浅论前轮定位对汽车行驶性能影响及参数调整方法.doc

浅论前轮定位对汽车行驶性能影响及参数调整方法 指导教师评语论文题与论文的内容基本相符，结构基本完整，语言也比较通顺，没有大的语法错误。问题是，全文引用的部分太多，有些“分析”有抄袭的痕迹。完成这篇论文所需的材料已经具备，可以在此基础上对材料进行分析归纳以得出自己的结论。初评成绩 及格指导教师（签名）：2010年5月15日电大分校初审意见初审成绩分校初审小组组长（签名）：年 月 日省电大复审意见复审成绩省电大复审小组组长（签名）： 年 月 日摘要：汽车前轮定位在汽车行业迅猛发展的今天 ,汽车前轮定位参数确定仍然是困扰汽车企业设计的难题。这是因为过去对前轮定位参数设计往往采用类比的方法或通过大量的试验来确定 ,这不仅要耗费大量的人力、物力 ,而且产品的设计周期相当长 ,确定的数值也不够准确 ,给设计带来一定的盲目性。而前轮定位参数设计是否合理 ,将直接影响到车辆的很多重要性能 ,从而影响到整车的优劣。例如主销后倾角和内倾角将直接影响到车辆的回正性、直线行驶稳定性和高速制动时方向稳定性、转向轻便性 ;前轮的外倾角和前束值的合理匹配将直接影响到前轮的侧滑和异常磨耗 。四轮定位就是新技术之一，虽然它起步较晚，但通过对本章的编写，使我清楚地意识到，四轮定位是对底盘的综合维修，学好四轮定位就等于学好了对底盘的维修。因此，四轮定位在维修行业中越来越被人们所认识，而且发展特别快。 关键词：前轮定位;操纵稳定性；定位参数的调整及四轮定位仪 目录摘要.2第一章 前轮定位 . .41.什么是前轮定位. . .4 2.前轮定位的要求以及意义. . . .7第二章 操纵稳定性. . 81.汽车操纵稳定性和前轮定位的关系. . . .92.轮定位数据的测量. .103. 故障分析. .114. 四轮定位数据的调整. .12第三章 定位参数的调整及四轮定位仪. .141. 汽车前轮定位参数介绍. . .142. 前轮定位参数的调整步骤. . .173. 四轮定位仪介绍,分类. 结构原理. 测量. 测试. . .17论文总结. .21参考文献.22 第一章.前轮定位1.什么是前轮定位为使汽车保持稳定直线行驶，转向轻便，减少汽车在行使中轮胎和转向机件的磨损、前轮、转向主销、前轴三者之间的安装具有一定的相对位置，这就叫做“前轮定位”。它包括前轮外倾、前轮前速速、转向节主销内倾和转向节主校后倾。在汽车设计上，为使转向车轮具有操纵轻便、行驶稳定可靠和减少轮胎的偏磨损，在转向车轮上设计有：主销后倾角、主销内倾角、车轮外倾角和前轮前束等4项参烽，科学的称谓是“转向轴车轮定位”，简称“车轮定位”，习惯称为“前轮定位”.主销内倾是指主销装在前轴略向内倾的角度，其作用是使前轮自动回正，内倾角度越大，回正作用越强，但转向就越费力。主销内倾的角度一般是58度。 主销后倾是指主销装在前轴上，上端略向后倾斜的角度，其作用是车辆转弯产生的离心力距方向和车轮偏转的方向相反，使车轮偏转后自动回到原来的位置，所以主销后倾角度越大，车速越高，前轮稳定性越好，驾驶者转动方向盘也越费力。其角度一般在3度以内。主销内倾和后倾都能使汽车前轮自动回正，保持直线行驶，不同点是高速时后倾的回正作用比较大，低速时内倾的回正作用比较大。 前轮外倾是指前轮远离地面的一端向外倾斜，作用是提高前轮的转向安全性、转向操纵的轻便性和满载时保证前轮连接件不易被损坏。其角度一般是1度左右前轮外倾角对汽车的转弯性能接影响，它的作用是提高前轮的转向安全性和转向操纵的轻便性。前轮外倾角俗称“外八字”，如果车轮垂直地面一旦满载就易产生变形，可能引起车轮上部向内倾侧，导致车轮联接件损坏。所以事先将车轮校偏一个外八字角度，这个角度约在1左右。 前轮前束，是指从车顶方向看，前轮呈“内八字”，其作用是保证车辆行驶性能，减少轮胎磨损。 主销内倾和主销后倾都有使汽车转向自动回正，保持直线行驶的功能。不同之处是主销内倾的回正与车速无关，主销后倾的回正与车速有关，因此高速时后倾的回正作用大，低速时内倾的回正作用大。前束是汽车修理工非常熟悉的工作，汽车修理都要校对车轮前束。所谓前束是指两轮之间的后距离数值与前距离数值之差，也指前轮中心线与纵向中心线的夹角。前轮前束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胎向内偏斜，如果前束适当，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。不同的汽车前束调校值是不一样的。前轮前束可通过转向横拉杆长度来调整，汽车说明书都会有详细的说明。 2.前轮定位的要求以及意义现代轿车普遍都是前后独立悬挂，为了保持良好的行驶状态，前、后车轮有些参数需要调整，也就是维修行业常指的“四轮定位”。四轮定位主要参数指前轮主销后倾角、前轮外倾角、前轮前束、后轮外倾角、后轮前束等五个参数。后轮外倾角和后轮前束的作用与前轮外倾角和前轮前束是一样的，即如果后车轮垂直地面一旦满载就易产生变形，可能引起车轮上部向内倾侧，导致车轮偏磨和轴承等连接件损坏，所以事先将车轮校偏一个外八字角度。如果后轮前束不正确就会加速轮胎磨损，所以需要调整前束抵消轮胎滚动时的偏斜方向。维修行业“四轮定位仪”的电脑存储了大量轿车车型四轮定位的资料，检测时四轮定位仪先测量出汽车现时的四轮定位参数，然后电脑自动与相应车型的存储值对比，对汽车四轮定位算出偏差值，按照定位仪的提示进行修正就可恢复原状了。，四轮定位关键是前轮定位，它对保持汽车的驾驶稳定性、乘坐舒适性和减少轮胎磨损十分重。第二章操纵稳定性1.汽车操纵稳定性和前轮定位的关系四轮定位的目的就是保持车辆四轮直线行驶，保证车辆行驶的安全性。汽车的操纵稳定性是指在驾驶者不感到紧张、疲劳的条件下，车辆能够遵循驾驶者通过转向系统向车轮指定的方向行驶，且当遭遇外界干扰时，车辆能够抵御干扰而保持稳定行驶的能力。车辆的操纵稳定性不仅影响到汽车驾驶的操纵方便程度，而且也是决定高速时车辆安全行驶的一个主要因素。为了使车辆达到良好的操纵稳定性，对悬架、底盘以及转向系统的合理设计和对相关数据的设定成为了重要的条件。能够影响到悬架和转向系统的主要数据包括车轮主销内倾角、主销后倾角、前轮外倾和前轮前束以及后轮外倾和后轮前束等数值。一旦这些数据发生改变，反映在车辆的行驶状态上，会出现方向盘抖动，转向力度增大，方向盘位置不正，车辆行驶跑偏，轮胎偏磨等情况。针对这样的情况，就需要对数据进行必要的调整，用以校正车辆的操纵稳定性。这样的操作用专业术语称之为四轮定位，包括前轮定位和后轮定位两部分。随着汽车使用常识的普及，四轮定位已经发展成为车辆维修保养的主要项目之一。对于大多数车主来说，四轮定位并不陌生，甚至有大部分人已经有过四轮定位维修的经历四轮定位的具体操作过程，以及在操作过程中有些需要注意的地方。要知道，四轮定位只是对悬架系统连接机构的数据进行细微调节，因此在做四轮定位之前要对车辆进行底盘检查，尽量排除车辆本身故障对数据精度结果的影响。专业维修人员在举升车辆后，主要检查的是悬架系统连接机构的零件包括转向拉杆、球头、支撑臂是否变形，连接胶套是否有过度磨损或脱落，底盘是否有托底剐伤等。另外一些基本的检查也是至关重要的，比如轮胎的气压是否均衡，四轮轮胎品牌型号和花纹是否一致，轮毂是否变形。维修前的检查目的在于排除外界客观因素对四轮定位数据准确性的影响。2.轮定位数据的测量做定位时需要注意：1.准备工作 1）检查轮胎是否磨损及胎压是否正常，轮胎冷时的压力。 2）检查车轮轴承是否松动。 3）检查车轮是否偏摆。 4) 检查悬吊系统是否松动。 5) 检查转向连杆是否松动。 6) 用标准的跳振测试，检查减振器是否正常。2. 