【百問】四輪定位的問與答、底盤改裝成敗關鍵(上)

車訊網 2022-07-04 15:38:49

四輪定位的使用環境,不單在於改裝車,一般原廠車也需透過正確的底盤定位過程,才能擁有穩定的車輛動態反應,進而獲得安全的高速行駛表現。不正確的定位設定,除關係到輪胎磨耗速度外,也容易使人車處在不安定的駕駛環境中,重要性甚至比其他汽車零件還要高,是相當重要且基本的汽車原理。

問題一:為何汽車要做四輪定位?讓輪胎以正確角度滾動。

「四輪定位」此名詞多數車主都曾聽過,也都知道在換新輪胎或避震器後,都還需經過此程序才能讓車輛正常行駛,但四個輪胎為何要定位,以及要定哪些角度,或如果不定位的話會有什麼問題等,相信真的明瞭的車主並不多,藉此筆者先針對到底有哪些底盤角度需定位來介紹起,不過在開始介紹前筆者須先說明的是,本單元並非想要探討複雜的底盤定位技術,而是希望能透過深入淺出的方式,讓大家看得懂定位機上所顯示的數值為何,以及透過輪胎的磨耗,來分析愛車的定位是否出現異常等實用資訊,所以是非常適合初學者。

為何汽車要做四輪定位?簡單來說是為了讓車輛符合方向盤直行性、輪胎平均磨耗性、輪胎過彎良好抓地力與高速行駛穩定性,建議每年進行一次會比較妥當。

如果汽車不做四輪定位,而讓輪胎各跑各的角度,不是都往前滾,有的偏右滾、有的往左滾、有的邊滾邊側滑,甚至胎面吃單側的話,車輛高速開起來就會很不穩定,而且輪胎磨耗速度也會變快,車輛更會出現耗油、輪胎變形等問題。

為何汽車要做四輪定位?簡單來說是為了幾個目的,分別是車輛直行性、輪胎平均磨耗性、輪胎過彎抓地力與高速行駛穩定性。由於車輛四輪懸吊要負責轉向、吸震、直行與滾動等工作,因此汽車的前後輪懸吊都常都設有很多關節,也就是由連桿與軸承組成,讓輪胎保有上下擺動或左右轉向的動作範圍,這樣車子坐起來才會舒服,轉彎時才轉得過去。也因為四個輪胎都不是死死地固定在車身上,因此需透過儀器的協助,確認四個輪子滾動的角度是否正常,同時也可檢查軸承有無磨損等問題,如果汽車不做四輪定位,而讓輪胎各跑各的角度,不是都往前滾,有的偏右滾、有的往左滾、有的邊滾邊側滑,甚至胎面吃單側的話,車輛高速開起來就會很不穩定,而且輪胎磨耗速度也會變快,車輛更會出現耗油、輪胎變形等問題,因此汽車才需要一段時間就要進行四輪定位,建議每年進行一次會比較妥當。

在進行四輪定位時,技師也可以進一步檢查懸吊各軸承、和尚頭或避震器等零件的狀況,以確保行車安全。

建議如果預算許可的話,即使只是進行四輪定位工作,也要請技師將輪胎拆下,進行動態平衡,除了可以檢查胎圈有無變形外,也可透過動態平衡,讓輪胎滾動的更順暢。

四輪定位時要注意的角度主要有三個,分別是外傾角(Camber)、前束角(Toe-in/Out)、與後傾角(K.P.A.)等。

問題二:何謂Camber-外傾角?從車頭平視輪胎有無內外八。

在四輪定位上,一般所需調整的常見角度有:外傾角(Camber)、前束角(Toe-in/Out)、與後傾角(K.P.A.)等,茲詳敘如下:首先是外傾角部分,其定義為由輪胎中心線與地面所成的夾角,一般車友所稱的「外八」就是此角,若輪胎上端突出於輪胎的中垂線則外傾角為「正」值,若輪胎的上端沒入中心線時則數值為「負」值;另外從車頭正面看去,輪胎下緣的長度大於上緣,則代表外傾角(Camber)的設定朝向負值,反之則代表正外傾角。若為負外傾角設定車輛看起來有如趴在地上一樣,角度愈大愈明顯,此時將能增加過彎時的外側輪接地面積,但不利直線行駛與制動效果。

車頭正面看去輪胎下緣的長度大於上緣,代表外傾角(Camber)的設定朝向負值,反之則代表正外傾角。若為負外傾角設定車輛看起來有如趴在地上一樣,此時將能增加過彎時的外側輪接地面積,但會損失直線行駛穩定性與煞車效果。

一般而言,在獨立懸吊系統上外傾角扮演著調整輪胎與地面接觸面,當負載大時,則外傾角會傾向於負值,因此四輪定位時,通常會將空車狀態的外傾角,朝向正值的方向設定,如此在承載乘客或物品時,才能獲得正確的外傾角度。不過在競技場合時,為使車輛過彎時,能讓彎外側輪胎獲得最大的接地面積,通常會將外傾角朝向負值來設定,尤其是多急彎的賽道中,外傾角的設定值往往會高達-3.5~-4.5度,但過大的外傾角設定,容易在直線路段中出現輪胎接地面積變小的情形,反而不利抓地力與煞車效能表現,如何掌握正確的定位角度,仰賴長時間的測試經驗累積與車手駕駛習慣的配合。

圖中兩部皆為國內Border車隊的WTCR賽車,由於麗寶賽道多彎,因此可以明顯看出前後輪外傾角的設定都為負值,且設定的負值還不小。

另外,在一般進行Low-down的時候,外傾角自然而然就會朝向負值方面增加,也就是整部車看起來會像是趴在地上一樣。如果以K8車系而言,原廠的外傾角前輪是0°±45’,後輪為-1°±45’,通常若以降低30mm為例,此時前軸的外傾角會趨近於-1.30°~-2.30°,後軸則為-2.00°~-3.00°左右,不論在外觀視覺效果或實際車輛側傾的抑制上,都會獲得相當程度的改善,只是此時所須付出的則是:輪胎的磨損速度會比較凶一些,但是亦可經由其他角度的調校,將此一狀況抑制在較輕微的範圍,而在實務的定位作業中,其調整的方式亦視車輛本身的設計不同而有所差異。

有些麥花臣懸吊設計的車輛並未設有外傾角的設定空間,因此店家往往會透過加大避震器與羊角的螺絲孔,來設定外傾角度,如果調整範圍不大,倒是不會影響底盤強度與安全。
一般街車的外傾角如因定位跑掉,或朝負值設定過大時,輪胎便會出現內側磨耗過大的問題,建議最好不要超過-1.5度,比較能兼顧輪胎的壽命,要不然就是要定期左右調胎,如果輪胎是對稱胎紋的話。

在傳統的麥花臣式的懸吊上,通常是以調整避震器與羊角間的固定螺絲進行之,在早期的一些車輛上(如:Impreza WRX),原廠有設計可調的偏心螺絲來操作,但在後期因成本的因素而取消,故坊間的定位店家通常是以加大孔徑的方式而進行,只要在一定的範圍之內,車主大可不必擔心其強度的問題。

麥花呈設計的懸吊系統,先天上雖然未若雙A臂懸吊般具有操控上的優勢,但只要車廠底盤定位調校功能夠強,在賽道上的表現不見得會比較差,例如:Porsche、BMW的前輪懸吊系統。

【百問】四輪定位的問與答、底盤改裝成敗關鍵(下)

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