汽车四轮定位检测技术解析与讲解DOC

1、第一章绪论11研究本课题的意义在现代汽车中，操纵稳定性和行驶安全性被人们看得越来越重要了。虽然已经有很多在这方面的研究，但是本文主要在分析汽车四轮定位原理和四轮定位测试系统原理，结合实验室台架阐述四轮定位仪汽车检测中的运用方面的研究，也是具有十分重要的意义的。车辆在出厂时，定位角度都是根据设计要求预先设定好的。这些定位角度用来共同保证车辆驾驶的舒适性和安全性。但是，车辆在行驶一段时间后，这些定位角度会由于交通事故、道路坑洼不平造成的剧烈颠簸、底盘零件磨损、更换底盘零件、更换轮胎等原因而产生变化。一旦定位角度产生变化，就可能导致诸如轮胎异常磨损、车辆跑偏、安全性下降、油耗增加、零件磨损加快、方向

2、盘发沉等故障。因此，进行四轮定位参数检验，使其处于合理范围内，对提高汽车的安全性及经济性有重要意义。12国内外的发展状况国外针对车轮定位检测技术的研究较早，50年代就研制了相应的检测诊断设备，如美国、法国、德国、荷兰、日本以及意大利等，发展至今其自动化程度、精度都有了很大的提高。我国在这方面的研究起步较晚，从60年代开始引进台架式四轮定位仪，80年代初，由武汉汽车研究所研制成功并投产了GCD-I型光束水准式前轮定位仪，但其自动化程度低，测量过程复杂，精度、效率较低，仪器功能不健全，只能测量传统的四个参数：前束、外倾、主销内倾及主销后倾。到90年代末，国内厂家开始大量生产四轮定位仪，如营口玄豹的

3、SDH3000,营口大力的DL-4800,烟台海德的HC4800,北京车安的AS-888等，但都处于探索阶段，推出的产品大都不太成熟。至今能普及使用的、精度较高的国产自动化设备比较少，许多厂家是通过购买国外的传感器及软件的方式在国内进行组装生产，没有形成自己的知识产权，导致产品质量参差不齐。目前中国的汽车工业发展迅速。从整体上看中国汽车工业，仍然是一个国际竞争力较弱的产业。从汽车产量上看，中国已成为世界汽车工业的主要制造基地之一。就长远来看，中国汽车工业也必将具备完全的自主开发的能力，并且逐步提高其在世界汽车工业体系中的地位。第二章汽车四轮定位的认识2.1汽车四轮定位的基础知识发展，汽车车速不

4、断提高，急加速、急减速、急转向、急制动等动作的出现，汽车后轮在行驶过程中受到的冲击和汽车的载荷，这些都将影响到汽车后轮的运行轨迹。为了保证汽车直线行驶的稳定性、转向的轻便、转向轮回正性能良好，以及减少轮胎和机件的磨损、增加汽车行驶的安全性，汽车四轮定位的技术参数逐步受到驾驶人员的重视，同时也为汽车自动驾驶技术的发展提供了有利的条件。2.11汽车四轮定位的概念汽车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

5、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。2.12汽车四轮定位的组成结构1、四轮定位仪主要由：定位仪主机及必要附件组成。定位仪主机由：机箱（大机箱带后视镜）；电脑主机（含显示器、打印机）；四个机头（定位传感器）；通讯系统；充电系统；总供电系统共六部分组成。必要的附件由：方向盘固定器；刹车固定器；转角盘及；夹具共四部分组成。要很好的完成定位调车工作用户还应自行配备必要的工具如：各种型号的开口扳手、梅花扳手、套筒、接杆、快速扳手、扭力杆、钳子、螺丝刀、气动扳手（小风炮）、拉杆球头拆装器、外倾角校正器以

