גֵּאוֹמֶטְרִיַּית הִיגּוּי בְּרֶכֶב הִיא הַגֵּאוֹמֶטְרִיָּה שֶׁלְּפִיהָ מְמוּקָּמִים הַהֶגֶה, הַמָּנוֹעַ וְהַגַּלְגַּלִּים זֶה בְּיַחַס לְזֶה, בְּזָוִויּוֹת שׁוֹנוֹת שֶׁנּוֹעֲדוּ לְמִסְפַּר תַּפְקִידִים שׁוֹנִים. בְּנִיגּוּד לְמַחְשָׁבָה הַמְּקוּבֶּלֶת, גַּלְגַּלֵּי הָרֶכֶב אֵינָם מַקְבִּילִים זֶה לְזֶה.

זָוִוית שְׁפִיעָה חִיּוּבִית וְזָוִוית שְׁפִיעָה שְׁלִילִית
אִם מִסְתַּכְּלִים עַל הַמְּכוֹנִית מִלְּפָנִים, רוֹאִים שֶׁהַגַּלְגַּלִּים אֵינָם מַקְבִּילִים זֶה לְזֶה. אִם הַמֶּרְחָק בֵּין הַחֵלֶק הָעֶלְיוֹן שֶׁל הַגַּלְגַּלִּים גָּדוֹל מֵהַמֶּרְחָק שֶׁבֵּין הַחֵלֶק הַתַּחְתּוֹן שֶׁל הַגַּלְגַּלִּים – הַשְּׁפִיעָה חִיּוּבִית. דָּבָר זֶה מַאֲרִיךְ אֶת חַיֵּי הַמְּסַבִּים, מַפְחִית כְּשָׁלִים פִּתְאוֹמִיִּים וּבְנוֹסָף לְכָךְ, מֵקֵל אֶת הַהִיגּוּי. אִם הַמֶּרְחָק בֵּין הַחֵלֶק הָעֶלְיוֹן שֶׁל הַגַּלְגַּלִּים קָטָן מֵהַמֶּרְחָק שֶׁבֵּין הַחֵלֶק הַתַּחְתּוֹן שֶׁל הַגַּלְגַּלִּים – הַשְּׁפִיעָה שְׁלִילִית. דָּבָר זֶה מְחַזֵּק אֶת יְכוֹלֶת הַשְּׁלִיטָה בָּרֶכֶב, מַעֲנִיק יַצִּיבוּת בִּפְנִיּוֹת מִבְּלִי לְקַצֵּר בְּצוּרָה מַשְׁמָעוּתִית אֶת חַיֵּי הַצְּמִיג (כִּי בִּפְנִיָּיה, פּוֹעֵל כּוֹחַ צִידִּי עַל הַגַּלְגַּל הַחִיצוֹנִי וְגוֹרֵם לוֹ לְשַׁנּוֹת אֶת זָוִוית הַשְּׁפִיעָה לְחִיּוּבִית, אִם מִלְּכַתְּחִילָּה זָוִוית הַשְּׁפִיעָה הִיא שְׁלִילִית זֶה מְפַצֶּה עַל כָּךְ, וּמַעֲנִיק שֶׁטַח מַגָּע גָּדוֹל בֵּין הַצְּמִיג לַכְּבִישׁ – כִּי שֶׁהַצְּמִיג מוּנָּח מְעַט בְּזָוִוית, שֶׁטַח הַחִיכּוּךְ שֶׁלּוֹ גָּדֵל).

בְּמִקְרֶה שֶׁל זָוִוית שְׁפִיעָה לֹא מְכֻוֶּונֶת יִישָּׁחֲקוּ חֲרִיצֵי הַצְּמִיג. לְמָשָׁל, בְּזָוִוית חִיּוּבִית גְּבוֹהָה מִדַּי יִישָּׁחֵק הַחֵלֶק הַחִיצוֹנִי. בְּנוֹסָף לְכָךְ, זָוִוית שְׁפִיעָה מוּגְזֶמֶת תִּגְרוֹם לִבְלַאי מָהִיר שֶׁל חֶלְקֵי הַמִּתְלֶה, כְּגוֹן: הַמְּסַבִּים. אִם זָוִוית הַשְּׁפִיעָה שׁוֹנָה בִּשְׁנֵי הַצְּדָדִים – הָרֶכֶב "יִמְשׁוֹךְ" לַצַּד שֶׁבּוֹ הַזָּוִוית חִיּוּבִית יוֹתֵר.

