专题11 车轮定位参数检测

专题11 车轮定位参数检测 提出问题: 汽车车轮定位参数有哪些, 为什么要进行四轮定位的检测? 如何进行 四轮定位检测, School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechnic 课程: 车轮定位参数测量原理及仪器结构 四轮定位检测的步骤 其他有关 四轮定位检测的知识 School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechnic 车轮定位检测的意义 定期对车辆进行四轮定位检测，必要时进行定位角度 的调整 可以保证车辆良好的操纵稳定性、直线行驶性能 和自动回正能力。减少轮胎异 常磨损，减少悬架系统及 转向机构零部件磨损和降低燃油消耗。 School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechnic 一、车轮定位参数测量原理及仪器结构 1、车轮前束的测量原理 车轮前束可以根 据其定义直接测量，常用的测量方法有:拉线式测 量法、光束刻度板测量法及光电 测量法等。 (1) 拉线式测量法----根据前束的定义，在车轮最前端和最后端(可以 是 在车轮内侧面上或车轮中心平面上对应点)分别测量B、A值，A-B即得 前束值。 School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechnic (2) 光束刻度板测量法----利用光束发射器和刻度板(标尺)测量车轮前 束。把光束发射器分别安装到左右车轮上，光束照射方向与车轮平面平行，把两 个刻度板分别放置在轮轴前、后方距离轮轴5倍于车轮直径处，左右移动刻度板 使其两端标尺上指示值相同，则前后刻度板读数之差可以用来换算车轮前束值 根据几何关系，刻度板放置在轮轴 前、后5倍于车轮直径处(即10倍于车轮 半径)，所以前后刻度板读数差值10倍于 车轮前束值。因此，前后刻度板读数之 差值为1cm，车轮前束值为1mm。 School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechnic (3) 光电测量法----安装在两前轮和两后轮上的测量头上均装有发光器和光 接收器， 既可以利用同一轴上左、右轮互为基准，也可以利用同一侧的前、 后轮互为基准来 测量车轮前束。 安装在两前轮和两后轮上光敏三极管式传感器均有光线发射器和光 线接 收器，光线接收器是一组等距离排列的光敏三极管，在不同位置上光敏三极 管 接收到光线照射时，该光敏管产生的电信号就代表了前束值的大小。 School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechnic 2、车轮外倾角测量 车轮外倾角测量通常采用重力方向作为基 准，重力方向可以利用重力摆或气泡水准仪。在 测量车轮外倾角时，也必须保证车体摆正方向盘 位于中间位置。车轮外倾角的测量方法有: (1) 利用光束发射器和摆式刻度盘测量车轮外 倾角光束发射器安装在轮轴上，光束照射方向与 车轮平面平行，摆式刻度盘与汽车纵向轴线垂直 方向摆放。先让光束对准刻度线圆心，然后转动 光束发射器使光束向下移动到刻度线上，由于光 束照射方向与车轮平面平行，所以光束与垂直线 的夹角就是车轮外倾角，从刻度盘上即可直接度 出车轮外倾角。 School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechnic (2) 利用气泡水准仪测量车轮外倾角 通过支架垂直于转向轮旋转平面安装水准仪， 水准仪上有可测量倾角 的气泡管，气泡管也与车轮旋转平面垂直，所以气泡管与水 平方向的夹角 与车轮外倾角相等。气泡管中的水泡偏移量与倾角大小成比例，气泡 管可 按倾角刻度。也可把气泡管调回水平位置，气泡位移量或角度调节量即反 映 了车轮外倾角?的大小。 School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechnic (3) 利用电子式倾角传感器测量车轮外倾角 光电式四轮定位仪采用电子式倾角传 感器测量车轮外倾角，并 以重力方向作为参考基准，利用倾角传感器把角度信号转 换成电信 号。 School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechnic 3、主销后倾角和主销内倾角的测量原理 主销后倾角和主销内倾 角均不能直接测 出，只能 采用建立在几何关系上的 间接测量。主销后倾角与 车轮外倾角的变化近 似为 线性关系，根据几何关系 可得: 式中: ?-—主销后倾角。 ?——车轮外倾 角。 δ——转向轮转动角度即转向 轮底部转盘的转动角度。 i——车轮向内转动时。 o——车轮向外转动时。 School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechnic 为了提高测量精度，减小主销内倾对车轮外倾角变化的影响，可 采用相对测量法， 即使车轮向内、向外转动角度相同，即δ 0=- δ i=δ =200，带入上式有: 因为 主销后倾角和车轮外倾角都很小，可以近似地取 sin???