四輪定位的重要性 - 汽車討論

四輪定位角度是存在於懸吊系統和各活動機件間的相對角度，保持正確的四輪定位角度可確保車輛的直進性及操控性，改善車輛的轉向性並確保轉向系統之回復性，避免軸承不當受力而受損及失去精度。更可確保輪胎與地面緊密接合，減少輪胎不當之磨耗及吃胎，確保轉彎時的穩定性。
　
四輪定位的意義
汽車懸吊系統主要的定位角度包括了：外傾角(Camber)，後傾角(Castor)，束角(Toe)，內傾角(K.P.I.)，轉向時的前展(Toe-out on Turn)等。其意義分述如下：
1.外傾角(Camber)
定義為由車前方看輪胎中心線與垂直線所成的角度，向外為正，向內為負。其角度的不同能改變輪胎與地面的接觸點及施力點，直接影響輪胎的抓地力及磨耗狀況。並改變了車重在車軸上的受力分佈，避免軸承產生異常磨損。此外，外傾角的存在可用來抵消車身荷重後，懸吊系統機件變形及活動面間隙所產生的角度變化。外傾角的存在也會影響車子的行進方向，這正如摩托車可利用傾斜車身來轉彎，因此左右輪的外傾角必須相等，在力的平衡下不致影想車子的直進性，再與束角(Toe)配合，提高直進穩定性及避免輪胎耗不均。增加負的外傾角需配合增加Toe-out；增加正的外傾角則需配合增加Toe-in。
　
2.內傾角(K.P.I.)
定義為轉向軸中心線與垂直線所成的角度。有了內傾角可使車重平均分佈在軸承之上，保護軸承不易受損，並使轉向力平均，轉向輕盈。反之，若內傾角為0，則車重和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，轉向也會變得沉重無比。此外，內傾角也是前輪轉向後回正力的來源。內傾角在車輛懸吊設計之初就已設定好，通常是不可調整的。

3.束角(Toe)
定義為由上方看左右兩個輪胎所成的角度，向內為Toe-in，向外為Toe-out。束角的功用在於補償輪胎因外傾角及路面阻力所導致向內或向外滾動的趨勢，確保車子的直進性。Toe-in會造成轉向不足，Toe-out則會增大轉向過度的趨勢。

4.後傾角(Caster)
定義為由車側看轉向軸中心線與垂直線所成的夾角，向前為負，向後為正。後傾角的存在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阻力讓車子保持直進，其原理就如購物推車的前輪會自動轉至你施力的方向並保持直進一般。後傾角越大車子的直進性越好，轉向後方向盤的回復性也越好，但卻會使轉向變得沉重。一般車子的後傾角大約在1~2度之間。

5.轉向時前展(Toe-out on Turn)
定義為轉向時兩前輪轉向角度之差。過彎時彎內輪所轉的角度通常大於彎外輪，相差在2度左右，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。此外當彎內輪轉角較大時，阻力也較大，阻力的不同可使車子偏向阻力大的一方使轉向容易(請想像坦克車的轉彎方式）。

行駛一段時間後發現輪胎磨耗不平均(吃胎)，就需要定位囉
Off-set
Off-set定義為輪圈的接合面(Mounting Surface)和輪圈中心(Center of Rim)的距離，往外側方向的為正(Positive Offset)，往輪圈內側的為負(Negative Offset)。改變輪圈的Offset會改變車子的輪距，而輪距是指輪胎中心線間的距離，因此若只是單純的加大輪圈和輪胎而不改變Off-set，對輪距並不造成影響。



改變Off-set的影響
若改用正的Off-set值較小的輪圈會將輪距加寬，如此可減少過彎時車身重心的轉移，提高車子的過彎速度極限。但相對的也因為加大了轉向軸中心與輪胎中心的距離，使得轉向變得困難且使轉向機構負荷加重，造成方向機連桿的變形量加大，因此必須適度的增加Toe-in來修正。不過這都是不正常的方式，所以應該盡可能使前輪的Off-set接近原來的Off-set值。 對後輪來說，改用較大的輪圈時，若不改變Off-set常會遇到輪胎內側碰到懸吊機構的問題，因此在不會磨到輪拱的情況下，使用正Off-set值較小的輪圈倒是有好處的。但需注意的是對後輪為獨立懸吊的車來說，如此的改變在加速及剎車時會加大後輪Toe的變化量，這對一般街車尚無影響，但對賽車來說卻是個大問題。 我們以BMW的５系列(E34)為例來看看加大輪圈時Off-set應如何改變。起初原廠提供的鐵圈為15*7J、Off-set 47，鋁圈則為15*6J、Off-set 36；改用17吋鋁圈時，原廠提供的是17*7.5J、Off-set 35，Racing-Dydamic提供的是前輪17*8.5J、Off-set 18，後輪17*9J、Off-set 13，HARTGE提供的是前輪17*8.5J、後輪17*9J，Off-set則皆為18。 改變Off-set也會影響軸承的負荷，一般的車輛Off-set的設計都是以直行時最低的軸承負荷為目標，使用正Off-set值較小的輪圈雖會稍微增大車子直行時軸承的負荷（Off-set變化在50mm以內都不必過分憂慮軸承負荷的問題），但卻可使過彎時的負荷減低。



如何選擇四輪定位店家
隨著懸吊系統的演進由最基本的麥花臣、拖曳臂、雙A臂，到三連桿、四連桿、五連桿、複合連桿；連桿越多、結構越複雜，相對的對於四輪定位角度的要求也就越高，因此會出現某種車型指定的四輪定位儀器， 四輪定位儀器並非用來調整、改變定位角度，他只是用來量測定位角度供技師參考，技師以儀器所量測出的角度和原廠所定的角度比較，若超出設計容許範圍則則進行調整或更換部份機件，以求回復原設計角度。所以當你在選擇四輪定位店家時，必須記得定位儀器的優劣固然重要，但調整定位角度的『人』更是重要，經驗和技術兼備的技師配合先進的儀器才是最佳的選擇。



常見的定位問題
在日常的行車中如何去判斷底盤、懸吊的異常，並判斷其發生的原因，我想是讀者最想知道的，在此就提出幾個典型的問題供大家參考。 直進性不良：行駛時偏左或偏右，或是行駛時方向並不偏斜，但方向盤不正，這通常是典型的定位問題，但輪胎磨耗不均或左右輪用了不同型式的輪胎也會影響車子的直進性。直進性不佳的問題中較惱人的大概要算是直行時方向盤會隨著路面時而為正、時而產生小角度的偏差，方向盤總無法『安定』的待在原地，其中最可能的原因就是左右輪後傾角(Caster)有所偏差，造成左右輪回復力的不同，在兩力不平衡的情況下自然易受路面的影響。 方向盤的抖動：方向盤的抖動除了因傳動軸磨損所造成外(FF車)，絕大部分是因為輪胎及輪圈的問題所導致的。胎壓太高或輪圈變形都會造成全車的抖動，輪胎的真圓度不佳及平衡度不準確，更是造成方向盤抖動的主因。 此外剎車碟盤不平造成剎車時的抖動，及左右輪剎車力不均等造成剎車時行進方向的偏斜都不是四輪定位能為你解決的