6、及各种型号的调整垫片和调整螺栓等。2、四轮定位仪的结构四轮定位仪分拉线式、光学式、电脑拉线式和电脑几个式，现以光学式四轮定位仪说明四轮定位仪的结构与测量原理。电脑拉线式四轮定位仪如图2-1所示，其主要结构右带微处理器的主机柜及彩色监视器、键盘、80系列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、传感器拉线、方向盘锁定杆和刹车制动杆等组成。1-彩色监视器2-键盘3-打印机4-自定心卡盘5-转盘6-主机柜图2-1电脑拉线式四轮定位仪2.2汽车四轮定位的重要性和必要性为了提高汽车行驶的安全性、平顺性和乘坐的舒适性，汽车研发部门必须恰当

7、地设计车轮定位角。正确的车轮叫可以保证汽车转向轻便，转向后能自动回正，汽车转向时、急剧改变车速时和高速行驶时，以及在坏路行驶，或紧急制动时能保证行驶方向的稳定性。操作车辆时能稳定准确，路面振动小，坏路上车身没有明显摇摆，乘车舒适，轮胎寿命长。1.正确的车轮定位可以帮助系统中所有不见都处于正常关系中，可以获得以下好处：（1）延长轮胎的使用寿命一组新的轮胎，有时表现为某一个轮胎使用不久就会发生异常磨损，有时发生在前轮，有时发生在后轮。在大多树情况下轮胎的异常磨损，或跑长途时爆胎的原因是车轮定位不准确。（2）操纵的稳定性不正确的车轮定位可以加剧转向轮，以至整个转向系的摆振；还可以造成行驶跑偏、高速时

8、转向发飘、左右牵引、车轮不能自动回正、路面的振动无法被有效的吸收。正确的车轮定位则可以避免或排除上述故障。（3）减少转向机械和悬架的磨损由于不同的车轮定位角可以使汽车处于不同的平稳关系中，因此不正确的车轮定位角不仅会加剧车轮的磨损，而且会造成悬架和转向系统传动部分的转动部件，如控制臂衬套、球头销、主销衬套等的非正常磨损。（4）提高燃油的经济性所有的车轮定位角，都是为了使车轮在行驶中尽可能地垂直于地面，最大限度减少车轮滑移，使车轮滚动阻力减少，燃油经济性提高。正确的车轮定位，还可以保证四个车轮彼此平行，这样保证了最小的滚动阻力，再加上正确的轮胎充气，可确保提高燃油经济性。（5）得到最佳的行驶平顺

9、性正确的车轮定位帮助前、后悬架恰如其分地工作，使行驶系、转向西所有部件处在正确关系中，路面的振动被有效的吸收，车辆行驶更平稳。（6）确保安全驾驶正确的车论定位最大的好处就是保证安全驾驶。它可以确保车辆的可操作性，操作的稳定性，在正常行驶中有正确、迅速的操纵响应。正确的车轮定位校正是非常重要的。校正不适当，可能会造成转向困难，转向后车轮不能自动回正，行驶跑偏，产生不正常的噪声，轮胎异常磨损。2什么情况下，需要进行四轮定位（1）每行驶10000公里或六个月后（2）直线行驶时车子往左或往右拉（3）直行时需要紧握方向盘（4）直行时方向盘不正（5）感觉车身会漂浮或摇摆不定（6）前轮或后轮单轮磨损（7）安

10、装新的轮胎后（8）碰撞事故维修后（9）换装新的悬挂或转向有关配件后（10）新车每行驶3000公里后2.3前轮定位转向轮、转向节和前轴或下摆臂三者之间装配要具有一定的相对位置，这种具有一定相对位置的装配关系叫做前轮定位。前轮定位的作用有以下几项：（1）保证汽车直线行驶的稳定性。在水平面上驾驶员双手离开转向盘后，汽车仍能直线向前行驶。遇到小坑，小包以及拱形路面时能保持直线行驶。在承载后车轮能垂直于路面，能扼制转向轮的摆振。在高速行驶中没有转向发飘现象。（2）在外力使车轮偏转或驾驶员转向后，能保证转向盘自动回正。（3）使转向轻便。（4）减少转向轮和转向机构的磨损，最大限度地延长轮胎的使用寿命。2.3

