车辆四轮定位原理浅析

开车的朋友一定对“四轮定位”这个词并不陌生。一台比举升机稍微复杂一些的设备、显示着奇奇怪怪正负数字的电脑、技师在车底翻来覆去的摆弄，所谓“定位”就完成了，那么，所谓的“四轮定位”究竟“定”了什么？

简单而言，“车轮定位”就是通过一些参数来精确定位车轮与转向节、车架之间的相对位置，以实现更理想的车辆直线行驶稳定性、转向便利性（转向轮）及减小轮胎和机件的磨损。最理想的状态便是，车辆在加速、制动及转向时，四个车轮都能够保持垂直与路面的状态，即与路面保持最大的接触面积。

车辆出厂之后，随着使用时间的推移，定位参数会随着机件的磨损、冲击等发生变化，我们在4S店和各种修理厂所做的“四轮定位”则是一次“矫正手术”，通过调整恢复车轮原始的定位参数，使车辆恢复原先的行驶表现，就像通过“矫正”能够让我们的牙齿更齐整一样。

对于负责车辆转向的前轮在定位上比较复杂，定位参数有主销后倾、主销内倾、车轮外倾、前束这四项，而后轮的定位参数则主要是前束和外倾。下面我们就来介绍一下这些参数的作用。

★ 主销后倾

作用：直线稳定性，转向回正

从车辆侧面看，主销轴线（车轮转向的中心轴）并不是完全垂直于地面，而是略向后倾斜，主销轴线与垂线之间的存在的夹角便是主销后倾角。主销后倾的存在使车轮在转向时，与路面接触的轮胎胎面左右两侧及轮胎侧壁会发生挤压变形，产生反向的作用力，使车轮产生自行回正的趋势，主销后倾角越大，车轮的行驶稳定性越好，回正作用越明显，但是相应的转向时转动方向盘也就越费力。

在大多数车辆上，主销后倾角不超过3°，不过主销后倾角会随着车辆姿态和行驶状态而变化，与悬架当时的行程和车轮的状态有关，例如紧急制动时，车辆的主销后倾角会可能接近于零甚至可能出现负值。所以很多车辆在直线行驶紧急制动的情况下会发现车辆的直线行驶稳定性变差（即使有ABS）。

★ 主销内倾

作用：稳定性，转向回正

从正前方看去（即横向平面内），车辆主销轴线与垂线也存在一定角度，且上端向内倾斜，这便是主销内倾，主销轴线与垂线间的夹角便称为主销内倾角。

由于主销内倾角的存在，使得车轮转向时的趋势是车轮整体下移，但是由于我们日常行驶的铺装路面均为硬质路面，因此呈现出的效果就成了：转向时，车轮会抵抗重力将车头抬起，而当转向力消失时，车轮便会在重力的作用下自动回正。主销内倾角越大，这种回正作用越明显，但是角度过大也会造成轮胎的过度磨损，这个角度通常在5-8°之间。

主销内倾与主销后倾同样是提供回正力和行驶稳定性的设计，但是二者的差别在于，主销内倾的回正力与行驶速度无关，而主销后倾的回正作用则是车速越高作用越明显，因此，高速行驶时，主销后倾的稳定和回正作用起主导地位，而低速行驶时，则是主销内倾的作用起主导地位。    

★ 车轮外倾（负外倾）

作用：增大轮胎接触面，抵消不良影响

车轮外倾顾名思义，即车轮由中心线向外倾斜，车轮旋转平面与纵向垂直平面间的夹角便是车轮外倾角。

如果车辆在空载状态下保持车轮垂直于路面的状态，那么当加上负载甚至满载时，由于悬架行程压缩及变形、活动面间隙减少，车轮便会呈现“八”字的“内倾”状态，使轮胎磨损增加，并且对轮毂轴承造成较大负担，为了减少这种影响，人们便设计了设计了--“车轮外倾”这个提前量来抵消“内倾”的出现，这样在车辆加上载荷之后，车轮便能以更好的角度与路面接触，减少了偏磨和轴承的负担。不过，过大的外倾角也会导致轮胎的横向偏磨增加，不少车主所说的“啃胎”就与原厂的车轮外倾角设定不合理有关。

