毕业论文 浅谈汽车四轮定位及其对行车性能的影响毕业设计

1、浅谈汽车四轮定位及其对行车性能的影响毕业设计题 目 浅谈汽车四轮定位 及其对行车性能的影响专 业 汽车检测与维修班 级 某某学 生 某某指导教师 某某 湖北职业技术学院 二O一O年 摘要 本次做的论文主要目的是更准确的了解汽车四轮定位，并且使我们大家更加深刻的认识到汽车四轮定位仪在汽车上所起到的重要作用。 在本篇论文中，我们讲到了四轮定位的概念以及四轮定位的作用；理论上我们大体的从多方面了解了四轮定位，它主要包含的内容，让我们在这方面的知识有了显著的提升。汽车四轮定位的应用，为我们汽车在行驶的安全系数得到了更为强大的保障。 以下 目录1 什么是四轮定位1.1 四轮定位的作用1.2 四轮定位的原

2、因2 四轮定位仪的构成原理及其检测2.1 PSD2.2 CCD2.3 3D3 四轮定位的内容3.1 主销后倾角3.2 主销内倾角3.3 前轮外倾3.4 前轮前束3.5 汽车维修与保养中四轮定位的作用5.做四轮定位的要求5.1 怎样才能调好四轮定位5.2 四轮定位5.3 车辆四轮定位调整1.什么是四轮定位？ 汽车的转向车轮、转向节和前轴三者之间的安装具有一定的相对位置，这种具有一定相对位置的安装叫做转向车轮定位，也称前轮定位。前轮定位包括主销后倾角、主销内倾角、前轮外倾角和前轮前束四个内容。这是对两个转向前轮而言，对两个后轮来说也同样存在与后轴之间安装的相对位置，称后轮定位。后轮定位包括车轮外倾

3、角和逐个后轮前束。这样前定位和后轮定位总起来说叫四轮定位。1.1 四轮定位的作用是什么？ 当车辆使用很长时间后，用户发现方向转向沉重、发抖、跑偏、不正、不归位或者轮胎单边磨损，波状磨损，块状磨损，偏磨等不正常磨损，以及用户驾驶时，车感漂浮、颠簸、摇摆等现象出现时，就应该考虑检查一下车轮定位值，看看是否偏差太多，及时进行修理。 前轮定位包括主销后倾角、主销内倾角、前轮外倾角和前轮前束四个内容。后轮定位包括车轮外倾角和逐个后轮前束。这样前轮定位和后轮定位总起来说叫车轮定位，也就是常说的四轮定位。车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1.2 汽车四

4、轮定位的原因是什么？ 汽车为什么要做四轮定位，这是广大用户和司机同志很关心的一个问题啊。让我们先从汽车的构造说起。拿当前路上行驶的多数四轮轿车为例，轿车的转向车轮、转向节和前轴三者之间的安装具有一定的相对位置，这种具有一定相对位置的安装叫做转向车轮定位，也称前轮定位。前轮定位包括主销后倾角、主销内倾角、前轮外倾角和前轮前束四个内容。这是对两个转向前轮而言，对两个后轮来说也同样存在与后轴之间安装的相对位置，称后轮定位。后轮定位包括车轮外倾 角和逐个后轮前束。这样前轮定位和后轮定位总起来说叫四轮定位。 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

5、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、不归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、摇摆等现象出现时，就应考虑做四轮定位了2.汽车四轮定位仪的构成原理及其检测方法： 四轮定位仪涉及了机械、光学、电子、计算机软件、数学模型等多项领域的知识，从构成来看，四轮定位仪主要由上位机和下位机组成。上位机包括箱体、电脑主机、显示器、打

6、印机、软件、通讯系统。下位机由测量传感器、夹具、转角盘组成。 箱体：位于四轮定位仪前方，里面有计算机、打印机、显示器、键盘、鼠标以及夹具传感器或夹具反像板等。 电脑主机：它是运行主程序的载体，可以是电脑市场的组装机、品牌机、商用机。 软件：即所用的操作系统和四轮定位仪应用程序，与电脑主机共同决定了可视性、操作性、功能稳定性、测 量 速 度 等 因 素 。 操 作 系 统 可 以 是 windows98 、windows2000、windowsXP。 通讯系统：分为有线与无线、蓝牙等方式。使用那种方式决定了使用的方便快捷性。 测量传感器：它是测量车辆四轮的尺子，决定了整机的测量精度。也从侧面反映