11、.1主销后倾角在汽车纵向垂直平面内主销轴线与与通过前轮中心垂线的夹角叫主销或倾角如图2-2所示。向垂线后面倾斜的角度称为正后倾角，向前倾斜的角度称为负后倾b)c)a）主销后倾角的原理图b）正主销后倾角c）负主销后倾角图2-2主销后倾角1、主销后倾角的作用：（1）保证汽车直线行驶的稳定性。按照国内传统的汽车理论，主销后倾角越大，行驶中产生的离心力就大，防止车轮发生偏转的反向推力就越大，所以主销后倾角越大，汽车直线行驶的稳定性就越好。但是主销后倾角越大，汽车转向时所有克服的反向推力就越大，转向就越重，所以主销后倾角不能超过3。（2）适当加大主销后倾角是帮助车轮回正的有效方法。转向轮发生偏转时，主销

12、后倾角帮助转向轮自动回正到中间位置。2.3.2主销后倾角在汽车横向平面内主销轴线与铅垂线的夹角即为主销内倾角。如图2-3所示。1、主销内倾角有以下两个作用：(1)帮助转向轮自动回正。前轮是围绕着主销旋转的，而主销是向内倾斜的。主销内倾使转向节距地面高度降低，距地面更近，重力作用使车辆高度被降低,转向轮在转向时沿着倾斜的主销作弧线运动，就和门围绕歪斜的门轴做弧线运动一样，随着转向角和主销内侧倾角加大，轮胎外侧逐步加大对路面的压力。汽车在松软的路面上转向时，主销内倾角越大，转向角越大，转向轮外侧就压入地下越多，在松软的路面上转弯时前轮的外侧部分陷入地下才可能实现转向。汽车在柏油、水泥路面上行驶时，

13、地面比轮胎更为坚硬，轮胎不可能陷入地下。于是在地面反作用力下，转向轮连同它所承载的汽车前部都要抬起一个相应的高度，才能使它实现转向。a)b)a)销轴中心线b)主销内倾角图2-3主销内倾角(2)使转向轻便。由于前轴重心在主销的轴线上，主销内倾角使主销轴线延长线与路面的交点，和车轮中心地面的交点距离减小，力臂的减小使转向变轻了。主销轴线的延长线距车轮的中心线过近容易使转向发飘。所以传统的后轮驱动汽车主销轴线的延长线大都设计在距车轮中心线40至60mm处。而20世纪70年代以后开发的前轮驱动汽车由于技术上改进，主销内倾角越大，行驶稳定性也很好。2.3.3前轮前束前轮前束是从汽车正上方向下看，由轮胎的

14、中心与汽车的纵向线之间的夹角为前束角。如图2-4所示。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。外倾角8图2-5外倾角图2-4前束角2.3.4前轮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）。如图2-5所示。当轮胎中心线与铅垂线重合时，称为零外倾角，其

15、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。2.3.5转向梯形车辆转弯时，内侧的车轮被迫沿着比外侧车轮要小的弧线进。如果设计两侧转向臂互平行，那么转弯时两前轮也将保持平行，那么转弯时轮胎滑移。而设计成前轴、梯形臂、横拉杆构成的转向梯形，可使汽车在转向时两前轮产生不同的转向角,通常内侧车轮转向角要比外侧车轮要大13，两前轮沿着各自的弧