但是，并不是所有的车辆都是用车轮外倾的设计，我们看到很多高性能车、赛车和改装车的设定就是“八字”的“负外倾”（内倾）状态，因为高性能车辆更多的是考虑到车辆高速过弯时离心作用造成的影响，车轮在弯道当中高速行驶时，由于离心作用造成的轮胎变形并产生外倾的趋势，使得轮胎只有外侧能够与路面接触。因此工程师用初始的“内倾”设定来抵消这种不良影响，这样一来这些高性能车辆在弯道当中就能够更多的利用到轮胎中部甚至内侧胎面，增大接触面积，提升过弯的极限。

★ 前束（前展）

作用：抵消车轮外倾（内倾）造成的不利影响

虽然车轮外倾抵消了车辆负重时的一些不良影响，但是这种设计本身也存在弊端：外倾的设定使两侧的车轮向外张开，无法平行滚动，行驶时会产生滑动，因此我们才有了“前束”。

两个前轮前端的距离小于后端，这就是前束，前束的作用是能够抵消因外倾导致的两侧车轮向外张开的状态，前束状态下造成的两侧车轮向内侧的滑动也会与外倾导致的滑动相抵消，使车轮基本能够以无滑动的方式平行向前滚动。而车轮前端距离大于后端时，称之为负前束，或前展，这种设定是为了抵消车轮内倾带来的不良影响，同样是为了车轮能够平行地向前滚动。

小结：

对于车辆四轮定位参数的意义和作用我们就介绍到这里，由于这些参数的变化对于车辆的操控、稳定性都会造成直接的影响，因此当您的车辆在轮胎磨损、行驶稳定性方面出现问题时，需要考虑是不是四轮定位改做调整了。

第二篇：汽车四轮定位原理及操作方法

汽车的转向车轮、转向节和前轴三者之间的安装具有一定的相对位置，这种具有一定相对位置的安装叫做转向车轮定位，也称前轮定位。前轮定位包括主销后倾(角)、主销内倾(角)、前轮外倾(角)和前轮前束四个内容。

目录

四轮定位仪

种。其中3D、CCD和激光产品是目前市场上的三大主流产品，3D产品是目前市场上最先进的四轮定位，测量方式先进、测量时间仅为传统定位仪的五分之一，已渐渐进入成熟阶段，20xx年将是3D四轮定位仪元年！ 北京展会，各大四轮定位厂商纷纷亮出V3D四轮定位产品，V3D成为展会的最大亮点。目前各大四轮定位厂家纷纷推出自己的V3D产品，V3D市场大战必将立刻拉开帷幕。

V3D测量能力全面超越光学传感器。除了能计算出四轮定位角度外，还能计算轮距、轮差、轴距、轴差，摩擦半径、转向轨迹等功能。而且，光学传感器售后多，操作繁琐。V3D的出现，极有可能取代中、高端光学机的市场区间。

四轮定位的主流厂家

进口3D产品厂家：杰奔、亨特；

国产3D产品厂家：广州万达、广州黑豹、天津澳利、海德三雄、北京广达、青岛金华、珠海领航等家豪取高端市场；

CCD产品厂家：包括百斯巴斯、深圳元征、深圳米勒、珠海战神营口大力等等占据中、低端部分市场。

PSD和激光产品逐步进入升级换代期。

四轮定位的作用

l 增加行驶安全；

l 减少轮胎磨损；

l 保持直行时转向盘正直，维持直线行车；

l 转向后转向盘自动归正；

l 增加驾驶控制感；

l 减少燃烧消耗；

l 减低悬挂部件耗损。

当车辆使用很长时间后，用户发现方向转向沉重、发抖、跑偏、不正、不归位或者轮胎单边磨损，波状磨损，块状磨损，偏磨等不正常磨损，以及用户驾驶时，车感漂浮、颠簸、摇摆等现象出现时，就应该考虑检查一下车轮定位值，看看是否偏差太多，及时进行修理。