בִּכְלֵי רֶכֶב רַבִּים, בַּעֲלֵי הֲנָעָה קִדְמִית בְּעִיקָּר, זָוִוית הַשְּׁפִיעָה הִיא קְבוּעָה. לָכֵן, אִם הַזָּוִוית אֵינָהּ מְכֻוֶּונֶת הֲרֵי הָרֶכֶב שָׁחוּק אוֹ עָקוֹם, אוּלַי כְּתוֹצָאָה מִתְּאוּנָה — דָּבָר הַמְּחַיֵּיב הַחְלָפָה אוֹ תִּיקּוּן. בִּכְלֵי רֶכֶב רַבִּים מִשְׁתַּנֶּה הַזָּוִוית בִּמְהִירוּיוֹת שׁוֹנוֹת, כְּתוֹצָאָה מִכּוֹחוֹת אֲוִוירוֹדִינָמִיִּים הַמְּשַׁנִּים אֶת גּוֹבַהּ הָרֶכֶב (וְדֶרֶךְ כָּךְ אֶת הַזָּוִוית). לָכֵן, כִּיווּן הַזָּוִוית נַעֲשֶׂה כָּךְ שֶׁבַּנְּסִיעָה מְהִירָה תִּהְיֶה שְׁחִיקָה מְעַטָּה שֶׁל הַצְּמִיגִים.

בֶּעָבָר הָיְיתָה הַמְּגַמָּה הָרוֹוַחַת לְכַוֵּון אֶת הַזָּוִוית כָּךְ שֶׁתִּהְיֶה אֶפֶס אוֹ חִיּוּבִית מְעַט, עַל מְנַת לְקַזֵּז אֶת הַמִּשְׁקָל שֶׁיּוּעֲמַס עַל הָרֶכֶב. הַמְּגַמָּה הָרוֹוַחַת כַּיּוֹם הִיא כִּיווּן זָוִוית שְׁלִילִית, עַל מְנַת לְהַעֲנִיק לְרֶכֶב יַצִּיבוּת נוֹסֶפֶת (שֶׁטַח הַמַּגָּע שֶׁל הַצְּמִיג גָּדֵל בִּפְנִיָּה).

דֶּרֶךְ טוֹבָה לִרְאוֹת אֶת הַהַשְׁפָּעָה שֶׁל קְדַם הָאוֹפַן הִיא בְּאֶמְצָעוּת עֶגְלַת קְנִיּוֹת. בְּמִקְרֶה זֶה אֵין זָוִוית אֲבָל הַצִּיר נִמְצָא לִפְנֵי מֶרְכַּז הַגַּלְגַּל. הַזָּוִוית בְּמִקְרֶה זֶה הִיא חִיּוּבִית. אִם מְנַסִּים לָשִׂים אֶת הַגַּלְגַּל לִפְנֵי הַצִּיר, הוּא יְנַסֶּה לַחֲזוֹר לִמְקוֹמוֹ אָחוֹרָה – וְיִמְנַע נְסִיעָה בְּקַו יָשָׁר. זֶה בְּדִיּוּק מָה שֶׁקּוֹרֶה בְּרֶכֶב עִם קְדַם אוֹפַן שְׁלִילִי מִדַּי.
צִיר הַהִיגּוּי שֶׁל הַגַּלְגַּלִּים אֵינוֹ נִיצָּב לַקַּרְקַע אֶלָּא מוּטֶּה בַּאֲלַכְסוֹן. אִם הַחֵלֶק הָעֶלְיוֹן שֶׁל הַצִּיר מוּפְנֶה לְאָחוֹר, אָז קְדַם הָאוֹפַן הוּא חִיּוּבִי. הַדָּבָר מְסַיֵּיעַ בִּשְׁמִירַת כִּיווּן הַנְּסִיעָה בְּקַו יָשָׁר. מִשּׁוּם שֶׁצִּיר הַהִיגּוּי חוֹתֵךְ אֶת הַקַּרְקַע לִפְנֵי הַגַּלְגַּל (בְּדוֹמֶה לְעֶגְלַת קְנִיּוֹת), כָּךְ שֶׁהַגַּלְגַּל מְאוּלָּץ לָנוּעַ מֵאֲחוֹרֵי הַצִּיר וְעַל יְדֵי כָּךְ לִשְׁמוֹר עַל הַכִּיווּן. זָוִוית חִיּוּבִית מְנַסָּה לְיַישֵּׁר אֶת הַגַּלְגַּלִּים, וְזוֹ אַחַת הַסִּיבּוֹת שֶׁהַהֶגֶה חוֹזֵר מֵעַצְמוֹ לִמְקוֹמוֹ לְאַחַר פְּנִיָּיה.

