汽车检测与维修毕业设计（论文）-汽车前束故障分析诊断

唐山工业职业技术学院毕业设计论文设计题目汽车前束故障分析诊断学生姓名班级07汽车12班专业汽车检测与维修设计指导教师刘玉虹（完成日期）年月日摘要本文首先分析了什么是前束，前束的作用以及维护的各种方式方法。在我门日常生活当中当我们遇到有关车轮前束问题的时候怎样去解决。本文主要围绕车轮前束维护的相关理论和实践进行了研究。重要包括以下的内容根据要求，汽车操纵怎样减少前束问题的出现，给出了一些日常生活中的例子。同时给出了自动回正和定位角的操纵大小。文中说到的前束维护方法在我门的日常生活和工作中有一定的实用价值和通用价值。由于汽车行驶速度越来越高，汽车的操纵稳定性对汽车安全影响越来越重要，汽车不仅具有四轮定位，有些高速客车和高级轿车还具有后轮外倾角和前轮前倾等参数，这些定位参数变化会使汽车操纵稳定性恶化。四轮定位指车辆出厂时，其悬挂系统的定位角度，这些定位角度都是根据设计要求预先设定好的，以确保车辆行驶的安全性，上述角度指悬吊系统和各活动机件间的角度，保持正确的四轮定位角度可确保车辆的直进性、操控性及转向系统的回复性，避免轴承不当受力而受损及失去精度，更可确保轮胎与地面紧密接合，减少轮胎不当磨损，保证汽车转弯时的稳定性。以常见的汽车检测设备和检测技术，即常用发动机性能检测、诊断仪器，常用底盘及整车检测与诊断设备等为学习目标，结合实际操作和理论学习，通过学习使我们具备汽车检测技术的基本理论和基本技能，了解汽车维修企业常用的检测设备，诊断参数、标准、周期等内容。关键词汽车操纵，汽车转向轮，自动回正，定位角，四轮定位，动态调整功能目录1摘要1概述11车轮前束技术状况112课题研究的意义22汽车前束作用何在321前轮外倾角和前轮前束（图）4211四轮定位作用及因素5212转向轮定位及调整822前束的发展8221前束的意义9222总结13223致谢13224参考文献141概述11车轮前束技术状况俯视车轮，汽车的两个前轮的旋转平面并不完全平行，而是稍微带一些角度，这种现象称为前轮前束。车轮前束的作用是减轻或消除因前轮外倾角所造成的不良后果，二者相互协调，保证前轮在汽车行驶中滚动而无滑动。前轮前束一般为012MM。而现代汽车的前轮外倾角出现减小甚至为负值的趋势，前轮前束也应相应减小甚至也为负值。前束范式谓词演算公式是前束范式如果是书面的一系列量词随后量词的一部分称为矩阵。每一个公式，就等于在经典逻辑公式在前束范式。例如，如果Y项，Z的，和X的是量词免费公式自由变量然后显示在前束正常的矩阵形式，而是逻辑等价而不是在前束范式。谓词演算公式在形式逻辑逻辑操纵委会合式公式中，所有的量词发生在一个完整的序列开始，范围延伸到每个月底的合式公式，据说是在前束范式无功能。WFFS处于无功能往往更方便地工作，比那些没有。对于每一个合式公式的编码，但是，有一个相当于合式公式在无功能通常简称其无功能。一个有效的方法寻找LWENHEIMSKOLEM定理在METALOGIC该LWENHEIMSKOLEM定理谓词演算中有一些减少或正常形式定理。一个有用的例子是前束范式每一句话可以减少相当于句子中所表达的前束范式，即在形式，例如，所有的量词出现在开始。这是特别有用的形式展示了中央的想法的一些证明的3、前适当束其余纤维前索构成所谓的前适当束前基础捆绑。它由一纵节间纤维细胞所产生的灰色物质，尤其是从那些内侧组的前柱，并经过较长或较短当然，输入的灰色物质二纤维交叉的前白宫合缝从灰色物质的对面。