7、了四轮定位仪的技术属性。传感器由壳体、单片机主板、传感元件（液体、光学或纯光学及 CCD）、通讯系统、电池等部分组成。所用元器件多，非常精密，费用高。 夹具它是把测量传感器固定在车辆的轮子上的装置。四个夹具和测量传感器有一定的协调性，决定了其测量值是否标准准确。 目前市场上常见的四轮定位仪的检测方式主要有：激光、PSD、CCD 及 3D。 激光是一种平行光束。由于激光都是以平行的直线束输出的，其束度的测量范围较窄，无补偿且需人工计算推力线，其测量精度低，检测速度慢。因光大与刻度的关系，而且激光很容易受外界干扰，因此用激光做光源应用于四轮定位仪并不理想。并且激光对人眼视力有一定伤害，得不到安全认

8、证。2.1 PSD 又称光电位置传感器。它的工作原理是：当 PSD的受光面某一位置存在光照的情况下，其输出电流会有相应变化，从而可以得到光照位置，它是一种模拟器件。它只能测量单一光点。PSD 的温度漂移严重并且受环境光线的影响。温度变化可以使其输出的零位变化几十毫伏，光线的影响使系统取值不稳定，这两项叠加在一起，便使 PSD 失去了测量精度和设备稳定性。2.2 CCD 是一种半导体数字元器件（又称光电藕合器件），它分为线阵 CCD 和面阵 CCD 两种。它是在一块硅面上集成了数千个各自独立的光敏元，当激光照射到光敏面上时，受光光敏元将聚集光电子，通过移位的方式，将光量输出，产生光位置和光强的信

9、息，CCD 无温度系数、使用寿命长具有良好的环境适应能力等特点。现在国内大多使用此 CCD 测量传感器，但这种传感器具有机械加工精度高，电子元器件的维护，使用时要求小心怕碰，并在一定时间要做次校正。制造成本及配件价格高。2.3 3D （三维）的测量方式是采用数字图像识别技术，用数字 CCD 相机采集装在车轮采像板上的图像信息，以测量出车轮的相对数值，通过前后移动车辆，由 CCD摄像头同时采集采像板信息，电脑计算出其坐标和角度，通过软件三维重建，就能实时显示四轮的三维状态。这是一种相当先进的测量方式，利用图像识别技术，无需校正，具有测量精度高，无误差，操作简单等优点（相对四轮定位仪，三维重建技术

10、已经非常成熟，在医疗、工业、公安、军事已经非常普及）。并且制造成本非常低，仅有两个（四个，一轮对应一个）CCD 摄像头和四个采像板（成本配件价格低无电子元器件）和夹具。软件也具有非常的开发优势，可以实现三维重建，动画调整，四轮结构显示，轮胎直径，实时三维测量数据，板金车身测量，照相等功能。可以与电脑检测仪，车轮平衡机，发动机分析仪，车身校正仪等测量仪器通过蓝牙结合在一台主机上。这是今后发展方向，通过软件可以实现更多四轮定位仪的卖点。 从生产成本上，3D 的售价比 CCD 的应还要低，因3D 的成本只用两个数字 CCD，采像板无电子元器件，无需维护。而 CCD 四轮定位仪用了四个或八个 CCD

11、传 CCD感器， 测量传感器还有单片机、无线蓝牙通讯系统、电池等电子元器件故障率高，寿命短。3D 四轮定位仪即使使用高像素 CCD（专业数字 CCD）专业采集卡和高密集采像板提高测量精度，只是相对软件计算量加大成本增加。但普通数字 CCD（工业数字 CCD）用在四轮定位仪已经足够（CCD 四轮定位仪测量精度的 10倍以上），成本低廉。要说软件开发成本大，可以与各大 CCD 和采集卡厂家合作，他们是图像计算处理专家，有自己的软件工程师帮您设计。合作开发自己维护，投入市场快，开发成本低。 就现在市场，还都是 CCD 四轮定位仪与其他四轮定位仪，市场巨大。一旦 3D 四轮定位仪占有市场，价格低廉，3