、tg??? School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechnic 上式表明主销后倾角近似地与车轮外倾角变化量成正比，其比例系 数取决于转向轮 转动角度δ， 通常转向轮转动角度δ为200，所以有: School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechnic 上式表明，只要测量出车轮外倾角的变化量αi-α0，再乘以1.46的比 例系数，即可得 到主销后倾角。车轮定位仪用1.46倍的系数标定仪 器，就可直读主销后倾角。 主销内倾角测量与主销后倾角测量在原理上完全相同，只是角度测量 平面与主销后 倾角测量时旋转了90?。 School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechnic 4、多个定位参数的检测 目前四轮定位仪对定位参数的检测，是对单个参数检测的 综合，即: 1)光电传感器测量前束 2)重锤倾角传感器测量车轮外倾角 3)转盘 与重锤倾角传感器结合测量车轮主销后倾角和内倾角 各传感器测量的数据经过处 理，送电脑进行判断。判断依据由各车 型数据支持(电脑中预先装有各车型的数据 库) 四轮定位仪的结构 : 电脑、爪盘、测量头、转盘 School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechnic 二、四轮定位检测的步骤 1(检测前的准备工作 (1)将汽车驶到升降台上，使前轮正好位于转盘中心，当车驶入后，则 松开转盘锁止销。检查轮胎气压并充至规定值。 (2)汽车停放后车身要与举升平板平行。 (3) 夹具及传感器安装。将爪盘夹具牢固地装夹在轮辋上，然后把测量 头(即传感器)安装到夹具上，利用其上的水泡将其调水平。 2(检测操作方法 (1)选择车型。在检测主界面(图15,7)按“下页”键进入“开始选择 汽车”界面(图15,8)，选择被检测车辆的型号和生产年代后按“下页” 键。 School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechnic 图15-7 检测主界面 图15-8 “开始选择汽车”界 面 School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechnic (2)配重。选择车型后，系统自动进入配重界面，在这一界面可以看到 车辆车轮定位参数的出产数据(即数据)和配重要求，如图15-9。考 虑到路面的拱形和载重后车桥弯曲，有些车型在的时候就把车轮外倾 角设计得大一些，这些车型在做四轮定位的时候要按要求对汽车进行配重， 这样检测的结果才能准确。配重完成后按“下页”键进入传感器安装演示 界面，继续按“下页”键进入检测界面。 (3)检测。在检测界面，按照系统指示先转动方向盘对中，方向盘对中 后系统会自动进行检测约1秒的时间;检测完毕后提示向左转动方向盘， 当方向盘向左转动到指定角度时(10?或7?，默认为10?)，系统进行 自动检测;检测完毕后提示向右转动方向盘(20?或14?)，当方向盘向 右转动到指定角度时，系统进行自动检测;检测完毕后再次提示对中方向 盘，当方向盘再次对中后便完成检测，如图15,10。检测过程中方向盘转 动的幅度不宜过大，尤其向左、向右转动快到指定角度时和即将对中方向 盘时更要轻微转动方向盘。 School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechnic 图15-9 配重界面 图15-10 检测界面 School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechnic (4)查看结果。检测完成后系统自动显示检测结果和出厂数据，把 超出标准范围 的数据用红色标出 School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechnic 三、有关知识-汽车车轮定位参数及其作用 汽车车轮定位参数: 主销内倾角 主销 后倾角 前轮外倾角 前轮前束 后轮前束 后轮内倾 包容角 后轮推进角 School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechnic 1、主销后倾角(2?一3? ) 主销后倾的作用—形成回正的稳定力 矩。当转向轮偶然 受到外力作用而稍有偏 转，如图向右偏转，将使汽车向右转向， 这时由于离心力 的作用，在点b处，路面对 车轮作用着一个侧向反作用力Y，对车轮形 成绕主销轴 线作用的力矩YL，其方向与车 轮偏转方向相反，从而保证汽车稳定的直 线行驶， 故称此力矩为稳定力矩。但此力 矩也不宜过大，否则使转向盘沉重，稳定 力矩的 大小取决于力臂L和离心力Y，而力 臂又取决于主销后倾角的大小。 现代汽车由于 轮胎气压降低，弹性增 加，而使稳定力矩增加。有些汽车主销后 倾角可以减少到 接近于零，甚至为负值， (红旗牌轿车主销后倾角为-1030’). School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechnic 2、主销内倾角(SAI--- Steering Axle lnclination) (1) 主销内倾角也有使车轮自动回正 的作用。当转向轮在外力作用下由中间 位置偏转一个角度时，转向轮会使整个汽车 前部向上抬起一个相应的高度， 这样汽车的重力作用下有使转向轮回复到原来中间 位置(势能最低状态)的效 应。 School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechnic (2) 主销内倾角使转向操纵轻便。 