16、线滚动，从而消除了轮胎的滑动。参见图2-6。图2-6转向梯形转向时所有车轮运动轨迹的向心线都应相交于一点，此点称为转向心。横拉杆位于前轴后端的等腰形叫正方梯形，横拉杆位于前轴前端等腰梯形叫反梯形。二者在作用上没有区别。转向梯形又叫转向外展，由于两只梯形臂都设计成直线行驶时两侧车轮角度相同，保持两侧车轮平行，因此无论是向左或右转向，由于内侧轮形成比外侧较大13。的转角，使转向中的前轮形成负前束，且转向角越大，负前束值也越大，转向时的负前束比后桥中的差速器更有利于转向平稳。2.3.6转向不足在试转半径时，转向盘转到止端，并保持不动，节气门开度稳定，车轮的转弯半在一定的圆周上保持不动，似乎是理所当然

17、的事，但实际上转向不足的汽车（又被称为平稳转向，大部分汽车都是这种设计的），转弯随着旋转的圈数增加，会逐渐加大。这种特性是因前后轮胎侧偏角不同引起的。由于后轮侧偏角小于前轮的侧偏角,在连续作转弯半径测试时，后轮达不到前轮行进方向而变慢，所以转弯半径逐渐加大，出现转向不足。转向不足的好处是当驾驶员转向时，即使实际转向低于自己的设想，也容易修正过来。2.3.7转向负前束（转向前展）转向负前束是指转向时内侧车轮相对外侧车轮的角度差。转向系的结构使车轮角度随转向角度变化而变化，该角度的变化由转向梯形保证，如负前束不正确，将加剧轮胎磨损，并出现转向噪声及转向跑偏。2.4后轮定位2.4.1与后轮定位相关的

18、概念及作用后轮外倾角：前轮驱动的轿车后轮通常为负外倾角。即空载时后轮向内倾斜，承载后或举升运动时垂直于路面。前轮驱动轿车通常为很小的后轮反前束。前轮驱动汽车行驶中的驱动力使后轮心轴受向后的力，后轮的前端距离略大于后端距离。和后轮外倾角一样，前轮驱动汽车后轮的反前束值比前轮也大1倍左右。后轮前束主要为了使前后车轮以后轮推力为定位基准，使四个车轮保持平行，保证汽车直线行驶的稳定性。减少后轮在行驶中的侧滑，以最大限度地延长后轮轮胎的使用寿命。车辆的几何中心线：是恰好穿过前、后轮中央的假想线。推力线：是与后轮中心线成正90度角向前延伸的线。汽车受到猛烈冲击，或悬架衬套磨损松旷都会使推力线发生偏移。推力

19、线如和汽车前、后轮几何中心线平行，再配合适当的主销后倾角和主销内倾角，在笔直的公路上，即使双手离开转向盘，车辆仍可以保持直线行驶。后轮偏向：指向桥壳或后前移动，另一个后轮移动，后轮推力线不再和几何中心线平行。后轴偏向造成推力线偏离了几何中心线，见图2-7和图2-8。推力线偏离几几何中心线無力线何中心线，不仅造成行驶跑偏倾向，也加重了汽车转向轮胎的侧滑。nIIIE_二,图2-7后轴未发生偏向时中心线和推力线1几何中心线11图2-8后轴偏向造成推力线偏离了几何中心线2.4.2后轮定位设置后轮定位可削弱后轴偏向、偏迹的问题在正常行驶和转向时的负面保持正确的后轮外倾角和后轮前束是非常重要的。如出现轮胎

20、畸形磨损，特别是再现后轮胎冠偏磨损（后轮外倾角不对），后轮胎肩处出现锯齿形磨损（后轮前束严重超差），以及后轮悬架发生早期磨损时都应作四轮定位。设置后轮前束最主要的目的是为了使后轮推力线和几何中心重合，设置后轮外倾角最主要的目的就是改善转向的稳定性。2.5前轮定位与后轮定位的区别若汽车只做前轮定位（又叫二轮定位），在定位基准上就可能发生偏差，因为前轮定位是以几何中心线，即表示两前轮和两后轮之间的中心线为定位基准,而不是以后轮推力线为定位基准。一旦后轮定位角发生偏差，后轮推力线就会和几何中心线发生偏离，形成推力角，无法保证直线行驶时四个车轮处于平行状态。在直线行驶时前轮必然脱离定位基准难以保证行驶