אִם הַחֵלֶק הָעֶלְיוֹן שֶׁל הַצִּיר מוּפְנֶה לְפָנִים, אָז קְדַם הָאוֹפַן הוּא שְׁלִילִי, מָה שֶׁמַּעֲנִיק לְנַהָג הִיגּוּי רַךְ יוֹתֵר. כַּיּוֹם מְתַכְנְנִים אֶת קְדַם הָאוֹפַן שֶׁיִּהְיֶה חִיּוּבִי. אִם הָרֶכֶב נוֹסֵעַ לְאָחוֹר, אָז קְדַם הָאוֹפַן הוּא שְׁלִילִי (כִּי כִּיווּן הַנְּסִיעָה הִתְהַפֵּךְ). בְּמִקְרֶה זֶה מוּרְגָּשׁ הִיגּוּי רַךְ יוֹתֵר, אַךְ הַהֶגֶה לֹא מִתְיַישֵּׁר לְבַד כְּמוֹ בַּנְּסִיעָה קָדִימָה.
אִם קְדַם הָאוֹפַן לֹא מְכוּוָּן עָלוּל לְהִיוָּוצֵר קוֹשִׁי בִּשְׁמִירָה עַל נְסִיעָה בְּקַו יָשָׁר.
אִם קְדַם הָאוֹפַן לֹא שָׁוֶוה בִּשְׁנֵי הַצְּדָדִים – הָרֶכֶב "יִמְשׁוֹךְ" לְצַד שֶׁבּוֹ קְדַם הָאוֹפַן פָּחוֹת חִיּוּבִי.
אִם קְדַם הָאוֹפַן שָׁוֶוה אֲבָל שְׁלִילִי מִדַּי, הַהֶגֶה יִהְיֶה רַךְ, וְהָרֶכֶב עָלוּל לִסְטוֹת מִמַּסְלוּלוֹ. כִּי יִהְיֶה קָשֶׁה לִשְׁמוֹר עַל קַו יָשָׁר.
כְּכָל שֶׁקְּדַם הָאוֹפַן גָּדוֹל יוֹתֵר (וְחִיּוּבִי) גָּדֵל הַמֶּרְחָק הָאוֹפְקִי בֵּין שְׁנֵי הַכּוֹחוֹת (נְקוּדָּה עֶלְיוֹנָה וְתַחְתּוֹנָה שֶׁל הַצִּיר), דָּבָר הַמַּגְדִּיל אֶת שֶׁטַח הַמַּגָּע שֶׁל הַצְּמִיג. אִם קְדַם הָאוֹפַן חִיּוּבִי אַךְ גָּדוֹל מִדַּי יִהְיֶה הַהִיגּוּי קָשֶׁה (בִּגְלַל הַגְדָּלַת שֶׁטַח הַמַּגָּע שֶׁל הַצְּמִיג עִם הַקַּרְקַע). בְּנוֹסָף, תִּגָּרֵם רְגִישׁוּת יֶתֶר בִּצְמִיג לִפְגָמִים קְטַנִּים בַּכְּבִישׁ. בְּמִקְרֶה שֶׁל קְדַם אוֹפַן נֵיְיטְרָלִי לֹא תִּהְיֶה הַמְּכוֹנִית יַצִּיבָה, כִּי כָּל הַכּוֹחַ מוּפְעָל עַל נְקוּדָּה אַחַת.