主销内倾使主销轴线延长线与路面交点到车轮中 心 面与地面交线的距离C减小。减少转向时驾驶员加在转向 盘上的力矩，使转向 操纵轻便。同时也可减少从转向轮 传到转向盘上的冲击力。 但C值也不宜过小， 即内倾角不宜过大，否则在转向 时，车轮绕主销偏转的过程中，轮胎与路面间将产 生较 大的滑动，从而增加了轮胎与路面间的摩擦阻力，使转 向变得很沉重，而且 加速轮胎的磨损。一般内倾角为5080。 School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechnic 3、前轮外倾角(camber) 前轮处于摆正的位置时，前轮中心平面与地面不垂 直，而 是向外倾斜一个角度?，称之为前轮外倾角 (10)。 如果空载时车轮垂直于路面安 装，则满载时，车桥 和悬架系统将因承载变形，而可能出现车轮内倾。车轮 内倾 一方面会加速轮胎的偏磨损，另一方面路面对车轮 的垂直反力沿轮毂的轴向分力将 使轮毂压向轮毂外端的 小轴承，加重了外端小轴承及轮毂紧固螺母的负荷，降 低 它们的使用寿命。 因此，为了使轮胎磨损均匀和减轻轮毂外安装车轮 时预先使车 轮有一定的外倾角。其次，车轮有了外倾也 可以与拱形路面相适应，并在不增加主 销内倾角的情况 下减小转臂，使转向操纵轻便。 School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechnic 4、前轮前束(toe-in) 在安装车轮时，使汽车两前轮的中心平面不平行，两轮前边缘 距离B，小于两轮 后边缘距离A，A—B之差称为前轮前束。前束的作用----车轮有 了外倾角以后，当车 轮滚动时有向外滚开的趋势，由于车桥的约束，车轮不可能向 外滚开，车轮将在地 面上一边向前滚动，一边侧向滑动，从而加速轮胎的磨损。前 束使车轮产生向内滚 动的趋势，使前轮在外倾和前束的作用下每一瞬间滚动方向接 近于向着正前方，减 小侧向滑动量。 School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechnic 5、后轮前束: 当汽车行驶时，在驱动力F作用下，后轴将产生一定弯曲，使车轮 出现 前张现象，而预先设置的前束角就是用来抵消这种前张的。 6、后轮外倾角有 两个作用: ?由于外倾角是负值，可增加车轮接地点的跨度，增加汽车的横向稳定 性; ?负外倾角是用来抵消当汽车高速行驶且驱动力F较大时，车轮出现的 负前 束(前张)，以减少轮胎的磨损。 某些后轮驱动的重型汽车上，由于采用独立悬架和 脊骨式车架，为了保 持加载后汽车行驶时轮胎处于正确的接地位置，减少磨损，后 轮也设计成 有—定的正外倾角，如太脱拉138型汽车。 School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechnic 7(包容角 主销内倾角和车轮外倾角 的和叫包容角。在悬架系统没 有损坏的情况 下，内倾角和外 倾角会有变化，但是包容角不 变。 主销内倾角虽然一般都不 能 调整，但是主销内倾角、车 轮外倾角和包容角的变化，能 帮助我们判断悬架系 统的主要 构件是否完好。 School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechnic 8(后轮推进角 后桥弹簧座磨损，后桥下悬臂胶套损坏，整体式后桥胶套损坏，均会引起后 桥轴线与前桥轴线不平行，后轮的行进方向与汽车纵向几何中心线形成一个角 度，叫推进角。 后轮沿推进线给汽车一个力矩，引起汽车跑偏，这是汽车跑偏的一个重要原 因。当然，如果汽车后轮轴线没有偏斜，但是两后轮的前束不一致，也会形成推 进角，从而引起跑偏。 后轮前束的计算方法与前轮前束一样，是两轮前束角的代数和。 总前束=前束(左轮)+前束(右轮) 后轮的推进角是两后轮前束差值的一半: Thrust Angle=(toeL-toeR),2 一般规定推进线朝左为负，朝右为正。 School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechnic 目前大多数汽车后桥是整体式的，后轮垂直装在后桥上，不能调整 前束和车轮外倾 角。 有的后轮虽然是独立悬架，但是前束并不能调整。这样，当后桥轴 线有偏斜， 或者后轮独立悬架的拉臂有变形，均会引起后轮前束失准， 后轮的推进线就产生了。 当 0.4? >后轮推进线>0.1? ，就应当用前轮前 束来补偿，这叫做补偿四轮定 位。 School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechnic 比如某汽车左后轮前束为0.2? ，右后轮前束为0.6? ，后轮推进角为 (0.2? -0.6?), 2=-0.2? 。这将使汽车向右跑偏。为此，要把前轮总前束调 为向左，即让右前轮前 束比左前轮大0.2? 。 一般前轮补偿为0.3? ,0.4? ，如果推进角太大，则应考虑校 正或更换 后桥或后悬臂。 School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechnic 你能回答项目开始的问题了吗, 汽车车轮定位参数有哪些, 为什么要进行四 轮定位的检测? 如何进行四轮定位检测, School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechnic