汽车四轮定位检测原理毕业设计论文.doc

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1、摘要:本文是对四轮定位的概念，基本参数，原理进行了系统深入的介绍，对四轮定位仪的检测原理、方法进行了详细的概括。还对四轮定位调整技术和四轮定位仪的故障维修进行了诠释。主要内容有四轮定位的基本原理，四轮定位的调整技术。关键词：四轮定位 四轮定位仪 定位参数 调整技术Abstract: This paper is the concept of four-wheel positioning, basic parameters, principles, conducted a systematic in-depth introduction to the four-wheel positioning

2、system testing principles and methods outlined in detail. Are also four position adjustment techniques, and 4 locators interpretation of the failure of the repairs. The main content of the basic principles of four wheel alignment, four-wheel positioning adjustment techniques.Keywords：four wheel alig

3、nment four-wheel alignment instruments Location parameter adjustment techniques目录绪论4第一章 四轮定位的概念51.1 什么是四轮定位51.2 为什么要进行四轮定位51.3 四轮定位服务的种类51.4 四轮定位维修的好处61.5 什么情况下需要四轮定位检测61.6 四轮定位的参数71.7 四轮定位系统组成7一、地沟式7二、举升器式8第二章 四轮定位的基本原理92.1车轮外倾角92.2主销后倾角102.3主销内倾角102.4前束及前束角112.5后轮推进角112.6摩擦弧径132.7转向半径142.8车轴偏角142.

4、9悬吊高度15第三章 四轮定位参数的作用和影响163.1四轮定位参数的作用163.1.1车轮外倾角163.1.2主销内倾角163.1.3主销后倾角163.1.4前束173.2四轮定位对汽车行驶性能的影响173.2.1车轮外倾角的影响173.2.2主销后倾角的影响183.2.3主销内倾角的影响183.2.4前束的影响183.2.5后轮前束的影响19第四章 四轮定位仪204.1四轮定位仪的检测原理204.1.1直接测量项目224.1.2间接测量项目234.2四轮定位仪的使用和维修234.2.1目前四轮定位仪使用中存在的误区234.2.2四轮定位仪的使用注意事项244.2.3四轮定位仪常见故障及解决

5、办法264.3四轮定位仪发展趋势274.3.1我国四轮定位仪行业的发展现状274.3.2国外的四轮定位状况284.3.3中国四轮定位仪产品品牌竞争趋势284.4四轮定位仪的选购294.4.1性能价格比294.4.2售后服务30第五章 四轮定位的调整325.1影响四轮定位的因素和检测方法325.2四轮定位异常所引发的故障症状335.2.1车辆跑偏335.2.2轮胎的磨损355.2.3车辆发飘355.2.4转向盘发沉355.2.5转向盘回正能量差355.2.6遇到轻微颠簸或加速时车辆甩尾365.3四轮定位调整的正规操作步骤365.4四轮定位调整技术研究375.5四轮定位调整技术的开发与拓展38第六

6、章 四轮定位检测技术发展状况和车轮定位发展趋势406.1四轮定位检测技术发展概况406.2车轮定位发展趋势426.2.1实行后轮定位426.2.2减小车轮外倾角和前束426.2.3增大主销内倾角426.2.4减小主销后倾角43致谢44参考文献45绪论汽车发展到今天已经到了相当成熟的阶段，人们随着生活水平的提高，购买汽车人们越来越多。可是汽车带给我们舒适的乘车享受的同时，它自身也会产生一些毛病，这里我们引出四轮定位的概念。随着公路和城乡道路的发展，现代桥车和轻型客车的车速不断提高，汽车底盘车轮定位系统的精确与否给车辆行驶是否舒适、安全以及经济实用等方面带来的影响变得非常明显。引进的四轮定位仪，由

7、于它能排除车轮定位失准而引起的方向跑偏、转向盘不正、转向盘沉重、漂浮及摇摆不定、车身蛇行、轮胎偏磨和啃胎等故障，所以越来越受到驾驶员和修理厂家的青睐,“四轮定位”的概念已为大家所接受，开展四轮定位检测与调整，在我国已被广泛应用。从前人们对汽车车轮定位的认识，往往停留在测量前束的阶段。因为过去生产的汽车，前轮主销内倾角和车轮外倾角都是在设计与制造汽车时就设定在转向节上了，既难测量，又没有什么办法调整。而现代汽车大量采用了四轮独立悬架，为了保证汽车直线行驶方向的稳定性和转向盘的自动回正，避免前轮或后轮因为前束失准而造成跑偏，轮胎异常磨损。为了提高安全性能和经济效益，各国汽车厂都在悬架系统设计时采取

8、了一些技术措施，使得主要定位角度变得可以调整，以便使他们能控制在厂家规定的范围内。现在的维修人员只有掌握了四轮定位的基本操作，才能避免出现更大的问题，另一方面也能促进四轮定位技术的发展。限于学生的水平，加之资料来源不够系统，尽管努力而为，恐难以尽人如意，其中的疏漏诚望老师给予指正。第一章 四轮定位的概念1.1 什么是四轮定位所谓四轮定位，是指以后轮平均的推进方向为定位基准，来测量及校正四轮相关的定位角度；使车辆在行驶时底盘各部零件与轮胎能保持适当的几何关系，使驾驶人能正确的、舒适的驾驶其爱车，延长轮胎及底盘相关零件的使用寿命。1.2 为什么要进行四轮定位车辆在出厂时，其悬挂系统的定位角度（基本

9、定位角度有7个）都是根据设计要求预先设定好的。这些定位角度共同用来保证车辆驾驶的舒适性和安全性。但是，由于车辆在售出并行驶一段时间后，这些定位角度会由于交通事故、道路坑洼不平造成的剧烈的颠簸（特别是高速行驶时突然遇到不平路面）、底盘零件磨损、更换底盘零件、更换轮胎等原因而产生变化。一旦定位角度由于任何一种原因产生变化，就可能产生诸如轮胎异常磨损、车辆跑偏、安全性下降、油耗增加、零件磨损加快、方向盘发沉、车辆发飘等不适症状。有些症状使车辆在高速行驶时非常危险。 四轮定位维修保养服务的目的，就是通过定位角度测量诊断车辆的上述不适病因并予以治疗。一般新车在驾驶3个月后就应做四轮定位，以后每行驶1万公

10、里，调换前后轮胎位置,检查轮胎动平衡或减震器是否有漏油现象，以及发生碰撞后都应及时做四轮定位。车轮正确的定位可以保证转向灵活、乘座舒适，维持直线行车，延长轮胎寿命，减少路面引起的震动等。1.3 四轮定位服务的种类1. 高级四轮定位调整四轮定位角度使四个轮子互相平行且垂直地面。首先根据车子几何中心线调整后轮。部分车型的后轮前束不能调整，因此无法提高高级四轮定位维修服务。2. 补偿四轮定位补偿四轮定位又称为推进线定位必须根据后轮前束或推进线来调整前轮定位、使前后轮互相平行。推进线角度是左右后轮前束角度差值的一半。对于后轮前束不能调整的车，必须提供补偿四轮定位维修服务，不能只做前轮定位服务。3. 前

11、轮定位仅调整前轮定位角度，而不去考虑后轮定位角度的前轮定位，会造成直行时转向盘不正的现象。1.4 四轮定位维修的好处(1)增加行驶安全；(2)减少轮胎磨损；(3)保持直行时转向盘正直，维持直线行车；(4)转向后转向盘自动归正；(5)增加驾驶控制感；(6)减少燃料消耗；(7)减低悬挂部件耗损。1.5 什么情况下需要四轮定位检测汽车每驾驶10000或6个月后，出现下列问题:1) 直行时车子往左边或右边拉；2) 直行时需要紧握转向盘；3) 直行时转向盘不正；4) 感觉车身漂浮或摇摆不定；5) 前轮或后轮单轮磨损；6) 安装新的轮胎后；7) 碰撞事故维修后；8) 换装新的悬架或转向及有关配件后；9)

12、新车驾驶3000后；1.6 四轮定位的参数现代轿车普遍都是采用前后独立悬挂,四轮定位仪检测的主要参数为车轮外倾角、主销后倾角、主销内倾角，前束角，后轮推进角，摩擦弧径，转向半径，悬吊高度等参数1.7 四轮定位系统组成四轮定位系统的基本组成方式有2种:地沟式和举升器式。以下将简单介绍2种四轮定位系统的特点和组成方式。一、地沟式特点:结构简单，造价底，特别适用于高度较低、不能使用举升器的车间;但需掘地沟，准备时间长;由于经济上的原因，用户可能需选用不同品牌的转盘、滑板和二次举升器;工作频率低;工作空间较小。组成方式如表所示。所需设备数量功能四轮定位机一台四轮定位机是四轮定位系统最重要的组成部分。只

13、需简单的操作，四轮定位机就可以测量并显示出汽车四个车轮定位角度，帮助操作人员进行调整。前轮转盘一套前轮转盘要求既可以自由转动，也可以左右滑动。这样就保证了车轮后倾角转侧和定位角度调整过程中无地面阻力。后轮滑板一套后轮滑板只要求可以左右滑动。如果长度太短，则要求其可以前后移动。后轮滑板的作用是保证后轮可以自由左右移动，无地面阻力。二次举升器一个二次举升器是四轮定位系统不可缺少的工具。不管是进行钢圈补偿，还是更换底盘部件、轮胎或添加垫片，都要使用二次举升器。二、举升器式特点:造价较高，要求车间高度比较高;但准备时间短，操作人员使用方便，工作频率高。组成方式如表所示。.所需设备数量功能四轮定位机一台