前轮定位包括主销后倾角、主销内倾角、前轮外倾角和前轮前束四个内容。后轮定位包括车轮外倾角和逐个后轮前束。这样前轮定位和后轮定位总起来说叫车轮定位，也就是常说的四轮定位。车轮定位的作用是使汽车保持稳定的直线行驶和转向轻便，并减少汽车在行驶中轮胎和转向机件的磨损。

主销后倾角

从侧面看车轮，转向主销(车轮转向时的旋转中心)向后倾倒，称为主销后倾角。设置主销后倾角后，主销中心线的接地点与车轮中心的地面投影点之间产生距离(称作主销纵倾移距，与自行车的前轮叉梁向后倾斜的原理相同)，使车轮的接地点位于转向主销延长线的后端，车轮就靠行驶中的滚动阻力被向后拉，使车轮的方向自然朝向行驶方向。设定很大的主销后倾角可提高直线行驶性能，同时主销纵倾移距也增大。主销纵倾移距过大，会使转向盘沉重，而且由于路面干扰而加剧车轮的前后颠簸。 主销内倾角

从车前后方向看轮胎时，主销轴向车身内侧倾斜，该角度称为主销内倾角。当车轮以主销为中心回转时，车轮的最低点将陷入路面以下，但实际上车轮下边缘不可能陷入路面以下，而是将转向车轮连同整个汽车前部向上抬起一个相应的高度，这样汽车本身的重力有使转向车轮回复到原来中间位置的效应，因而方向盘复位容易。

此外，主销内倾角还使得主销轴线与路面交点到车轮中心平面与地面交线的距离减小，从而减小转向时驾驶员加在方向盘上的力，使转向操纵轻便，同时也可减少从转向轮传到方向盘上的冲击力。但主销内倾角也不宜过大，否则加速了轮胎的磨损。

前轮外倾

从前后方向看车轮时，轮胎并非垂直安装，而是稍微倾倒呈现“八”字形张开，称为负外倾，而朝反方向张开时称正外倾。使用斜线轮胎的鼎盛时期，由于使轮胎倾斜触地便于方向盘的操作，所以外倾角设得比较大。现在汽车一般将外倾角设定得很小，接近垂直。汽车装用扁平子午线轮胎不断普及，由于子午线轮胎的特性(轮胎花纹刚性大，外胎面宽)，若设定大外倾角会使轮胎磨偏，降低轮胎摩擦力。还由于助力转向机构的不断使用，也使外倾角不断缩小。尽管如此，设定少许的外倾角可对车轴上的车轮轴承施加适当的横推力。

前轮前束

脚尖向内，所谓“内八字脚”的意思，指的是左右前轮分别向内。采用这种结构目的是修正上述前轮外倾角引起的车轮向外侧转动。如前所述，由于有外倾，方向盘操作变得容易。另一方面，由于车轮倾斜，左右前轮分别向外侧转动，为了修正这个问题，如果左右两轮带有向内的角度，则正负为零，左右两轮可保持直线行进，减少轮胎磨损。

上述的四种定位值都是前轮定位的指标。后轮定位值与前轮定位值相似，但大多数轿车的后轮定位不可调。

做四轮定位的要求

如果你的车辆说明书里建议的数据与四轮定位仪电脑里的数据是相同的就是通用的。一般来说，在下列情况需要做四轮定位。

1、 更换新胎或发生碰撞事故维修后；

2、 前后轮胎单侧偏磨；

3、 驾驶时方向盘过重或飘浮发抖；

4、 直行时汽车向左或向右跑偏；

5、 虽无以上状况，但出于维护目的，建议新车在驾驶3个月后，以后半年或一万公里一次。

四轮定位的好处

四轮定位是汽车维修保养必需的工作内容之一。除非在做四轮定位之前存在与它相关的明显问题，例如直行稳定性差等，在四轮定位后您能马上感觉的到，否则凭感觉您很难判断做的好不好。由于目前汽修行业的良莠不齐，维修质量相差很大，所以建议您尽量到较好的维修企业维修以保证四轮定位的质量，确保行车安全。