最大转向角度： 假如车轮角度与厂家规范不否，则检查左和右的转向横拉杆长度是否相等。 3. 车身高度 1、前轮前束要前大后小，外八字，做到在0- 5之内；2、前轮倾角要下大上小，也是外八字，做到在-30至- 50之间；3、最好找百事霸的机器做定位；4、做的时候人得坐车上，另外油箱的油不低于4/5完成维修前的检查，就可以把车辆停放到专业四轮定位台上。目前使用的四轮定位仪器为无线传感器型，比老式拉线式测量和有线传感器式的四轮定位仪在测量精度上有很大提高，操作系统也更加简洁。完整的四轮定位系统包括传感器、发射器、主机、工作台和专业辅助工具。四轮定位的原理是通过感应来自发射器的信号变化确定四轮定位的数据。所以对车辆在工作台的停放高度和位置有一定要求，在举升车辆时要注意规定的高度位置，保证传感器处在发射器的信号照射范围之内。同时在停稳车辆后要把挡位放到空挡位置，调整方向盘和车轮处在直向行驶的标准位置，并松开手制动以便在接下来的调整中移动车辆。在每个车轮上安装固定传感器，使传感器的接收面朝向信号发射源，确保在传感器和接收器之间无遮挡。安装时要保证传感器的中心与每个车轮的中心处在同一轴线上，这样才能避免传感器和车轮出现偏心安装的错误方式。依照电脑的显示，分前、后两个方向移动车辆。这样的操作可以通过传感器对车辆四轮定位数据扫描的过程，进一步校正和检查悬架连接构件是否存在旷量。车轮不平衡。有的驾驶员在更换轮胎时，没有对所要更换的备胎进行动平衡试验就直接使用，如果换上的是不平衡的车轮，特别是在100公里/小时以上的高速行驶中，由车轮的不平衡引起的磨损非常剧烈，最终导致爆胎。前轮定位不当。汽车前轮是起转向作用的，一旦前轮发生爆胎，汽车将会失去转向能力，造成严重的交通事故。有些驾驶员在更换前轮轮胎时，对车轮的外倾角和前束没有准确定位，这样在行驶时，就容易引发爆胎。 汽车的车轮是由轮胎、轮毂组成的一个整体。由于制造工艺和使用一段时间等原因，使整个车轮的质量分布不十分均匀。高速旋转时造成车轮震动、方向盘抖动等现象。车轮在动态情况下，通过增加配重的方法，是车轮校正个边缘部分的平衡，这个校正的过程就是人们常说的动平衡。动平衡不好，会造成轮胎的异常磨损，也会影响车辆的稳定，严重的会导致转向系统的松动。 3. 故障分析1.不正常磨损:胎肩或胎面中间磨损,内侧磨损或外侧磨损,前束磨损或后束磨损（羽状磨损）,前端和后端磨损斑状磨损（环状槽形磨损）。2身振抖的故障:振动可分为车身抖动、转向颤振和转向摆振。 3. 跑偏:前轮主销后倾角左、右不对称，偏差超过0.5度，车辆朝主销后倾角小的一测跑偏。 .前轮外倾角左，右不对称，偏差超过0.5度辆朝外倾角正值最大的一测跑偏。 后轮外倾角左，右不对称，偏差超过0.5度，车辆朝后轮外倾角最小的一侧跑偏。 根据前后轴的退缩角可以观察到车辆轴距的变化，前后退缩角之和超过0.2度，就会出现跑偏，偏向朝轴距小的一侧。 4. 吃胎的原因：前轮同时吃外侧或同时吃内侧一前轮前束不对。 前轮单轮吃胎，外倾角不对。 后轮吃胎,外倾角，束角。 5.车辆发飘的原因:主销后倾角接近于零或主销后倾角为负。 6. 方向盘沉重原因:主销后倾角过大, 外倾角不正确, 前轮前束负值, 悬挂零件变形. 当汽车行驶一定的里程后，各部位零件都有所磨损变形。特别是悬架机构，由于长时间受来自地面和零件之间的摩擦，加上在各种不同的路况下行驶，甚至受来自外力的撞击，很容易对部件造威磨损变形。从而改变了原厂的设计角度，降低了汽车性能。为了将其恢复到标准角度，必须对其进行四轮定位3. 四轮定位数据的调整1.使用专用工具顶住制动踏板，也可以由工作人员坐在车内持续踩住制动踏板来固定车辆。对于自动挡车型，还应当把换挡手柄放回P挡位置。这时拔出车轮旋转转盘上的固定螺栓，使车轮可以在活动托盘上自由转动。向左、右方向转动方向盘，以便传感器收集主销内倾角、主销后倾角、前束角等数值。2.最终的测量数据会显示在电脑系统中，按照数据的偏差程度就可以对每个轮胎的四轮定位数据做出相应调整。在调整之前需要注意，首先要把方向盘用专用工具固定。这样做的目的是为了在调节四轮定位数据时不改变方向盘的原有角度。车主可能有样的经验，在做完四轮定位后出现行驶时方向盘不正的情况，就是在固定方向盘这个环节出了问题。3.根据测量的数据，对应不同的角度差做出相应调节。经过调节后，四轮定位还没有结束，通过实际路面行驶的试车是验证维修是否有效的关键。通过试车比较维修前后操纵稳定性的变化，因为影响四轮定位的数据偏多，在维修时不能确保故障的一次性修复，有时需要经过反复的试车、调节才能达到最满意的效果。四轮定位是通过专用四轮定位仪对车辆进行精确测量后，技术人员根据测量数据及综合原厂设计标准，对车辆的各种角度和零部件进行更换、修复、整形、调整。使车辆的技术指标达到原厂要求，从而保证汽车行驶的安全性、舒适性、稳定性和经济性。如果四轮定位之中出现任何一项调整不当，就可能会产生转向困难、行驶稳定性差、方向转向后复位不良、方向偏行、行驶阻力增大、耗油量增加双轮胎的不正常磨损等故障。 在各种汽车的四轮定位调整中，由于其设计不同，各种零件的磨损及工况也不同。在不同的技术条件下，应首先对其车辆的结构进行初步了解、检查，然后作出正确的判断。第三章定位参数的调整及四轮定位仪1. 汽车前轮定位参数介绍汽车前轮定位参数是影响汽车操纵性和稳定性的重要因素。汽车如果没有正确的前轮定位，将引起转向沉重、操纵困难，增加驾驶员的劳动强度，同时，转向车轮在向前滚动时将会产生侧滑现象。因此，准确判断参数常见的故障现象及正确调整，对恢复整车性能十分重要。为了确保所期望的行驶特性以及避免轮胎的过度磨损，汽车必须选取合适的前轮定位参数。这里的仿真研究结果表明：汽车的初始前轮定位参数以及其动态变化对汽车的操纵稳定性能有非常大的影响；同时可以通过合理的选择前轮初始定位参数以及合理的改变前悬架结构得到合适的动态变化特性来改善汽车的操稳性能。汽车定位参数是保证汽车安全行驶的重要参数，作为汽车性能检测一项重要指标的车轮定位参数的检测，在日常的维修中是必不可少的检测项目。汽车车轮定位参数的测量方法有静态测量和动态测量两种，相应的检测设备也分为静态检测设备和动态检测设备两种。静态测量法是在汽车停止的状态下使用测量仪器对车轮定位进行几何角度的侧量。车轮静态测量参数包括：前轮前束、前轮外倾、主销内倾、主销后倾、两轮转角差（即转向前展差）、后轮束角与倾角以及后轴的偏斜与偏移等。2. 前轮定位参数的调整步骤 前轮定位参数的调整步骤如下:(l)车轮外倾角(2)主销后倾角（3）调整主销后倾角 ：1前束的调整 2调整前轮转角(l)车轮外倾角的调整若车轮外倾角不符合要求,转动调节凸轮进行调整,凸轮外倾角改变18.左右。(2)主销后倾角的改变若后倾角不符合要求,可转动支承杆(斜推杆)的螺母进行调整,螺母每拧动一圈,主锁后倾角改变约30,拧松螺母时应注意拧松支承杆垫块上的两个螺母的一个,要以同样螺母以改变支承长度。(3)前束的调整若前束不符合要求,首先拆下保护罩夹卡,拧松转向横拉杆端部的锁紧螺母,转动左、右转向横杆的端部,调整前束值到规定的要求,最后以88.2N.m的力矩拧紧转向横杆的锁紧螺母,将保护罩装到座上并把它夹住。应注意:在转动左、右横杆的端部调整前束时,应保证左、右转动的量要相等。(4)调整前轮转角,首先拆下转向节限位螺母,并拧松锁紧螺母,然后将转向限位螺栓拧到底。如果左右车轮的转角不同,则应调整转向横拉杆的长度,以消除前轮转角差。充分地转动方向盘,井拧松转向节限位螺栓直到它接触到下臂为止,符合标准值后拧紧锁紧螺母.拧紧力矩为44N.m最后装上转向节限位螺栓帽.并检查前束。通过上述调整后,若前轮转角仍不能调整到极限值以内,则应检查转向系零件。