汽车四轮定位是依据汽车制造厂设定的车轮相对位置标准值,检测并调整车轮、转向机构与前后车轴之间安装角度的一项汽车维修作业。它把前轮定位与后轮定位合在一起,涉及主销后倾角、主销内倾角、车轮外倾角和前束等参数。这些参数是否准确,直接影响车辆直线行驶的稳定性、转向是否轻便,以及轮胎与转向机件的磨损速度。[1]
定义
汽车的车轮通过转向节、悬架等部件与车轴相连,安装时并不是随意摆放,而是保持着由厂家确定的相对位置关系,这种安装关系称为车轮定位。由于多数汽车只有前轮承担转向任务,前轮部分的定位又称转向车轮定位。前轮定位与后轮定位合并起来,就是我们所说的四轮定位。[1]
前轮定位包含 4 项参数。从车身侧面观察,转向轴线(习惯上称为主销轴线)上端略微后倾,其与铅垂线的夹角为主销后倾角;从车头方向观察,主销轴线上端向车身内侧倾斜,其与铅垂线的夹角为主销内倾角;车轮旋转平面与纵向垂直平面之间的夹角为车轮外倾角;两只前轮前端间距小于后端间距的现象称为前轮前束,两端间距之差即前束值。[1][2]
后轮定位的参数相对简单,主要是车轮外倾角和后轮前束两项,其含义分别与前轮的对应参数一致。[1][3] 后轮定位还会通过推力线影响整车行进方向:后轮前束的平分线称为推力线,理想状态下它与车身纵向几何中心线应当重合,一旦后轮定位出现偏差,两者便形成夹角,车辆直线行驶时就容易偏向一侧。[4]
原理
四轮定位参数之所以影响行驶状态,主要体现在转向回正和轮胎接地两个方面。主销后倾使主销延长线与地面的交点落在轮胎接地点前方,行驶阻力以及转向时产生的侧向力便对轮胎接地点形成绕主销的回正力矩,使转过的车轮有自动回正的趋势;后倾角越大,回正作用越明显,但操纵方向盘所需要的力量也随之增大。[2][1]
主销内倾的作用方式与后倾不同。车轮绕内倾的主销转动时,车轮最低点有沉入路面的趋势,而路面为硬质,实际表现为车轮连同车头被略微抬起,随后依靠车身重力返回中间位置,从而形成回正效果。后倾带来的回正作用随车速提高而增强,内倾带来的回正作用则与车速关系不大,因此高速行驶时以前者为主,低速行驶时以内者为主。[2]
车轮外倾与前束是一对相互配合的参数。外倾让车轮在承载之后能以更合适的角度接触地面,但也会使两侧车轮产生向外张开的趋势,行驶中出现滑动;前束则用来抵消这一趋势,使车轮尽可能平行地向前滚动,从而降低轮胎磨损。[5][3]
从测量原理看,车轮外倾角和前束值可由倾角传感器直接测得,而主销后倾角与主销内倾角没有固定的测量基准,需要在车轮转过一定角度时借助间接模型推算。以主销内倾角为例,当车轮转动角为 δ 时,其数值可近似写成 $β=\frac{\sum\Delta\omega}{2\sin\delta}$。由于推导所用的线性关系并不能完全反映车轮的真实运动状态,不同的计算模型会带来不同的误差。[6]
发展历程
四轮定位所依赖的测量设备经过多次技术更新。早期产品包括前束尺、光学水准定位仪和拉线定位仪,此后陆续出现基于电荷耦合器件(CCD)、激光以及光电位置传感器(PSD)的定位仪,3D 影像定位仪则代表了较新的技术路线。[7][8]
就设备发展的具体节点而言,1955 年亨特(Hunter)推出采用光学定位的 Lite-A-Line;1969 年该公司推出计算机定位系统;1991 年百斯巴特(Beissbarth)推出应用电荷耦合器件技术的 microline 4000 定位仪。[7]
3D 影像定位仪约在 21 世纪初进入中国市场,凭借测量效率较高等特点逐步获得采用,2010 年前后 3D 四轮定位技术开始得到应用。[7] 这类设备此后又发展为无需横梁、可移动的多摄像头形式,并进一步向智能化和无线传输方向发展。[7]
应用
四轮定位通常在车辆出现行驶跑偏、方向盘位置不正、转向后不能自动回正、轮胎偏磨等现象时进行;底盘和悬架因事故受损,或者车桥、悬架零件被拆装过之后,也应及时检查。[2][3] 部分资料建议车辆每行驶约两万公里做一次定位检查,以及早发现参数偏差。[3]
作业过程中,维修人员借助四轮定位仪测出各定位角度的实际数值,再与厂家规定的标准值比对,然后调整相关部件使其回到规定范围。[7] 调整主要针对后轮前束、车轮外倾角以及前轮前束等项目;有资料指出,后轮定位存在偏差时会通过推力线引起跑偏,因此检测和调整一般从后轮开始,再以前轮为对象进行修正。[4]
更换轮胎、轮圈或做轮胎换位通常不会改变定位参数,只有在悬架系统部件被拆装,例如更换减振器、转向球头或拆装副车架之后,才必须进行四轮定位。同时,四轮定位对设备的精度和参数库的及时更新有较高要求。[9]
局限
四轮定位并不能通过调整解决所有情况。车辆定位通常以前轮为主、后轮为辅,一部分后悬架结构本身不具备调整条件,例如不可调节的扭力梁式后悬架,这类车辆一旦定位参数超差,只能通过更换变形或损坏的部件来处理。[3]
测量环节也存在固有的局限。车轮外倾角和前束可以直接测得,主销后倾角与主销内倾角却只能通过间接模型推算,模型与实际运动状态之间的差异,构成定位仪误差的主要来源。[6]
此外,定位仪只承担测量任务,角度数值的恢复仍需操作人员在比对原厂参数后手动完成,因此设备精度和操作经验都会影响最终效果。[8]
定位参数还会随使用过程而改变。在不平路面上高速行驶、车轮受到外力冲击、经常在原地打死方向、轮胎气压偏离标准范围等因素,都可能使原有角度发生变化,这也是需要定期检查的原因。[8]
参见
参考资料
- 四轮定位 . baidu.com [引用日期2026-10-02]
- 什么是四轮定位 . autohome.com.cn [引用日期2026-10-02]
- 汽车脚上的事 解读轮胎更换与四轮定位 . cnr.cn [引用日期2026-10-02]
- service_detail . cst.com.tw [引用日期2026-10-02]
- 把轮胎定位服务 卖得更专业! . chinatiredealer.com [引用日期2026-10-02]
- scitepress.org 上的 PDF 文件 . scitepress.org [引用日期2026-10-02]
- 四轮定位仪 . baidu.com [引用日期2026-10-02]
- 四轮定位仪 . bitauto.my [引用日期2026-10-02]
- 问答:汽车在什么情况下需要做四轮定位? . yiche.com [引用日期2026-10-02]
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最近更新:2026-10-02T10:03:18Z
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