14、四轮定位机是四轮定位系统最重要的组成部分。只需简单的操作，四轮定位机就可以测量并显示出汽车四个车轮定位角度，帮助操作人员进行调整。四轮定位专用举升器一套四轮定位专用举升器要求配有转盘、滑板和1至2个二次举升器。第二章 四轮定位的基本原理2.1车轮外倾角车轮安装时并非垂直于地面,而是向外倾斜一个角度。车轮外倾角是指车轮中心平面与铅垂线的夹角(图1)。当车轮顶部向汽车外部倾斜时角度为正,反之为负。由于有车轮外倾角，在满载时，车桥或悬架变形，会使车轮垂直于地面。一方面可以改善车轮外轴承受力情况，另一方面与路面的横面的拱形相适应。如果车轮没有外倾角，满载后车轮会内倾，使轮毂向外压靠在与轮外轴承上，加重

15、了轴承和锁紧螺母的负荷，降低它们的使用寿命。车轮外倾角一般1左右。车轮外倾角过大时会引起轮胎和方向朝外倾角大的一边跑偏。值得注意的是：有的汽车两侧的外倾角都没有超过标准，但是跑偏发生了，比如雪佛兰鲁米娜前轮外倾角标准值应为0.690.5。有一辆台米娜左前轮外倾角为118，石前轮为022，虽然两侧外倾角都在标准之内，但是汽车往左跑偏。所以现在提出总外倾角的概念(即两侧外倾角的差叫总外倾角)。总外倾角一般为0.501，不超过0.50为好。图1 车轮外倾角 图2 主销后倾角2.2主销后倾角主销后倾角是指悬架上球头或支柱顶端与下球头的连线(称为主销,汽车在转向时车轮绕其旋转)在纵向平面内与通过车轮中心

16、的铅垂线且从汽车的侧面观察的夹角(图2)。上球头在铅垂线的后方为正,反之为负。主销垂直于地面时后倾角为零。主销后倾角一般取24目前高速轿车广泛采用低压胎，轮胎与地面接触面增大，稳定性提高了，因此后倾角有减小的趋势，甚至取负值，但不超过负1。它能使转向盘在转向后自动回正。主销后倾角大些，有利于直线行驶的稳定性，但是将加大转向盘的转动力矩，因此只有凌志400、奔驰400等高级轿车，本身具有良好的转向助力系统，主销后倾角达到了10左右。汽车左前轮和右前轮主销后倾角相差过大，会引起汽车向后倾角小的方向跑偏。因此尽管有时左右两个前轮的主销后倾角都没有超过标准，但是它们的差值超过一定限度也要发生跑偏。所以

17、越来越多的场合已经提出了总后倾角的概念，总后倾角是指两侧车轮主销后倾角的差，总后倾角一般为0.51。有时，左右两轮的后倾角都在允许的范围内，但总后倾角超过了标准值，方向就会跑偏。比如，丰田佳美主销后倾角为1.560.75。，实际左前轮为2.25，右前轮为0.91，总后倾角实际值为1.34，但厂家提供的总后倾角标准值为0.75，超差了望不多一倍。所以，在这种情况下，汽车会向左跑偏。2.3主销内倾角主销内倾角是指悬架上球头或支柱顶端与下球头的连线即主销(在横向平面内向内倾斜)与铅垂线且从汽车的正面观察的夹角。是指主销装在前轴略向内倾斜的角度,上球头向内为正,反之为负(图3)。合理的主销内倾角可使汽

18、车转向行驶时转向轻便,减少路面通过转向轮传导到转向盘的冲击力,同时也具有一定的前轮自动回正作用。该角度越大前轮自动回正的作用就越强烈,但转向时也越费力,轮胎磨损增大;反之,角度越小前轮自动回正的作用就越弱。主销内倾角一般不大于8，在设计转向节时已经设定，绝大部分汽车主销内倾角均不能调节。图3 主销内倾角 图4 前束及前束角2.4前束及前束角在汽车转向轴上,两个转向轮并非平行安装(图4),其两轮前边缘距离B小于后边缘距离A,A减去B的值即为前束。车轮前束也可用角度表示即前束角,是指前轮中心线与纵向中心线的夹角。前轮前束角的作用是保证汽车的行驶性能,减少轮胎的磨损。前轮在滚动时,其惯性力会自然将轮

19、胎向内偏斜,如果前束角适当,轮胎滚动时的偏斜方向就会抵消,轮胎内外侧磨损的现象会减少。在整体式前桥中，前束的调整是用管子钳旋转横拉杆来进行的。横拉杆两端的螺纹，有一端是正扣，另一端是反扣，改变旋转的方向，就能改变横拉的长短，前束要分别旋转左右两个调整套来进行。其实两个调整套，也就是两个小横拉杆，它们两端的螺栓也分别是正反扣，如改变它们的长度，只要改变旋转方向就行了要注意，独立悬架的汽车不能文起前轮来调整前轮定位角，另外，要保证汽车在直线行驶时，转向盘应正好位于中间位置。2.5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

20、向几何中心线形成一个角度，叫推进角(图5)。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致，也会形成推进角(图6)，也会引起跑偏。图5 后桥轴线不正引起的推力线图6 后轮前束失准引起的推力线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(Anglie Thrust=(toeL-toeR)2)。一般规定推进线朝左为负，朝右为正。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

21、。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。当后轮推进线大于0.1小于0.4，就应当用前轮前束补偿，这叫做补偿四轮定位。比如某汽车左后轮前束为0.20，右后轮前束为0.60，后轮推进角为（0.20-0.60）2=0.20。一般前轮补偿为0.300.40，如果推进角太大，则应考虑校正或更换后桥或后悬臂。一般来说，正的外倾角应有正的前束来保证车轮向正方向滚动，负的外倾角多有负的前束来匹配，但并不绝对，因为还有主销内倾角和主销后倾角也对转向油影响。纵观汽车的定位角度，它们的关系是相辅相成的。汽车需要设立主销内倾角，有利于转向后的转向盘自动回正。

22、为了保证车轮不因主销内倾角而发生内倾，所以要在转向节设定车轮外倾角。有了外倾角，使车轮在满载时能与地面垂直，而且承受车架传来的重力作用点较合理，使负荷均衡，但又因此而产生了车轮前进中的向外展开的滚锥效应，所以又要设置前束，以抵消前轮的外展趋势。2.6摩擦弧径摩擦弧径影响与稳定性和回正性有关的转向性能，然而，摩擦弧径不是一个前轮定位参数，它不能从常规的定位仪中测量出来。摩擦弧径是指内倾角(SAI)线和轮胎中心线在路而交点之间的距离，正摩擦弧径是指内倾角线与路面的交点在轮胎中心线与路而的交点的内侧，负摩擦弧径是指内倾角线与路面的交点在轮胎中心线与路面的交点的外侧。普通的双A臂前悬架系统通常有正的摩

23、擦弧径，也有许多前轮驱动车辆有负的摩擦弧径。当前轮驱动车辆的库擦弧径为负时，制动时不会跑偏，方向稳定性也得到保证：车辆向前行驶时，正的摩擦弧径趋向于使前轮向外转，负的摩棕弧径趋向于使前轮向内转。如果车辆的摩擦弧径为正，右前轮制动器制动时，它们两者都趋向于使右前轮向外转，而整个车体绕右前轮转动，这种情况导致车辆突然向右转向：如果车辆的摩擦弧径为负，右前轮制动器制动时前者使右前轮向外转动，趋于使整车绕右前轮转动，然而负的摩擦弧径趋向于使右前轮向内转动这两个作用在心的轮上的力相互抵消从而保证了方向的稳定性。安装的轮胎或轮毂尺寸若大于制造厂的规定尺寸会位摩擦弧径发生变化，导致操纵稳定性降低，碰按损坏及

24、人员受伤，较大的前轮胎的安装会将正的牵棕弧径变负。2.7转向半径当一辆车转弯时，前后轮必须绕同一转向中心转弯，转向弧度大小不相等，但是中心点相同，两前轮的中心线和后轮的中心线相交点即是共同的中心线，前轮的转向角度不相同，内侧轮胎转向角度要比外侧轮胎转向角度大，即转向前展(轮胎前端距比轮胎后端距离大)，影响转向前展的因素是转向节臂的角度，当你测量转向角度时，所选转角的读数数值一定要超过35，测量之前，前束一定要正确并且转角要设定在零度，将转向盘左转，使左前轮至规定角度，查看右前轮角度，相差应在2以内，否则转向节臂需更换。转向前展角度就像内倾角和包容角一样，是诊断角，当顾客抱怨轮胎转向时有吱吱声或

25、前束是正确的但是轮胎磨损成羽毛状时，要检查转向前展角度。图 7 转向半径2.8车轴偏角另外还有一个诊断角是车轴偏角，国外有些资料叫“例退角”和“滞后角”，车轴偏角是测量两个基本点车轮的平行度，即一个车轮较另一个车轮倒退一些，会导致方向跑偏及操纵不稳，此角度只有高档次的四轮定位仪(必需有8个传感器)能测量出来，测量车轴偏角时，要确定前束正确，因为不正确的前束，测量时会产生不正常的车轴偏角数值，当测量车轴偏角时，技师要遵循操作指示并且要非常谨慎，严重的事故碰撞会导致大的车轴偏角，四轮定位之前，可先在板金手术台上校正后再测量。2.9悬吊高度悬吊高度是衡量汽车底盘结构好坏的一个重要参数，是指地面到汽车

26、底盘或车身某部位(具体测量部位详见附录)的高度位，一般来说，左右高度差值不应超过10。测量悬吊高度的时候，必须将汽车置于平坦的地面，轮胎气压正确油箱满载，悬吊高度不正确通常可使弹簧疲乏和断裂。悬吊高度不正确还可能造成操纵性能不良和轮胎磨损等问题，因为悬吊系统的运动几何形状和原来的几何形状不同。一般要校正行驶高度时，制造厂商都是留在最后来测量，如果行驶高度不在厂商的规定范围之内则需要调整。如果车辆配备电子行驶控制系统，要等系统确实动作完成之后才可校止。有些系统在校正之前不须如此。行驶高度必须检查和校正并且要在四轮定位之前完成，测量所有角度必须是悬吊系统在正常的高度。第三章 四轮定位参数的作用和影

27、响3.1四轮定位参数的作用3.1.1车轮外倾角当轮胎中心线与铅垂线重合时,称为零外倾角,其作用是防止轮胎不均匀的磨损。当轮胎中心线在铅垂线外侧时的夹角称为正外倾角,其作用主要是减小作用于转向节上的操纵力,防止由于载荷而产生不需要的外倾角。使轮胎的内外侧磨损均匀,还可以提高车身的横向稳定性。外倾角的调整根据各车型各有不同,调整方法也有不同。主要调整方法有:调整垫片、大梁槽孔、不同心凸轮、偏心球头、上控制臂的调整、下控制臂的调整等。3.1.2主销内倾角主销内倾角的作用是减少转向操纵力。也就是将轮胎转动所需力矩减到最少,同时减少回跳和跑偏现象,改善车辆直线行驶的稳定性。但应用在四轮定位、底盘维修时往

28、往无法将遇到的理论应用上去解决问题,其原因是由于车体底盘的结构,所有四轮定位角度都互相通过底盘的机械结构相连结。变前束角会变动外倾角,由于改变前束角时轮子会依着转向轴转,因此外倾角会变动。后倾角越大其外倾角改变越大。整后倾角会改变车轮偏角,当后倾角加大或减小后倾角时,由于转向轴上支点都能向前或向后移动,因此加大或减小后倾角的调整会使前轮向前或向后滑动,使用的转盘也必须有可前后滑动的功能。改变外倾角可同时改变内倾角,改变内倾角会造成外倾角改变。不同的悬架结构有不同的外倾角调整方法。如果向左右移动上支架点或移动下支架点,则不但外倾角改变,其内倾角跟着变。因此即使外倾角被调标准了,但由于内倾角的变化

29、,车行不顺。解决了一个毛病,同时又制造了另一个毛病。3.1.3主销后倾角主销后倾的作用主要是为了保持汽车行驶的稳定性,并使汽车转向后,转向轮有自动回正功能。后倾角的角度不会影响轮胎磨,它是用来稳定车行方向和转向时能自动回正。对于后倾角的调整,应根据车型不同,首先进行分析判断,然后进行调整,其调整方法有下列几种:垫片、不同心凸轮轴、偏心球头、大梁槽孔、平衡杆等。3.1.4前束前束作用是消除由于外倾角所产生的轮胎侧滑。当正前束太大时,轮胎外侧磨损会有正外倾角太大所形成的磨损状态,胎纹磨损形式为羽毛状。当用手从内侧向外侧抚摸,胎纹外缘有锐利的刺手感觉。前轮前束的调整方法是调整可调式拉杆,在调整前先将

30、左右两边球头销止螺栓松开,夹紧转向盘正中位置。再根据电脑提供的资料同时进行调整。如果原来的转向盘是在正中位置,同时调整前束转向盘可能不会变动。直至调整到标准数值,然后测试看其是否有变动,如有变动应将其调正为止。3.2四轮定位对汽车行驶性能的影响3.2.1车轮外倾角的影响车轮外倾角过大,车载集中在轮胎外缘,使轮胎外缘直径小于内缘。车轮转过同样的距离时外缘比内缘转的快且连滚带滑,增加了外缘磨损。外倾角小则内缘磨损。车轮外倾使车轮向外滚,若车轮外倾角不等,车则向外倾大的一侧转向,从而产生转向拉力。现代汽车的悬架和车桥比较坚固,加上路面平坦,为了改善转弯时的稳定性和行驶时的平顺性,采用零倾角或负倾角的

31、车辆越来越多。在负外倾角的车辆转弯时外倾角变小,车辆倾斜度也相应变小。小轿车高速转向时,离心力增大,车身向外倾斜加大,产生了更大的外倾,使外侧悬架超负载,加剧了外侧轮胎的变形。外侧轮胎与地面接触的内外滚动半径不同,外侧小于内侧,这不仅加剧了轮胎的磨损,也会使转向性能减弱。不管采用正外倾角或负外倾角,由于车轮内侧和外侧转动半径不一致而车轮转速相同,必然造成车轮内、外磨损不均。主销后倾角过大时,转向沉重,驾驶员容易疲劳;主销后倾角过小时,在汽车直线行驶时,容易发生前轮摆振,转向盘摇摆不定,转向盘自动回正能力变弱,难于操纵或极易引起驾驶员疲劳等等。3.2.2主销后倾角的影响后倾角愈大,车速愈高,前轮

32、的稳定性愈好,但后倾角过大会造成转向盘沉重,现代高速轿车由于轮胎气压低,弹性较大,行驶时由于轮胎与地面的接触面中心向后移动引起稳定力矩增加,故后倾角可以成小到接近于零,甚至为负值(即主销前倾)。后倾角的角度不会影响轮胎磨损,它是用来稳定行车方向和转向时能自动回正。增加正的后倾角角度则可增加转向盘的稳定性,但是转向时力量会变大;减少正的后倾角则转向盘的稳定性降低,但是转向时力量会变轻。但过大的后倾角使转向费力并易产生路面冲击和前轮摆振,而过小的后倾角会使转向发飘。左右后倾角不等时,汽车会向后倾角小的一侧跑偏,产生转向拉力。车身高度变化会使后倾角变化,后备箱重载时主销后倾角变大,因此前轮易摆振。3

33、.2.3主销内倾角的影响主销内倾角大,回正作用强,但转向时费力;主销内倾角愈大或前轮转角愈大,则汽车前部抬起就越高,前轮的自动回正作用就更明显,但转向时转动方向盘费力,转向轮的轮胎磨损增加。内倾角过小,回正作用小,轮胎易磨损。如果内倾角左右不等,则车辆容易倾斜,将会出现以急加速时产生力矩转向;紧急制动时制动力不等而产生制动跑偏等危险现象。主销后倾和主销内倾都有使汽车转向自动回正、保持直线行驶位置的作用。但主销后倾的回正作用与车速有关,而主销内倾的回正作用几乎与车速无关。因此,高速时主销后倾的回正作用起主导地位,而低速时则主要靠主销内倾起回正作用。此外,直行时前轮偶尔遇到冲击而偏转时,也主要依靠

34、主销内倾起回正作用。3.2.4前束的影响正前束太大,使轮胎外侧磨损,胎纹磨损形式为羽毛状。负前束太大,使轮胎内侧磨损,胎纹磨损形式也为羽毛状。前束过大或为零前束和负前束都会使车轮在地面上出现边滚边滑的现象,从而增加汽车的行驶阻力及轮胎的磨损,造成汽车操纵稳定性能变差。3.2.5后轮前束的影响高级车轮定位包括后轮单独前束、前轮单独前束和总前束。前束值是角度值。当推进角为零时推进线与车辆几何中心线重合。后轮单独前束是指车轮中心线与车辆几何中心线的夹角,两个单独前束值应相等。前轮单独前束和后轮前束测好且推进线正确时,推进线做基准测前轮前束,两前束值也应相等。若调整正确,此时车辆几何中心线与推进线重合

35、,正前行驶位置准确。在测量过程中,不但要保证此总前束的值,还要调整使前后轮单独前束值均相等。否则,将产生推进线偏斜,正前行驶位置偏转。不正确的前束会增加轮胎的横向移动,从而增加轮胎的磨损。前束值大,则轮胎内侧磨损;前束值小,则轮胎外侧磨损。车轮在上跳和回弹时,横拉杆改变长短的趋势使左右前束发生变化,易产生跳动转向,但这一前束变化有助于消除不规则制动造成的制动跑偏。车轮定位的正确与否,将直接影响汽车的各种使用性能,像汽车的动力性、操纵稳定性、安全性、燃油经济性等,如不能正确定位就会造成轮胎的非正常磨损,降低轮胎的使用寿命。因此,汽车在使用过程中应保持车轮定位值的标准。第四章 四轮定位仪4.1四轮