12、D 四轮定位仪将是一个重新中国的市场。3.四轮定位的内容3.1 主销后倾角：从侧面看车轮，转向主销车轮转向时的旋转中心向后倾倒，称为主销后倾角。设置主销后倾角后，主销中心线的接地点与车轮中心的地面投影点之间产生距离称作主销纵倾移距，与自行车的前轮叉梁向后倾斜的原理相同，使车轮的接地点位于转向主销延长线的后端，车轮就靠行驶中的滚动阻力被向后拉，使车轮的方向自然朝向行驶方向。设定很大的主销后倾角可提高直线行驶性能，同时主销纵倾移距也增大。主销纵倾移距过大，会使转向盘沉重，而且由于路面干扰而加剧车轮的前后颠簸。3.2 主销内倾角：从车前后方向看轮胎时，主销轴向车身内侧倾斜，该角度称为主销内倾角。当车

13、轮以主销为中心回转时，车轮的最低点将陷入路面以下，但实际上车轮下边缘不可能陷入路面以下，而是将转向车轮连同整个汽车前部向上抬起一个相应的高度，这样汽车本身的重力有使转向车轮回复到原来中间位置的效应，因而方向盘复位容易。此外，主销内倾角还使得主销轴线与路面交点到车轮中心平面与地面交线的距离减小，从而减小转向时驾驶员加在方向盘上的力，使转向操纵轻便，同时也可减少从转向轮传到方向盘上的冲击力。但主销内倾角也不宜过大，否则加速了轮胎的磨损。3.3 前轮外倾：从前后方向看车轮时，轮胎并非垂直安装，而是稍微倾倒呈现“八”字形张开，称为负外倾，而朝反方向张开时称正外倾。使用斜线轮胎的鼎盛时期，由于使轮胎倾斜

14、触地便于方向盘的操作，所以外倾角设得比较大。现在汽车一般将外倾角设定得很小，接近垂直。汽车装用扁平子午线轮胎不断普及，由于子午线轮胎的特性轮胎花纹刚性大，外胎面宽，若设定大外倾角会使轮胎磨偏，降低轮胎摩擦力。还由于助力转向机构的不断使用，也使外倾角不断缩小。尽管如此，设定少许的外倾角可对车轴上的车轮轴承施加适当的横推力。3.4 前轮前束：脚尖向内，所谓“内八字脚”的意思，指的是左右前轮分别向内。采用这种结构目的是修正上述前轮外倾角引起的车轮向外侧转动。如前所述，由于有外倾，方向盘操作变得容易。另一方面，由于车轮倾斜，左右前轮分别向外侧转动，为了修正这个问题，如果左右两轮带有向内的角度，则正负为

15、零，左右两轮可保持直线行进，减少轮胎磨损。上述的四种定位值都是前轮定位的指标。后轮定位值与前轮定位值相似，但大多数轿车的后轮定位不可调。3.5 汽车维修与保养中四轮定位的作用：四轮定位是汽车维修保养必需的工作内容之一。除非在做四轮定位之前存在与它相关的明显问题，例如直行稳定性差等，在四轮定位后您能马上感觉的到，否则凭感觉您很难判断做的好不好。由于目前汽修行业的良莠不齐，维修质量相差很大，所以建议您尽量到较好的维修企业维修以保证四轮定位的质量，确保行车安全。 它的好处有：1.增强驾驶舒适感；2.减少汽油消耗；3.增加轮胎使用寿命4.保证车辆的直行稳定性；5.降低底盘悬挂配件的磨损；6.增强行驶安

