四轮定位的重要性
轮胎是联结底盘结构与路地的零件,也是车辆行驶中唯一与路面接触的零件,因此轮胎具备着与安全直接的相关性,如何调整底盘结构与轮胎正确使用角度是可减少轮胎异常延长轮胎使用寿命并且提高安全性的关键因素是每位轮胎使用者都必需知道的知识;一般而言,轮胎磨耗在正常行驶情况下能达到正常使用寿命,车辆在直路面行驶时,必须作好正确的车轮定位;车辆底盘结构,悬吊系统与转向系统能使车辆保持直线行驶,能在转弯时作较小的操作力过弯,若车轮定位不正确,不仅会造成行驶不稳定、转向困难更会影响轮胎寿命,产生轮胎异常磨耗情况,为了避免这些情况产生,车轮与悬吊会以特定的角度安装,这样的调整称之为车轮定位,一般车轮定位主要有几个项目:
● 外倾角(Camber)
● 后倾角(Caster)
● 前束(Toe-in/out)

● 回转半径(Turning Radius)


外倾角

1. 定义
由车前正视轮胎中心,前轮的轮面中心线与地面垂直线所夹的角度,顶端向外倾斜称为正外倾角(Positive Camber);轮面中心线与地面垂直线重迭则为零外倾角(Zero Camber);顶端向内倾斜称为负外倾角或内倾角(Negative Camber)。

2. 正外倾角功能
● 防止行驶中车轮滑出 
● 减少垂直负荷 
● 维持直行稳定 
● 减少轮胎偏磨损 
早期道路设中央拱起,车轮设计多为正倾角,其车辆负重后车轮在路面上滚动时,车轮变成垂直的零外倾角,可使胎面与路面完全接触减少轮胎磨损不均,并改善前轴的耐久度。



3. 零外倾角功能
使用零外倾角主要可防止轮胎偏磨耗;若使用正外倾角时,轮胎外侧的回转半径比较内侧小,但在轮胎转速内外侧则相同,因此外侧则会在地面上会有较多滑动,导致外侧磨损较快;负外倾角反之。
过去车辆设计因道路与车辆结构刚性问题多数采用正外倾,而近代汽车悬吊系统改良与道路质量较佳,因此一般小客车通常设计为接近零外倾角,甚至为负外倾角,以改善车辆转向性能。

4. 负外倾角功能
车子在转弯时,因为车辆向外侧倾斜,轮胎与路面间摩擦而产生转弯侧向力,此时会将轮胎外倾角往正的方向推进变大而降低转弯侧向力,造成转弯性能不佳,因此前轮设计为负外倾角可抑制车轮转弯时正外倾角度变大,藉此增加转弯侧向力,保持过弯性稳定度,改善车辆过弯性能。



5. 外倾角对轮胎磨耗的影响
外倾角的设计可改善车辆行驶与转向时的性能,但正、负外倾角皆会改变轮胎与地面接触面积;理想状况下两轮外倾角应相等,但因路面排水性设计多为中央拱起,造成两轮同时接触地面的外倾角改变,同时汽车驾驶侧通常较重,因此某些车厂会各别设订外倾角,一般而言,左轮外倾角会大于右轮,为了改善车辆行走稳定度,但两轮角度若过大则会导致轮胎偏磨损。
通常在一般使用情况下,外倾角度约在-1.5~+1.5度之间,若正负外倾角度过大轮胎接地面不能平均,则会导致轮胎磨耗异常,例如:正外倾角过大,轮胎接地面向内,则重心会压在外轮胎外侧,造成外侧磨耗较快,反之亦然。


后倾角

1. 定义
由轮胎侧面来看,转向轴中心线与铅垂线所夹之角度(避震器跟地面所成的夹角)就称为后倾角。向前为负(Negative),向后为正(Positive),垂直为零(Zero)。正后倾角可使转向轴线与路面的交会点在轮胎接地点的前方,进而利用路面对轮胎的阻力让车子保持直进,其原理就如购物推车的前轮会自动转至你施力的方向,并保持直进一般。而后倾角越大的车子,直线性越好,转向后方向盘的回复性也越好,但却会使转向变得沉重。

2. 正后倾角功能

3. 负后倾角功能

一般车子的后倾角采正后倾角,而前后驱动的角度会有所不同,理论上两轮应后倾角相同,而两轮后倾角相差不能超过0.5度。当后倾角大,直行性会较稳定,通常出现在较高档的进口轿车中,但其实这类大车厂会在其它结构方面想办法修正回较灵活的操控,所以这类的高档进口轿车都能同时拥有灵活的操控以及稳定的直行性。国产车则是因为空间结构以及定位不同,所以后倾角度都比较小,但其实也可以透过定位设定弥补比较弱的地方。


前束/前展

1. 定义
前束(Toe-in)与前展(Toe-out)是由车辆的正上方往下观看,车轮的前端向内缩称为前束,车轮前端向外扩则称为前展;换句话说在转向轴上,两轮的前端之间的距离小于两轮后端之间的距离称为前束,若是两轮的前端之间的距离大于两轮后端之间的距离称为前展。

2. 前束/前展之型式
一般而言,前束(Toe-in)在直线加速时可以保持稳定,但会减少车子在进入弯角时的转向;前展(Toe-out)则是可增加转向,但是当车辆高速行驶时、或是通过起伏路面时,会变得不稳定,偏离直线。

3. 前束之功能
前束具有降低因外倾角所产生的外倾推力,也就是说前束可以抵销正外倾角的推力以防止轮胎的外滚。另外若是在较湿滑的场地,前束可以使车辆保持较好的稳定性与抓地力;若是在倾斜路面时,前束亦可帮助车身朝着倾斜的反方向移动以确保车辆在斜坡上直线行驶之稳定性。但是角度越大前束(Toe-in)或前展(Toe-out),均会减低车辆在直线行走的速度。

4. 前束/前展对轮胎的影响
前束过大将造成外侧朝内侧形成的轮胎羽毛状磨损(feathered tire wear patterns.)而前展过大将造成内侧朝外侧形成的轮胎羽毛状磨损。

5. 如何分辨轮胎羽毛状之磨损
使用手掌在胎面来回触摸,会感觉到一边有较锐利的边缘但另一边则较为平顺,此为羽毛状之磨损之现象。


回转半径

1. 定义
回转半径(R1、R2)与车辆在过弯时左、右前轮的回转角(a、b)度有关。一般而言,车辆在过弯时,会被设计成左、右两轮有不同的回转角度,亦即有不等长的回转半径。

2. 左右两轮作成不同回转角度之功用
回转半径与回转角度有关,为了在过弯时使车子能以后轴延伸线的顺时中心为圆心顺利过弯,车辆过弯时内侧前轮的回转角度会大于外侧前轮之回转角度(b>a),也因为如此,内侧前轮的回转半径会小于外侧前轮之回转半径(R1>R2),这样的设计意在防止内侧或外侧轮胎的侧滑,此时前轮前端之间距离会大于前轮后端之间距离种设计又称为转向时前展(Toe-out on Turn)。

3. 回转半径不当对车辆之影响
若是回转角度设计不正确会造成回转半径无法相交于圆心O上,这样会导致前轮内侧或是外侧的轮胎产生侧滑现象,且无法平稳的过弯,也会造成轮胎的异常磨耗。


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