36、定位仪的检测原理四轮定位仪的核心部分是传感器。图所示1为前轮测量传感器,包括了三个基本的传感器单元1、2和3。倾角传感器1、2可直接测量出角度量。当传感器倾斜时,可测量出两个垂直方向的倾角。发射光从4射出,照射到与之相对的另一个传感器的CCD上,CCD线阵可以记录受光点的不同位置,从而测出长度量。CCD传感器也可以用于间接测量角度量。图1所示传感器的尾部也有两个相同的CCD传感器和发射光源。后轮测量传感器与前轮传感器基本相同,只是没有后倾角传感器。测量时,还需要另外一种角度测量装置,位于汽车前轮下,可随前轮的转动而转动。采用角度指针转盘,用人工方法读出数据,然后将角度数据人工输入计算机进行数据

37、处理。这种角度测量装置结构简单,但精度低,自动化程度差。为了提高测量精度和自动化程度,可采用角度传感器,将测量数据自动输入计算进行数据处理。传感器在使用前,需在标定台上进行标定,以找出相对于基准的零位。图1所示传感器可在一个垂直的矩形立柱面上进行标定。1. 后倾角传感器 2.外倾角传感器 3.CCD线阵 4.发射光源图1传感器示意图从上可知,四轮定位仪共需6个传感器,包含14个基本传感器单元,由三种类型的传感器构成。常见的有拉线式、光学式和激光(或红外线)式。最为先进的四轮定位仪采用了CCD图像技术,通过图像分析技术可测量全部检测项目。目前市场上具有代表意义的四轮定位仪是激光或红外线式,下面就

38、传感器的安装及使用方法进行说明。1传感器2卡具3右前轮4右转盘5传感器6卡具7右后轮8支架9反射镜10车身11左后轮12卡具13传感器14左转盘15左前轮16卡具17传感器图2传感器的安装如图2所示,检测时,将车辆10置于地沟或举升平台上,前后轮装上传感器1、5、13、17,同时前轮置于角度转盘传感器4、14上。测量时,保证车体10摆正且方向盘位于中间位置。传感器1、5、13、17前后发出光线并接受光线,形成封闭的四边形。传感器安装好之后,就可以开机进行检测了。图2中的传感器5与支架8和反射镜9是一整体。为了保证测量精度,对于反射镜相对于传感器5的位置精度要求较高。如果在使用过程中改变了反射镜

39、的位置,将影响测量的准确性。可不采用光线反射的方式,将传感器用支架伸出,使其能直接发射和接受光线,但由于传感器由悬臂支撑,对传感器在车轮上的夹具定位要求较高。对于已经标定好的传感器按图2放置时,就会偏离标定位置,从而可测量出各种角度量和长度量。测量时,采取了直接测量和间接测量的方法来测量图1中的检测项目。4.1.1直接测量项目前束角/前张角如图2所示,左右轮距差、外倾角等因素对CCD线阵接受光线的位置影响不大,可以忽略不计。因此,前后轮之间相互对射的光线相对于水平线的角度,就是近似的前后轮前束角。根据CCD测量出的长度值和车辆轴距,可计算出前束角。通过前束角,可以计算出前张角(车轮之间的夹角,

40、又叫包容角)。外倾角外倾角传感器可直接测量出前后轮的外倾角。左右轮距差如图2所示,左右轮距差通过车辆前部和尾部相互照射的CCD线阵传感器来测量。CCD的测量值主要包括了前束角引进的长度值和左右轮距差。因此,左右轮距差等于CCD测量值减去前束角引起的长度值。前束角引进的长度值通过前束角和左右轮距差来计算。推力角如图3所示,前后轮中心线的夹角为推力角。推力角主要受左右轮距差和前束角的影响。因此,只要测量出左右轮距差和前束角,就可以计算出推力角。若不考虑前束角的影响,推力角只与左右轮距差有关,这时的推力角为前后左右车轮轴线的夹角。图3推力角测量原理转向20时的张力角先将前轮停于转盘的中心处,然后把右

41、前轮向右转向20(右轮下的转盘将随之转动,转盘上的刻度值或传感器的测量值可确定转角大小),读出左轮的转向角度X(由左轮下的转盘或传感器来确定)。右转向20时的张力角为20X。同样道理,可测量出前轮左转向20时的张力角。由于后轮不能独立转向,因此没有此检测项目。4.1.2间接测量项目主销后倾角先将车辆前轮置于转盘的中心处,然后把前轮向右和向左转向20,测量出后外倾角传感器的变化量(最大值与最小值之差),可计算出主销后倾角大小为的1461倍。主销内倾角先将车辆前轮停于转盘的中心处,然后把前轮向右和向左转向20,测量出后倾角传感器的变化量(最大值与最小值之差),可计算出主销内倾角大小为的1461倍。