16、全4.四轮定位仪的选购知识 目前，国内市场上，四轮定位设备品牌、种类繁多。由于其技术含量相对较高，许多用户对其技术性能、测量原理不甚了解，面对厂商五花八门、天花乱坠的产品介绍，在选购设备时往往无所适从。下面就主要的几个方面提供一些参考建议：4.1 性能价格比： 目前不同品牌四轮定位的价格相差极其悬殊。由于国家对四 轮定位 产品的 生产暂时 无相应 的法规 出台，国内产品鱼龙混杂，例如有些品牌设备虽然配备电脑，但是电脑仅仅用着车型资料的管理作用，传感器未与电脑连接，传感器的数据不能在电脑上显示，用户购买后大呼上当。有些设备打作进口的旗号欺骗用户，有些设备偷工减料；有些厂商采用进口低档传感器进行简

17、单拼装，自己缺乏对传感器的维修技术，使用户设备故障不能得到及时有效的排除：普及型定位设备最便宜的两三万多元就能买到，昂贵的设备（一般地说都是进口设备）则要十几万、甚至几十万。一般来说，一分价钱一分货。但是在进口设备由于存在关税、代理商层层加价等因素，价格回显得相对较高。不同品牌设备由于其采用技术的先进性、生产工艺、配置等不同，成本不同，因此市场销售价格也不同。从技术上，用户可从以下几个方面鉴别设备的技术性能：A、 是否采用 DSP 技术？DSP 即数字信号处理器（Digital Signal Processor）是对数字信号以后进行高速实时处理的专用处理器，其处理速度比最快的 CPU 还快 1

18、0-50 倍。早期的 DSP主要用于军工产品，后来随着大规模集成电路的不断发展及?杀镜牟欢辖档筒胖鸾玫矫裼貌飞稀捎?DSP 具有强大的计算能力，在传感器中采用 DSP 后不仅提高了数据的测量速度、测量精度，测量的抗干扰能力大大提高。采用 DSP 的四轮定位产品具有以下特点：1、前束测量抗光线干扰能力强：在采用光线测量的四轮定位仪中普遍采用红外线或激光收发传感器来测量车辆的前束数据。由于太阳光或普通灯源中存在有与测量光线波长相同的成分，因此采用光线测量的数据会受此影响，从而偏离正确的测量结果。为此，有些定位设备中采用滤光镜来减少外界光线的影响，但是却无法彻底消除外界光线的影响。这就是为什么在太阳

19、光照射的环境下，许多四轮定位仪进行测量时需要拉上窗帘的原因。但是，如果在晚上或其它光线比较微弱的环境下，用窗帘来遮挡外界光线就难以奏效了。如果采用 DSP 技术对测量光线线进行调制，经过调制后的红外线与太阳光、或其它光源中的光线具有不同的特征，在接收时把经过调制后的测量光线解调过滤出来，如此就可保证测量结果不受其它光线的干扰。DSP 用 DSP 技术设备成本较高，技术先进其售价相对较高B、 是否采用电子水平？为了达到设计的测量精度，普及型的四轮定位仪在测量过程中必须保证四个测头一直同时处于水平状态。任意测头的 不水平 状态都 有可能造 成错误 的测量 结果。对于采用水泡式指示的四轮定位仪，操作

20、员必须十分小心注意每个测头是否处于水平状态，如此既分散了操作人员的精力，又难免防止误测量。如果在四个测头上都装上电子水平仪，传感器测头的水平状态数据及时传送到电脑上，由电脑来监控各个传感器测头的水平数据，在某个测头不水平时及时提示操作员，这样一来不仅减轻操作员的工作强度，还容易避免误测量操作。在进口设备中，美国的 Hunter 和德国的Bossh 的定位设备中均采用了电子水平，它们的价格也较为昂贵。C、 是否采用电子转盘？定位参数中，主销后倾角和主销内倾角是不能直接测量的，只能采用建立在几何关系上的间接测量：在前轮左右各转 20 度，分别测量其外倾角、后倾角，再根据一定的函数关系计算出主销后倾角和主销内倾角。因此主销后倾角和主销内倾角的测量和转向角测量密切相关。转向角当转向角为 20 度