它的好处有：

1.增强驾驶舒适感；

2.减少汽油消耗；

3.增加轮胎使用寿命

4.保证车辆的直行稳定性；

5.降低底盘悬挂配件的磨损；

6.增强行驶安全

四轮定位的选购知识

目前，国内市场上，四轮定位设备品牌、种类繁多。由于其技术含量相对较高，许多用户对其技术性能、测量原理不甚了解，面对厂商五花八门、天花乱坠的产品介绍，在选购设备时往往无所适从。下面就主要的几个方面提供一些参考建议：

1、 性能价格比

目前不同品牌四轮定位的价格相差极其悬殊。由于国家对四轮定位产品的生产暂时无相应的法规出台，国内产品鱼龙混杂，例如有些品牌设备虽然配备电脑，但是电脑仅仅用着车型资料的管理作用，传感器未与电脑连接，传感器的数据不能在电脑上显示，用户购买后大呼上当。有些设备打作进口的旗号欺骗用户，有些设备偷工减料；有些厂商采用进口低档传感器进行简单拼装，自己缺乏对传感器的维修技术，使用户设备故障不能得到及时有效的排除：普及型定位设备最便宜的两三万多元就能买到，昂贵的设备（一般地说都是进口设备）则要十几万、甚至几十万。一般来说，一分价钱一分货。但是在进口设备由于存在关税、代理商层层加价等因素，价格回显得相对较高。不同品牌设备由于其采用技术的先进性、生产工艺、配置等不同，成本不同，因此市场销售价格也不同。从技术上，用户可从以下几个方面鉴别设备的技术性能：

A、 是否采用DSP技术？

DSP即数字信号处理器（Digital Signal Processor）是对数字信号以后进行高速实时处理的专用处理器，其处理速度比最快的CPU还快10-50倍。早期的DSP主要用于军工产品，后来随着大规模集成电路的不断发展及成本的不断降低才逐渐应用到民用产品上。由于DSP具有强大的计算能力，在传感器中采用DSP后不仅提高了数据的测量速度、测量精度，测量的抗干扰能力大大提高。采用DSP的四轮定位产品具有以下特点：

1、前束测量抗光线干扰能力强：在采用光线测量的四轮定位仪中普遍采用红外线或激光收发传感器来测量车辆的前束数据。由于太阳光或普通灯源中存在有与测量光线波长相同的成分，因此采用光线测量的数据会受此影响，从而偏离正确的测量结果。为此，有些定位设备中采用滤光镜来减少外界光线的影响，但是却无法彻底消除外界光线的影响。这就是为什么在太阳光照射的环境下，许多四轮定位仪进行测量时需要拉上窗帘的原因。但是，如果在晚上或其它光线比较微弱的环境下，用窗帘来遮挡外界光线就难以奏效了。

如果采用DSP技术对测量光线线进行调制，经过调制后的红外线与太阳光、或其它光源中的光线具有不同的特征，在接收时把经过调制后的测量光线解调过滤出来，如此就可保证测量结果不受其它光线的干扰。 DSP用DSP技术设备成本较高，技术先进其售价相对较高

B、 是否采用电子水平？

为了达到设计的测量精度，普及型的四轮定位仪在测量过程中必须保证四个测头一直同时处于水平状态。任意测头的不水平状态都有可能造成错误的测量结果。对于采用水泡式指示的四轮定位仪，操作员必须十分小心注意每个测头是否处于水平状态，如此既分散了操作人员的精力，又难免防止误测量。如果在四个测头上都装上电子水平仪，传感器测头的水平状态数据及时传送到电脑上，由电脑来监控各个传感器测头的水平数据，在某个测头不水平时及时提示操作员，这样一来不仅减轻操作员的工作强度，还容易避免误测量操作。在进口设备中，美国的Hunter 和德国的Bossh的定位设备中均采用了电子水平，它们的价格也较为昂贵。