בְּדוֹמֶה לַזָּוִוית שְׁפִיעָה, בִּכְלֵי רֶכֶב רַבִּים בַּעֲלֵי הֲנָעָה קִדְמִית לֹא נִיתָּן לְכַוֵּון אֶת קְדַם הָאוֹפַן. לָכֵן, אִם אֵינוֹ מְכוּוָּן, מַשֶּׁהוּ בְּרֶכֶב שָׁחוּק אוֹ עָקוֹם, אוּלַי כְּתוֹצָאָה מִתְּאוּנָה, דָּבָר הַמְּחַיֵּיב הַחְלָפָה אוֹ תִּיקּוּן.

לִפְנֵי שְׁנַת 1975 נָהֲגוּ לְתַכְנֵן מְכוֹנִיּוֹת עִם קְדַם אוֹפַן שְׁלִילִי, מִשְּׁתֵּי סִיבּוֹת:

הָיְיתָה דְּרִישָׁה מִקֶּרֶב הַנַּהָגִים לְהֶגֶה רַךְ. הֶגֶה כּוֹחַ לֹא הָיָה בְּנִמְצָא, כָּךְ שֶׁשִּׁינּוּי קְדַם הָאוֹפַן הָיָה פִּתְרוֹן אֶפְשָׁרִי.
הַצְּמִיגִים לֹא הָיוּ רַדְיָאלִיִּים (צוּרַת מִבְנֵה הַצְּמִיג), וְלָכֵן הֵם הָיוּ מִתְעַוְּותִים בִּזְמַן נְסִיעָה מְהִירָה, וְרוֹב הַצְּמִיג הָיָה נִסְרַח מֵאֲחוֹרֵי הַצִּיר (וְשֶׁטַח הַמַּגָּע הָיָה מֵאֲחוֹרֵי הַצִּיר), כָּךְ שֶׁקְּדַם הָאוֹפַן הָאֵפֶקְטִיבִי הָיָה חִיּוּבִי. אִם רוֹצִים לְהַרְכִּיב צְמִיגִים רַדְיָאלִיִּים בִּכְלִי רֶכֶב יְשָׁנִים יֵשׁ לְשַׁנּוֹת אֶת קְדַם הָאוֹפַן לְחִיּוּבִי, כְּדֵי שֶׁהָרֶכֶב יוּכַל לִשְׁמוֹר עַל מַסְלוּלוֹ בִּמְהִירוּת גְּבוֹהָה.
לִקְדַם הָאוֹפַן הַשְׁפָּעָה מְעַטָּה עַל שְׁחִיקַת הַצְּמִיגִים.

כַּאֲשֶׁר מִסְתַּכְּלִים עַל הַמִּתְלֶה מִלְּפָנִים, רוֹאִים אֶת הַזָּוִוית הַנּוֹצֶרֶת בֵּין הַמִּתְלֶה לְבֵין הַצְּמִיג. הַזָּוִוית הַזּוֹ בְּתוֹסֶפֶת זָוִוית הַשְּׁפִיעָה (יַחַד הֵן נִקְרָאוֹת הַזָּוִוית הַכּוֹלֶלֶת- Included Angle), גּוֹרֶמֶת לַהֲרָמָה קַלָּה שֶׁל הָרֶכֶב כַּאֲשֶׁר הַגַּלְגַּלִּים אֵינָם בַּמֶּרְכָּז. דָּבָר זֶה גּוֹרֵם לְיִישּׁוּר הַגַּלְגַּלִּים עַל יְדֵי מִשְׁקָל הָרֶכֶב, לְאַחַר בִּיצּוּעַ פְּנִיָּיה (בְּנוֹסָף לִקְדַם הָאוֹפַן).

כַּאֲשֶׁר מִסְתַּכְּלִים עַל הָרֶכֶב מִלְּמַעְלָה, רוֹאִים שֶׁהַגַּלְגַּלִּים אֵינָם מַקְבִּילִים זֶה לְזֶה. מַצָּב בּוֹ הַמֶּרְחָק בֵּין הַחֵלֶק הַקִּדְמִי שֶׁל הַגַּלְגַּלִּים קָטָן מֵהַמֶּרְחָק שֶׁבֵּין חֶלְקֵיהֶם הָאֲחוֹרִיִּים נִקְרָא כִּינּוּס (Toe–in). דָּבָר זֶה מוֹנֵעַ מֵהַגַּלְגַּלִּים לִנְטוֹת הַחוּצָה בְּהֶאָצוֹת חֲזָקוֹת אוֹ בִּמְהִירוּיוֹת גְּבוֹהוֹת (אָז מַקְבִּילִים הַגַּלְגַּלִּים זֶה לְזֶה).