4、前皮质脊髓束前皮质脊髓束也称为腹侧皮质脊髓束，内侧皮质脊髓束，直接锥体束，或前脑束是一个小束降序纤维连接大脑皮质向脊髓。通常是小国，不同的大小成反比的外侧皮质脊髓束，这是主要部分的皮质脊髓束。它位于靠近前正中裂，是目前唯一在上部延髓脊髓逐渐消失，因为它的规模下降，结束对中东地区的胸部。它由降纤维所产生的细胞在运动区的大脑半球的同一侧，并且因为它们运行在下降脊髓延髓，跨连续通过前白宫合缝的对面，在那里结束直接或间接，由分叉各地的运动神经元的前柱。12课题研究的意义随着汽车技术的提高，出行安全问题越来越受人们的重视。前束的问题和技术越来越多。为了能更好的减少事故这就需要我门对前束有一定的认识。前束是汽车行使必备的一个重要部分。前束会直接影响汽车的行使的方向。在汽车使用中前轮胎难免出现这样、那样的故障，直接影响汽车的正常运行。现在汽车迅速进入家庭，汽车私有化程度提高，所以汽车故障将会影响到我们每一个人。分析研究前束故障现象、原因、探索前束故障的排除方法，具有重大而现实的意义。2汽车前束作用何在为保证汽车稳定的直线行驶，应使转向轮具有自动回正作用，即当转向轮在偶然遇到外力如碰到石块作用发生偏转时，在外力消失后能立即自动回到直线行驶的位置。这种回正作用是由转向轮的定位参数来保证实现的。前轮前束就是这些定位参数中的一种。为了消除车轮外倾带来的不良后果，在安装车轮时，使汽车两前轮的中心面不平行，两轮前边缘距离小于后边缘距离，两者的距离之差即为前轮前束。为了保持合适的前轮前束值，需要定期进行四轮定位，但由于前轮前束的测量和调整都比较简单，所以只要肯动手，不需专用的四轮定位仪即可完成前轮前束的测量和调整。前束的测量在正式测量之前应首先保证前轮轮毂轴承紧度适当，前轮轮胎气压正常，然后将汽车停放在平坦的场地上，使两前轮处于直线行驶的位置，并向前推动12米以消除影响检查效果的各个间隙。接着把前束尺两端水平地支撑在两前轮轮胎内侧最小距离处，即胎侧最高点。其高度应与前轮水平中心线同高。再将前束尺放好后移动标尺，使指针对准“0”位，然后向前推动汽车，当前束尺转动到后面与车轮中心线同高时为止，此时，标尺上指针所指的数值就是测得的前束值。前束的调整前轮前束可通过改变横拉杆的长度来调整。调整时可根据汽车生产厂家规定的测量位置，使两轮前后距离差符合规定的前束值，一般前束值在012MM之间为正常。如果汽车横拉杆平直的，可以先旋松横拉杆两端接头的锁紧螺栓，用管子扳手扭转横拉杆，使横拉杆伸长或缩短。拉杆伸长，前束值增大，拉杆缩短，前束值减小。直到前束符合标准后，拧紧螺栓。如果汽车横拉杆是弯曲的，在调整时不能旋转横拉杆，而应旋转横拉杆两端的拉头。又因为左右两端螺纹螺距不同，因此在调整时应先旋转某一边的横拉杆接头，如果旋转一圈就会超过前束值而退回一圈又达不到要求时，可以再旋转另一边的拉杆接头，配合调整，直到符合要求时为止。调整好后将锁紧螺栓拧紧为保证汽车稳定的直线行驶，应使转向轮具有自动回正作用，即当转向轮在偶然遇到外力如碰到石块作用发生偏转时，在外力消失后能立即自动回到直线行驶的位置。这种回正作用是由转向轮的定位参数来保证实现的。前轮前束就是这些定位参数中的一种。为了消除车轮外倾带来的不良后果，在安装车轮时，使汽车两前轮的中心面不平行，两轮前边缘距离小于后边缘距离，两者的距离之差即为前轮前束。为了保持合适的前轮前束值，需要定期进行四轮定位，但由于前轮前束的测量和调整都比较简单，所以只要肯动手，不需专用的四轮定位仪即可完成前轮前束的测量和调整。前束的测量在正式测量之前应首先保证前轮轮毂轴承紧度适当，前轮轮胎气压正常，然后将汽车停放在平坦的场地上，使两前轮处于直线行驶的位置，并向前推动12米以消除影响检查效果的各个间隙。接着把前束尺两端水平地支撑在两前轮轮胎内侧最小距离处，即胎侧最高点。其高度应与前轮水平中心线同高。再将前束尺放好后移动标尺，使指针对准“0”位，然后向前推动汽车，当前束尺转动到后面与车轮中心线同高时为止，此时，标尺上指针所指的数值就是测得的前束值。前束的调整前轮前束可通过改变横拉杆的长度来调整。调整时可根据汽车生产厂家规定的测量位置，使两轮前后距离差符合规定的前束值，一般前束值在012MM之间为正常。如果汽车横拉杆平直的，可以先旋松横拉杆两端接头的锁紧螺栓，用管子扳手扭转横拉杆，使横拉杆伸长或缩短。拉杆伸长，前束值增大，拉杆缩短，前束值减小。直到前束符合标准后，拧紧螺栓。如果汽车横拉杆是弯曲的，在调整时不能旋转横拉杆，而应旋转横拉杆两端的拉头。又因为左右两端螺纹螺距不同，因此在调整时应先旋转某一边的横拉杆接头，如果旋转一圈就会超过前束值而退回一圈又达不到要求时，可以再旋转另一边的拉杆接头，配合调整，直到符合要求时为止。调整好后将锁紧螺栓拧紧21前轮外倾角和前轮前束（图）当汽车水平停放时，在汽车的横向垂面内，车轮平面与地面垂线的夹角为前轮外倾角。如果空车时车轮的安装正好垂直于路面，则满载时车桥因承载变形而可能出现车轮内倾，这样将加速车轮胎的磨损。另外，路面对车轮的垂直反力沿轮毂的轴向分力将使轮毂压向外端的小轴承，加重了外端小轴承及轮毂紧固螺母的负荷，降低它们的寿命。因此，为了前轮有一个外倾角。但是外倾角也不宜过大，否则也会使轮胎产生偏磨损。在现代一些独立悬架的轿车上，前轮采用了负的外倾角，这往往是为了减小在高速转向时车身的侧倾。前轮前束示意图车轮有了外倾角后，在滚动时就类似于滚锥，从而导致两侧车轮向外滚开。由于转向横拉杆和车桥的约束车轮不致向外滚开，车轮将在地面上出现边滚边向内滑的现象，从而增加了轮胎的磨损。为了避免这种由于圆锥滚动效应带来的不良后果，将两前轮适当向内偏转，即形成前轮前束。我们称两前轮后边缘的距离与前边缘的距离的差为前轮前束。在前轮驱动的汽车上，因为驱动力是向前作用于车轮，所以在设计中要考虑到这一因素对前轮前束值的影响，有时会出现零前束和负前束的情况。211四轮定位作用及因素汽车为什么要做四轮定位，这是大家很关心的一个问题。四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。由于各汽车生产厂家对四轮定位原设计的不同、制造的不同，使得各轮的各种倾角和束值就各有不同，并且有可调部分和不可调部分之分。做四轮定位就是通过四轮定位仪，检测出被测车辆的各轮倾角和束值是否符合原厂标准，如不符合可做随机调整。换句话说，当驾驶员感到方向转向沉重、发抖、跑偏、不正、不自动复位或者发现轮胎单边磨损、波状磨损、块状磨损、偏磨等不正常磨损以及驾驶时车感飘浮、颠颤、摇摆等不正常的驾驶感觉，行驶中转向盘不正或行车方向的跑偏现象出现时，就应考虑做四轮定位了。四轮定位相关的因素主销后倾角、主销内倾角、车轮外倾角、前束角、包容角、推进角及磨擦半径等。1外倾角从汽车的前方看轮胎的几何中心线与地面的铅垂线的夹角，称为外倾角。轮胎的上缘偏向内侧（靠近发动机）或偏向外侧（偏离发动机）。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，其作用主要是减低作用于转向节上的负载、防止车轮滑落、防止由于载荷而产生不需要的外倾角及减小转向操纵力。当轮胎中心线在铅垂线内侧时的夹角称为负外倾角，其作用是可使内外侧滚动半径近似相等，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。2前束前轮前束是从车辆前方看，于两轮轴高度相同之下测量，左右轮胎中心线其前端与后端距离之差值称为总前束。前束的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。当负前束太大时，轮胎内侧会有负外倾角太大所形成的磨损形态，胎纹磨损形式为羽毛状。当用手从外侧向内侧抚摸，胎纹外缘有锐利的刺手感觉。前轮前束的调整方法调整可调式拉杆，在调整前先将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进行同时调整。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，然后路试看其是否有变动，如有变动应将其调正为止。3主销后倾角从车辆的侧面观察上球头或支柱顶端与下球头之连线（假设的转向轴线）向前或向后倾斜，即转向轴线与地面的垂线之间的夹角。后倾角包括正的后倾角与负的后倾角以及零的后倾角3种。主销后倾角的作用是使车轮复位以及提高直线行驶的稳定性，产生的回正力矩使汽车在行驶中若偶遇外力作用能自动回正汽车转向轮设置主销后倾角的目的。后倾角的主要功能是使车辆保持向正前方行驶。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。4内倾角从车子的前方看转向轴线与地面铅垂线所形成的角度。内倾角的作用是减少转向操纵力、减少回跳和跑偏现象、改善车辆直线行驶的稳定性。四轮定位有关各角度的定义及其功能，是比较容易了解的。但应用在四轮定位、底盘维修时往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透过底盘的机械结构相连结。比如说改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。调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。另一可动的就是转向轴的最下支点，也就是轮胎。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，车行不顺。解决了一个毛病，同时又制造了另一个毛病。后轮前束角改变会影响前轮单轮前束角后轮前束角会决定后轮推进线角。现代四轮定位都是采用推进线定位方法来决定前轮前束。因此改变了后轮前束角造成推进线改变，虽然前束没有变化，由于其单轮前束的基准线（推进线）变动了，因此单轮前束也会跟着变动，前轮总前束并没因此而改变。212转向轮定位及调整1、主销后倾，使主销轴线的延长线与地面的交点A位于车轮与路面的接触点B之前，A、B两点之间的距离称为主销后倾移距。设B点到主销轴线延长线之间的距离为L，汽车直线行驶时，若转向轮偶然受到外力作用而偏转，汽车将偏离行驶方向而右转弯。由于汽车本身离心力的作用，在轮胎与路面接触点B处将产生一个路面对车轮的侧向反作用力F，由于反作用力F没有通过主销轴线，因而形成了一个使车轮绕主销轴线旋转的力距FL，其方向正好与车轮偏转方向相反，在力矩作用下，使车轮具有回复到原来中间位置的作用，从而保证了汽车直线行驶的稳定性。同理，在汽车向车轮回正的作用，使汽车转向后回正操纵轻便。2、前轮外倾，转向轮安装在转向节上时，其旋转平面上端向外倾斜，这种现象称为转向车轮外倾。车轮旋转平面与垂直于车辆支承面的纵向平面之间的夹角称为车轮外倾角。前轮外倾角是指车轮平面与垂直平面（纵向）之间的夹角，当前轮外倾角不正确时，轮胎会出现单边磨损（吃胎）。另外，外倾角过大，高速时车身晃动加剧，转向发“飘”，不易掌握；外倾角过小，转向太沉，回位不良。左右轮外倾角差值过大，会使汽车侧滑跑偏，轮胎磨损不均。22前束的发展说起车轮定位和车轮前束人们一定会问汽车的车轮为什么要定位为什么要调前束因此我们要先探讨这个问题。车轮为什么要定位从字面上看，车轮定位是指车轮的排列。也就是车辆行驶中车轮对于行进方向以及地面所具有的角度等控制。为了使汽车始终保持稳定的直线行驶和转向轻便，转向后能自动回正并减少汽车在行驶中轮胎及转向机构机件的磨损，转向车轮、转向节和前轴三者之间的安装要有一定的相对位置。这种具有一定相对位置的安装称为前轮或后轮定位，统称为车轮定位。车轮定位影响汽车的操纵稳定性，对汽车的舒适性、平顺性等起着重要的作用。但车轮定位是由几个主要因素所决定，而且这些因素并不是单独发挥作用，而是相互关联，相互之间有着密切的联系。最重要的是，只有将这些因素配合得宜，使它们相互间有良好的协221前束的意义汽车悬吊系统主要的定位角度包括了外倾角CAMBER，后倾角CASTOR，束角TOE，内倾角KPI，转向时的前展TOEOUTONTURN等。其意义分述如下1外倾角CAMBER定义为由车前方看轮胎中心线与垂直线所成的角度，向外为正，向内为负。其角度的不同能改变轮胎与地面的接触点及施力点，直接影响轮胎的抓地力及磨耗状况。并改变了车重在车轴上的受力分布，避免轴承产生异常磨损。此外，外倾角的存在可用来抵消车身荷重后，悬吊系统机件变形及活动面间隙所产生的角度变化。外倾角的存在也会影响车子的行进方向，这正如摩托车可利用倾斜车身来转弯，因此左右轮的外倾角必须相等，在力的平衡下不致影想车子的直进性，再与束角TOE配合，提高直进稳定性及避免轮胎耗不均。增加负的外倾角需配合增加TOEOUT；增加正的外倾角则需配合增加TOEIN。2内倾角KPI定义为转向轴中心线与垂直线所成的角度。有了内倾角可使车重平均分布在轴承之上，保护轴承不易受损，并使转向力平均，转向轻盈。反之，若内倾角为0，则车重和地面的反作用力会在车轴产生很大的横向切应力，易使车轴受损，转向也会变得沉重无比。此外，内倾角也是前轮转向后回正力的来源。内倾角在车辆悬吊设计之初就已设定好，通常是不可调整的。3束角TOE定义为由上方看左右两个轮胎所成的角度，向内为TOEIN，向外为TOEOUT。束角的功用在于补偿轮胎因外倾角及路面阻力所导致向内或向外滚动的趋势，确保车子的直进性。TOEIN会造成转向不足，TOEOUT则会增大转向过度的趋势。4后倾角CASTER定义为由车侧看转向轴中心线与垂直线所成的夹角，向前为负，向后为正。后倾角的存在可使转向轴线与路面的交会点在轮胎接地点的前方，可利用路面对轮胎的阻力让车子保持直进，其原理就如购物推车的前轮会自动转至你施力的方向并保持直进一般。后倾角越大车子的直进性越好，转向后方向盘的回复性也越好，但却会使转向变得沈重。一般车子的后倾角大约在12度之间。5转向时前展TOEOUTONTURN定义为转向时两前轮转向角度之差。