí)，轉(zhuǎn)向拉力則向左。

2、外傾角和前束值的發(fā)展及變化

最初設(shè)定車輪外傾角的目的是為了改變輪胎與地面的接觸點(diǎn)及施力點(diǎn)，改善輪胎的抓地力，同時(shí)配合拱形路面以減少輪胎和輪轂軸承的磨損，提高行車安全性。基于這些考慮，外傾角最初常見為正值，即從車前往車后看，輪胎呈倒八字形。對(duì)于載重量較大的商用車，正外傾角尤為常見。但隨著近年汽車技術(shù)的發(fā)展和車速的逐漸提高，車輪外傾角逐漸向負(fù)外傾角變化。部分車型數(shù)據(jù)見表1所示。

表1 部分車型車輪外傾角數(shù)據(jù)

這樣設(shè)計(jì)的目的是主要考慮了轎車載荷相對(duì)不大且變化較小，而車速卻越來(lái)越高，所以解決因高速行駛引起的輪胎偏磨和操縱穩(wěn)定性問(wèn)題便更為重要。高速轉(zhuǎn)向時(shí)汽車具有很大的離心力，即使懸架具有橫向穩(wěn)定桿，車身也會(huì)自然向外側(cè)傾斜。因此在靜止?fàn)顟B(tài)具有正外傾的車輛在轉(zhuǎn)向時(shí)外傾角更大，造成外側(cè)車輪的側(cè)偏角比內(nèi)側(cè)車輪大得多，內(nèi)外車輪的實(shí)際轉(zhuǎn)向角與純滾動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)向角差距較大，從而引起內(nèi)外車輪產(chǎn)生不同程度的側(cè)滑。這種拖滑狀態(tài)不僅增加了輪胎不

正常磨損，還使輪胎與地面的附著力減小，降低了車身的橫向穩(wěn)定性?；谏鲜隹紤]，車輪外傾角發(fā)生了向負(fù)外傾轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)，即車輪在靜止?fàn)顟B(tài)下向內(nèi)傾斜，從而產(chǎn)生轉(zhuǎn)向時(shí)車輪外傾角趨于零的趨勢(shì)，進(jìn)而減小轉(zhuǎn)向時(shí)的磨損和提高轉(zhuǎn)向尤其是高速轉(zhuǎn)向時(shí)的橫向穩(wěn)定性。

與此對(duì)應(yīng)的，車輪的前束值亦隨之發(fā)生了變化。不同車型的設(shè)計(jì)理念、整車匹配等不同，為配合外傾角帶來(lái)的變化，目前的車輪前束值（角）正負(fù)不一，具體數(shù)據(jù)可參考相關(guān)車型修理手冊(cè)。但仍有一種現(xiàn)象是有些前置前驅(qū)車型，考慮到前輪作為驅(qū)動(dòng)輪，在牽引力矩的影響下，為避免車輪發(fā)生繞主銷的靠攏滾動(dòng)，即使前輪外傾為正值，也有可能出現(xiàn)負(fù)前束。但對(duì)于作為從動(dòng)輪的后輪來(lái)說(shuō)，因存在滾動(dòng)阻力影響，即使后輪是負(fù)外傾可依然可以匹配正前束值。

3、四輪定位時(shí)的注意事項(xiàng)

由于操作人員職業(yè)素養(yǎng)、業(yè)務(wù)水平等因素影響，加之四輪定位儀本身因未及時(shí)校準(zhǔn)等原因，均加大了定位作業(yè)時(shí)的測(cè)量誤差。為進(jìn)一步提高定位作業(yè)業(yè)務(wù)水平和測(cè)量精度，雖在很多研究中均已提及，但本文在此仍再次強(qiáng)調(diào)進(jìn)行四輪定位操作時(shí)的一些注意事項(xiàng)：

（1）車輪檢查

在進(jìn)行定位操作前，需要檢查車輪磨損是否均勻，輪胎的尺寸或類型匹配是否正確。

輪胎的氣壓是否符合要求，具體數(shù)值應(yīng)按照具體車型上的標(biāo)示為準(zhǔn)。檢查車輪輪輞是否有發(fā)生磕碰等變形。如果是行駛跑偏問(wèn)題，可以先將兩左右前輪進(jìn)行互換對(duì)調(diào)，然后試車。如果車輪左右對(duì)調(diào)后跑偏方向朝向?qū)φ{(diào)前的相反方向，可以確定前輪是主要的影響因素。

（2）懸架檢查

由于汽車驅(qū)動(dòng)形式、動(dòng)力總成布置形式等因素影響，尤其是前置前驅(qū)車輛的前懸架可能會(huì)出現(xiàn)左右高度不等，此為正?，F(xiàn)象，但高度均應(yīng)在原車手冊(cè)規(guī)定的誤差范圍內(nèi)。

當(dāng)車輛停放在平坦地面上時(shí)，可以手動(dòng)按壓車身，觀察車身彈跳狀況簡(jiǎn)易判斷懸架性能。如有相關(guān)底盤檢測(cè)線的設(shè)備，可以在相關(guān)設(shè)備上測(cè)試懸架性能。