מַצָּב בּוֹ הַמֶּרְחָק בֵּין הַחֵלֶק הַקִּדְמִי שֶׁל הַגַּלְגַּלִּים גָּדוֹל מֵהַמֶּרְחָק שֶׁבֵּין חֶלְקֵיהֶם הָאֲחוֹרִיִּים נִקְרָא הִתְבַּדְּרוּת (Toe–out). דָּבָר זֶה מוֹנֵעַ מֵהַגַּלְגַּלִּים לִנְטוֹת פְּנִימָה בִּפְנִיּוֹת הַמִּתְבַּצְּעוֹת בִּמְהִירוּת.

אִם הַ-Toe אֵינוֹ מְכוּוָּן עֲלוּלָה לִהְיוֹת שְׁחִיקָה מְהִירָה וְשָׁוָוה בִּשְׁנֵי הַצְּמִיגִים.

Toe מִתְכַּוְונֵן תָּמִיד בְּזוּג הַגַּלְגַּלִּים הַקִּדְמִיִּים (גַּם בִּכְלֵי רֶכֶב בַּעֲלֵי הֲנָעָה קִדְמִית) וּבִכְלֵי רֶכֶב מְסוּיָּמִים אַף בַּגַּלְגַּלִּים הָאֲחוֹרִיִּים. כְּמוֹ זָוִוית הַשְּׁפִיעָה, גַּם הַ-Toe מִשְׁתַּנָּה בִּמְהִירוּיוֹת שׁוֹנוֹת, כְּתוֹצָאָה מִכּוֹחוֹת אֲוִוירוֹדִינָמִיִּים הַמְּשַׁנִּים אֶת גּוֹבַהּ הַמֶּרְכָּב (וְעַל יְדֵי כָּךְ אֶת הַ-Toe) – בְּהֶתְאֵם לְמוֹטוֹת הַהִיגּוּי וּלְמַעֲרֶכֶת הַמִּתְלִים. הַ-Toe מְכוּוָּן כָּךְ שֶׁבִּמְהִירוּת גְּבוֹהָה הוּא אֶפֶס, כְּדֵי לְהַגִּיעַ לִשְׁחִיקַת צְמִיגִים מִינִימָלִית.
כַּאֲשֶׁר הַגַּלְגַּלִּים מוּפְנִים יֵשׁ הֶבְדֵּל בֵּין הַזָּוִויּוֹת שֶׁלָּהֶם: הַגַּלְגַּל הַפְּנִימִי הוּא בַּעַל זָוִוית גְּדוֹלָה יוֹתֵר, מִכֵּיוָון שֶׁהַגַּלְגַּל הַפְּנִימִי פּוֹנֶה בְּרַדְיוּס קָטָן יוֹתֵר מֵהַגַּלְגַּל הַחִיצוֹנִי (בְּנוֹסָף, הַגַּלְגַּל הַפְּנִימִי עוֹבֵר פָּחוֹת מֶרְחָק). לָכֵן, הַגַּלְגַּל הַפְּנִימִי פּוֹנֶה בְּזָוִוית גְּדוֹלָה יוֹתֵר. מַתַּן זָוִויּוֹת שׁוֹנוֹת מִתְבַּצֵּעַ עַל יְדֵי זְרוֹעוֹת הַהִיגּוּי. אִילּוּ הָיְיתָה לְגַלְגֵּל הַפְּנִימִי זָוִוית זֵהָה לְשֶׁל הַגַּלְגַּל הַחִיצוֹנִי, הָיָה מַחֲלִיק וּמִשְׁתַּפְשֵׁף וְהַדָּבָר הָיָה גּוֹרֵם לְחִימּוּם הַצְּמִיג וְלִשְׁחִיקָתוֹ.