另一种汽车前轮定位参数的测量方法，其特征是：首先确定车辆坐标系：选原点为主销和转向节轴线的交点，X轴与前轴平行，Y轴与汽车前进方向一致，Z轴为垂直方向， 为主销内倾角，0为主销结构内倾角，为主销后倾角，为汽车前轮的转向角，为轮胎的外倾角；然后测量出三个任意位置的和值：a).汽车的前进方向，设此时前轮的转角为0，测量此时的外倾角0；b).将前轮向右转过一个角度01，测量此时的外倾角1，101+ 0；c).将前轮向左转过一个角度02，0221，测量此时的外倾角2，21-02；将测量出的数据代入下列公式，求算出ax、ay、az的值， ax(cosa0sin0-cosa1sin1)(sina2-sina0)- (cosa0sin0-cosa2sin2)(sina1-sina0)， ay(cosa0cos0-cosa1cos1)(sina2-sina0)- (cosa0cos0-cosa2cos2)(sina1-sina0)，az(cosa0cos0-cosa1cos1)(cosa0sin0-cosa2sin2)-(cosa0cos0-cosa2cos 2)(cosa0sin0-cosa1sin1)；将ax、ay、az的值代入下列公式中求算出汽车前轮定位参数主销结构内倾角0和主销后倾角的值。具体定位参数：前束：0 5前轮外倾角：-30 20左右轮允许误差MAX：20主销后倾角：130 303.四轮定位仪1. 四轮定位仪介绍四轮定位仪是测量和校准四轮定位参数的基本检测仪器，是高技术含量的机电一体化精密测量仪器。它是专门用来测量车轮定位参数的设备,四轮定位仪可检测的项目包括：前轮前束值角（前轮前束角前张角）、前轮外倾角、主销后倾角、主销内倾角、后轮前束值角（后轮前束角前张角）、后轮外倾角、车辆轮距、车辆轴距、转向20o时的前张角、推力角和左右轴距差等。目前常见的国产或进口的四轮定位仪可以用来测量上述检测项目中几个或全部项目。为了在下面便于讨论四轮定位仪的检测原理和检测方法，现将四轮定位仪可测定的检测项目进行说明。在这些检测项目中，车轮前束值角、车轮外倾角、主销后倾角和主销内倾角统称为前轮定位，又称前轮定位四要素，各种前轮定位议都能完成其检测任务。但汽车的操纵稳定性不仅仅由前轮定位来保证，后轮定位也起着至关重要的作用，所以，最好使用四轮定位仪检测和调整。目前，常用的四轮定位仪有拉线式、光学式、电脑拉线式、水泡式等四种。下面介绍一下这些四轮定位仪的测量原理和基本操作技能。 2.四轮定位仪分类使用的仪器主要有水泡式、光学式和电子式三大类。水泡式车轮定位仪小巧、携带方便、但要配合前束尺使用，其精度较低且安装不方便；动态检测法是在汽车以一定车速行驶的状态下，用测量仪器或设备检测车轮定位产生的侧向力或由此引起的车轮侧滑量。(1 机械式:将装在测定用头部的测定杆顶着车轮壳进行测定。此种形式无法求前轮与后轮定位的相互关系，只要有平整的地面即可进行测量。因此，可以省略升降器等设备。此形式除了能够测试前轮之定位外，还可测定后轮的正负束量及后轮外倾角。 (2 光学式:它是利用光线的直线前进特性，先在各轮壳中各装设前轮及后轮用的左右传感器，把投影器装在车轮上，其功能是投射十字刻度线和作为屏幕接收从轮镜上反射回来的十字刻度线，根据基准线与十字刻度线相交的刻度可读出车轮前束角、外倾角、主销后倾角等。 (3 电脑拉线式四轮定位仪 3.结构原理 电脑拉线式四轮定位仪其主要结构由带微处理器的主机柜及彩色监视器、键盘、80列A4打印机、红外电子测量尺（用来检测轮距）、红外遥控器、标准转盘或电子转盘、自定心卡盘、传感器、接线盒、电缆、方向盘所定杆和刹车制动杆等组成。它先在各轮壳中各装设前轮及后轮用的左右传感器，利用电能测定各轮的定位状况。它的优点是，测定结果可与预先储存的各厂商提供的定位标准值相互比较测定并判定测定结果是否良好，而且还能把测定值立即显示在主机画面上，同时用打印机