當(dāng)車輛舉升后，可以在車輛底部觀察懸架連接是否有松動(dòng)，減振器是否有漏油等現(xiàn)象。

（3）零部件的連接、緊固狀況檢查

當(dāng)車輛舉升后，可以抓住車輪沿車身長(zhǎng)度方向的前后沿、沿車身高度方向的上下沿晃動(dòng)車輪，檢查車輪與輪轂等連接是否緊固可靠。檢查汽車底部各拉桿、球頭等連接點(diǎn)是否松曠。

（4）其他注意事項(xiàng)

檢查方向盤的自由間隙是否正常，方向盤在正常直線行駛時(shí)是否能夠回正居中。根據(jù)維修經(jīng)驗(yàn)或者四輪定位儀說(shuō)明書要求，一般建議車輛在進(jìn)行定位操作時(shí)，應(yīng)處于具備整備質(zhì)量狀態(tài)，有些車型或定位儀可能對(duì)油箱油量有附加要求。部分車輛輪輞形式或者不同類型定位儀還需要對(duì)輪輞進(jìn)行失圓補(bǔ)償?shù)炔僮?，也?yīng)注意。

四輪定位操作人員應(yīng)極力避免只要與底盤有關(guān)的故障，均直接安裝四輪定位儀進(jìn)行測(cè)量，數(shù)據(jù)結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值誤差過(guò)大，就開始調(diào)整。但往往結(jié)果便是經(jīng)過(guò)多次反復(fù)調(diào)整均無(wú)法達(dá)到預(yù)期效果，從而陷入維修困境。從業(yè)人員應(yīng)理性分析底盤故障出現(xiàn)原因和機(jī)理，在確實(shí)需要進(jìn)行定位操作，以便查找、確定或者排除故障時(shí)，方可按照正確的順序和規(guī)程進(jìn)行檢查調(diào)整。

如條件允許，還得以實(shí)際行駛情況作為最后的檢驗(yàn)結(jié)果?？梢酝ㄟ^(guò)側(cè)滑板或者路試等進(jìn)行調(diào)整后的進(jìn)一步檢查。部分故障的路試還對(duì)道路交通狀況、路面平整程度、車速等有要求。

一般汽車制造廠家在隨車手冊(cè)或者說(shuō)明書中有具體要求四輪定位周期。根據(jù)維修經(jīng)驗(yàn)，建議以下狀況可以進(jìn)行定位操作檢查：

（1）新車行駛3000km后；

（2）每行駛10000km或6個(gè)月后；

（3）直行時(shí)需要一直握住方向盤，否則汽車會(huì)出現(xiàn)往某一側(cè)跑偏現(xiàn)象；

（4）直行時(shí)，方向盤無(wú)法回正或者手動(dòng)回正后，自行離開正確位置；

（5）行車時(shí)，尤其車速較高時(shí)，感覺車身有漂浮感或者搖擺、抖動(dòng)等；

（6）更換新的懸架機(jī)構(gòu)或轉(zhuǎn)向系統(tǒng)后；

（7）更換安裝新的輪胎后；

（8）輪出現(xiàn)較嚴(yán)重的不正常磨損時(shí)；

（9）發(fā)生碰撞的事故車；

[1] 周曉飛. 汽車四輪定位. 公路與汽運(yùn)，2003.10(5)：8-9.

[2] 羅進(jìn)益，周紅軍. 轎車四輪定位檢測(cè)與調(diào)整. 北京:人民交通出版社，2002.

[3] 張克明. 日產(chǎn)系列車輪定位的檢查與調(diào)整（下）. 汽車維修技師，2002.4:18-21.

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[10] 一汽大眾修理手冊(cè)（Magotan 2007），2010.1.

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Beam and the front wheel camber angle positioning trends and analysis

Fang Jun, Fang Hongmiao, Yang Jinxia
（Northern Beijing Vocational Education Institute, China Beijing 101400）

With the development of automotive technology, automotive environment and conditions have changed, which gives the car after market service users and staff put forward new demands. After the car service market is more of automotive maintenance, adjustment and maintenance-related parameters. One of the important means of wheel alignment adjustment and maintenance of the chassis which has become increasingly important and frequently used. Related to the maintenance staff can truly recognize the role and purpose of wheel alignment, and can correct specification of wheel alignment parameters can be adjusted, and its meaning is self-evident. This article is from this point of view, expounded wheel alignment is very important and often adjusted parameters - the role and development trends toe and camber, and lists a number of specific parameters of models in recent years. Able to staff the proper use of car use, maintenance vehicles to provide a reference, and can provide a reference for the service staff really understand the relevant market positioning parameters, good wheel alignment work, ensure vehicle performance.

Wheel alignment；Toe；Extraversion；Adjustment

U463.3

B

1671-7988(2014)11-53-03

方俊，講師，碩士研究生，從事高職汽車專業(yè)教育教學(xué)、汽車檢修與使用、地面力學(xué)。