过弯时弯内轮所转的角度通常大于弯外轮，相差在2度左右，其目的是在过弯时使车子能以后轴延伸线的瞬时中心为圆心顺利过弯。此外当弯内轮转角较大时，阻力也较大，阻力的不同可使车子偏向阻力大的一方使转向容易请想像坦克车的转弯方式）。OFFSETOFFSET定义为轮圈的接合面MOUNTINGSURFACE和轮圈中心CENTEROFRIM的距离，往外侧方向的为正POSITIVEOFFSET，往轮圈内侧的为负NEGATIVEOFFSET。改变轮圈的OFFSET会改变车子的轮距，而轮距是指轮胎中心线间的距离，因此若只是单纯的加大轮圈和轮胎而不改变OFFSET，对轮距并不造成影响。改变OFFSET的影响若改用正的OFFSET值较小的轮圈会将轮距加宽，如此可减少过弯时车身重心的转移，提高车子的过弯速度极限。但相对的也因为加大了转向轴中心与轮胎中心的距离，使得转向变得困难且使转向机构负荷加重，造成方向机连杆的变形量加大，因此必须适度的增加TOEIN来修正。不过这都是不正常的方式，所以应该尽可能使前轮的OFFSET接近原来的OFFSET值。对后轮来说，改用较大的轮圈时，若不改变OFFSET常会遇到轮胎内侧碰到悬吊机构的问题，因此在不会磨到轮拱的情况下，使用正OFFSET值较小的轮圈倒是有好处的。但需注意的是对后轮为独立悬吊的车来说，如此的改变在加速及刹车时会加大后轮TOE的变化量，这对一般街车尚无影响，但对赛车来说却是个大问题。我们以BMW的系列E34为例来看看加大轮圈时OFFSET应如何改变。起初原厂提供的铁圈为157J、OFFSET47，铝圈则为156J、OFFSET36；改用17吋铝圈时，原厂提供的是1775J、OFFSET35，RACINGDYDAMIC提供的是前轮1785J、OFFSET18，后轮179J、OFFSET13，HARTGE提供的是前轮1785J、后轮179J，OFFSET则皆为18。改变OFFSET也会影响轴承的负荷，一般的车辆OFFSET的设计都是以直行时最低的轴承负荷为目标，使用正OFFSET值较小的轮圈虽会稍微增大车子直行时轴承的负荷（OFFSET变化在50MM以内都不必过分忧虑轴承负荷的问题），但却可使过弯时的负荷减低。如何选择四轮定位店家随著悬吊系统的演进由最基本的麦花臣、拖曳臂、双A臂，到三连杆、四连杆、五连杆、复合连杆；连杆越多、结构越复杂，相对的对于四轮定位角度的要求也就越高，因此会出现某种车型指定的四轮定位仪器，四轮定位仪器并非用来调整、改变定位角度，他只是用来量测定位角度供技师参考，技师以仪器所量测出的角度和原厂所定的角度比较，若超出设计容许范围则则进行调整或更换部份机件，以求回复原设计角度。所以当你在选择四轮定位店家时，必须记得定位仪器的优劣固然重要，但调整定位角度的人更是重要，经验和技术兼备的技师配合先进的仪器才是最佳的选择。常见的定位问题在日常的行车中如何去判断底盘、悬吊的异常，并判断其发生的原因，我想是读者最想知道的，在此就提出几个典型的问题供大家参考。直进性不良行驶时偏左或偏右，或是行驶时方向并不偏斜，但方向盘不正，这通常是典型的定位问题，但轮胎磨耗不均或左右轮用了不同型式的轮胎也会影响车子的直进性。直进性不佳的问题中较恼人的大概要算是直行时方向盘会随著路面时而为正、时而产生小角度的偏差，方向盘总无法安定的待在原地，其中最可能的原因就是左右轮后倾角CASTER有所偏差，造成左右轮回复力的不同，在两力不平衡的情况下自然易受路面的影响。方向盘的抖动方向盘的抖动除了因传动轴磨损所造成外