42、传感器检测出的测量值,由计算机进行处理。因此,知道检测项目的测量方法后,就可以建立数学模型,并编制计算机软件进行处理。为了比较测量出的参数与相应车型的允许参数,需要建立车型参数数据库。车型数据库应具有足够丰富的车型参数供检测时使用。如果检测出的参数值不在该车型参数的允许范围之内,就应该进行相应的调整。四轮定位仪具有多种检测方法,目前具有代表性的检测方法是激光(或红外线)检测方法。通过多种传感器测量各检测项目并用计算机进行后续处理,可一次测量所有的参数。这种检测方法具有测量精度高、自动化程度高等优点。四轮定位仪的核心部件是传感器。开发传感器、计算机处理软件及建立车型参数数据库是开发四轮定位仪的核

43、心任务。4.2四轮定位仪的使用和维修4.2.1目前四轮定位仪使用中存在的误区目前，国内维修技术人员在使用四轮定位仪的过程中尚存在许多误区，除了缺乏足够的专业理论知识外，很多情况是对四轮定位操作常识缺乏必要的了解，主要表现在以下几个方面：1.客户档案管理功能被忽视或重视程度不够。很多修理工在做四轮定位时，都认为客户档案管理信息是多余的。实际上，如果充分利用该信息，不仅可以快速方便地查找到该车的故障信息，为进一步诊断检修提供方便，简化了检查程序，而且还可以为维修企业建立科学健全的客户管理体系提供有力保障。2.在对四轮驱动的越野车辆、加长型车辆进行测试时，往往不对汽车或设备重新进行调试。对于越野车辆

44、，要注意汽车最小离地间隙的调整，保证车身完全处于平衡状态。对于加长型车辆，如凯迪拉克等，测试前要调整好机头之间的距离，从普通距离转化为加长距离。3.做四轮定位时只做两个前轮，调整外倾角不用外倾角专用调整器，前倾角（相当于自行车的前叉倾角，对转向操纵的灵活性有很大影响）几乎不调整。4.调整顺序不当，导致定位不准。对于各个定位参数在调整过程中不看最后总和，不是互补着调整。5.在进行定位操作前，忽视对基本情况的检查。如车辆在平直路面上行驶出现车身发抖现象时，往往是尚未检查轮胎的平衡情况就将汽车开上操纵平台进行定位操作。其它如轮胎气压、底盘螺栓紧固情况、车身平衡状态等问题，必须在进行四轮定位之前就解决

45、，否则定位肯定不精确或平衡调不出来。要想做好四轮定位，走出使用误区，维修技术人员必须加强理论学习和定位操作实践，真正将四轮定位仪用得得心应手。4.2.2四轮定位仪的使用注意事项使用四轮定位仪时，应懂得如何最大限度地减小测量误差，以充分保证测试精度。四轮定位仪在测试中可能引起误差的地方有以下3个方面，使用中必须给予注意。违反操作规程或未妥善保管设备引起的误差a) 转角盘保管得不好，使其在转动前轮时有阻力，造成前轮悬架撑紧，会给前轮前束和外倾角的测量带来误差。同样，后滑板也有上述情况。b) 违反操作规程安装卡具，会使距离销磨损不均匀，导致前束和外倾角的测量误差，因而必须进行轮辋的偏位补偿。c) 传

46、感器上的插销受损(由于带有油污的砂粒作用)，会导致卡具上的传感器插套过度磨损，从而引起前束和主销后倾角的测量误差。d) 插座受损会引起电路不良接触或断路。这将引起程序运行和测量过程受到破坏。2.测量平台引起的误差现代汽车的底盘测量系统要求有很高的精度，为避免测量平台引起测量误差，必须注意以下几方面。a) 测量平台应在车间内安置好，以使汽车能直线驶上测量平台。b) 在选取四柱举升机时要考虑到，在4点支撑的测量板上，通过2个甚至3个点工作高度的调节使汽车行驶轨道能准确地被校准，这样可得到极好的稳定性。c) 放置转角盘和后滑板的支点应只有横向最大1和纵向最大2的标准误差，否则将对前束、外倾角和主销后

47、倾角的测量产生很大影响。d) 为了避免四轮定位仪测量系统上的电流交叉，要安装好接地装置。如果在测量板旁再安装一个插座，则能避免测量板上的行驶轨道与微机间的电位差。3.操作引起的误差在四轮定位检测过程中，操作人员的一举一动都可能对检测结果产生影响。为避免操作误差，很多汽车底盘测量系统提供了一个帮助文本。如百斯巴特四轮定位仪对每一步测量可以通过“?”键来帮助，以避免操作不当对测量产生影响。尽管如此，操作误差仍然是存在的。下面给出几个减少操作误差的方法。a) 要检查和按标准调整轮胎气压，否则会产生外倾角的测量误差。b) 在对轮惘偏位进行补偿后放下汽车时，要将转角盘的转盘对准前轮悬架撑开的方向向里推动一点。否则转角盘在汽车转向时会滑向相反方向，这会导致汽车悬架撑紧而带来测量误差。c) 在汽车驶上平板后，要上下