C、 是否采用电子转盘？

定位参数中，主销后倾角和主销内倾角是不能直接测量的，只能采用建立在几何关系上的间接测量：在前轮左右各转20度，分别测量其外倾角、后倾角，再根据一定的函数关系计算出主销后倾角和主销内倾角。因此主销后倾角和主销内倾角的测量和转向角测量密切相关。转向角当转向角为20度和20.5度时，所检测的主销角度结果相对误差为2.39%，远远超出了检测精度规定的要求。可见，转盘误差对检测结果有着巨大的影响。所以，即将出台的国家行业标准规定：在20xx年四轮定位仪必须采用电子转角盘。另外电子转角盘的使用极大提高了测量过程的自动化程度，缩短了测量时间。国外的高档四轮定位仪均采用电子转盘。

D、 数据通信方式是红外线还是无线电？

E、 传输技术：无线电通信设备比红外线传输设备成本高；8前束系统比6前束测量系统高，电子水平比水泡式水平

F、 测量精度：

G、 测量重复性

H、 测量反应速度

另外，如设备的稳定性、重复性、故障率、维修价格等也是相当重要的因素，但这些信息很难从厂商得当正确客观的信息，需要用户从侧面的途径取得。

2、 售后服务

在汽车检测维修产品中，四轮定位仪的售后服务具有更重要的意义，售后服务内容更为丰富复杂。由于其价格比较昂贵，在设备出现故障后，必须提供及时的维修服务。由于其技术含量较高，只有那些具有技术开发实力的厂商才能提供低价高质量的维修服务。对于无技术能力的厂商往往采用换传感器测头、换主控制板等更换大件的方式对客户设备进行维修，不仅维修成本高，使用户不堪忍受，在时间上也往往不能及时。

四轮定位设备使用操作较为复杂，要求厂商能提供优质操作培训服务。对于那些汽车底盘不甚熟悉的用户，厂商还必须具有汽车定位故障调的能力。

另外，由于新车型的不断出现，还要求厂商能对车型定位数据能及时升级。

综上所述，用户在购买四轮定位设备前必须仔细核验厂商在上述各个方面的售后服务能力。

四轮定位的主流厂家

进口3D产品厂家：杰奔、亨特；

国产3D产品厂家：深圳元征、广州万达、广州创芯、广州黑豹、天津澳利、海德三雄、青岛金华、北京广达、珠海领航 。国产3D主要元器件都是依靠进口，产品质量都有待提高。

CCD产品厂家：包括百斯巴斯、深圳元征、深圳米勒、珠海战神营口大力等等 。

PSD和激光产品逐步进入升级换代期。

四轮定位仪用于测试汽车的车轮定位参数，并与原厂的设计参数进行对比，指导使用者对车轮定位参数进行相应的调整，使其符合原设计要求，

已达到理想的汽车行驶性能，即操纵轻便，行驶稳定可靠，并减少轮胎的偏磨损。可对汽车的主要四轮定位参数，包括外倾角（Camber）,后

倾角，（Caster）,前束（Toe-in）,内倾角（SAI）等进行测量和调整。 四轮定位仪组成

四轮定位仪主要由：定位仪主机及必要附件组成。

定位仪主机由：

①机箱（大机箱带后视镜）；

②电脑主机（含显示器、打印机）；

③四个机头（定位传感器）；

④通讯系统；

⑤充电系统；

⑥总供电系统共六部分组成。

必要的附件由：

①方向盘固定器；

②刹车固定器；

③转角盘及；

④夹具共四部分组成。

必备工具

要很好的完成定位调车工作用户还应自行配备必要的工具如：各种型号的开口扳手、梅花扳手、套筒、接杆、快速扳手、扭力杆、钳子、螺丝 刀、气动扳手（小风炮）、拉杆球头拆装器、外倾角校正器以及各种型号的调整垫片和调整螺栓等。