21、的直线性。四轮定位和前轮定位的最大区别是在定位基准的选定上。做四轮定位时是以后轮推力线做车轮定位基准线，后轮推力线是后轮总前束的中心线，该基准线由后轮定位角决定。做四轮定位时先检测和调整后轮定位。如果后轮定位角不对，而后轮定位在设计上又是可以调整的，则需要换那些变形了的零部件，即负责车轮定位的悬架上的部件，常见的是摆臂、减少器以及导向装置。在后轮定位调整完后，后轮推力线和几何中心线重合，再以该参考线为基准，对每一个前轮进行测量调整，可以保证四个车轮在直线上行驶位置时处于平行状态,转向系处于几何中心，满足车辆在设计时的动力学条件，达到车辆在设计时的性能要求。任何机械式的定位装置都只能做前轮定位，

22、而无法做后轮定位和四轮定位。第三章汽车四轮定位的测量原理四轮定位仪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、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20度时的前张角、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中全部项目。在检测项目中，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，各种前轮定位仪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，

23、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接线式、光学式、电脑拉线式和电脑激光式四种,它们的测量原理是一致的，只是采用的测量方法（或使用的传感器的类型）及数据记录与传输的方式不同，下面介绍四轮定位仪可测量的几个重要检测项目的测量原理。3.1车轮前束和推理角的测量原理前束时，必须保证车体摆正且方向盘位于中间位置,为了提供车轮前束值（或前束角）的测量精度，无论是拉线式、光学式还是电脑式的四轮定位仪，在检测车轮前束之前，常通过拉线或光线照射或反射的方式形成一封闭的直角四边形如图31所示。图3-18束光线形成封闭的四边形将待检车辆置于此四边形中，通过安装在车轮上的光学镜面或传感器不仅可以检测

24、前轮前束、后轮前束，还可以检测出左右车轮的同轴度（即同一车轴上的左右车轮的同轴度）及推力角。因为四轮定位仪系统采用的传感器不同，测量方法亦有所不同，这里仅就光敏三极管式传感器来说明一下车轮前束的测量原理。光敏三极管为近红外线接收管，是一种光电变换器件，它的结构与外形如图3-2所示。其工作状态为：不加电压，利用P-N接在受光射时产生正向电压的原理，把它作为微笑光电池。在光敏三极管后面接一些用于接收信号的元件，以便及时对光敏三极管上所获得的信号进行分析处理。入射吒25图3-2光敏二极管的结构和外形安装在两前轮和两后轮上的光敏三极管式传感器均有光线的接收和发射（或反射）功能，通过它们间的发射和接收刚

25、好能形成类似于图3-2所示的四边形。在传感器的受光面上等距离地将光敏三极管排成一排，在不同位置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角或推力角的大小。其测量原理的简单示意图如图3-3所示。1-刻度盘2-投射器支臂3-光敏三极管4-激光盘5-投射激光束6-接收激光束14-光线接收器5-前轮6-后轮7-汽车纵向轴线一推力角图3-3车轮前束角的测量原理图3-4推力角的测量原理依据上述检测原理，同时可以检测出位于该四边形内的待检车辆前后轴的平行度（即推力角的大小和方向），其检测原理的简单示意图如图34所示。同理,通过安装在后轮上的传感器，我们可以检测出后轮前束值（后轮前束角）的大

26、小和方向。3.2主销后倾角和主销内倾角的测量原理车轮外倾角、主销后倾角和主销内倾角这三个测量参数的测量都是关于角度的测量，除了光学式四轮定位仪测量车轮外倾角和车轮前束时，采用的不是测量角度的传感器，其余各种类型的四轮定位仪均是采用测量角度的传感器，包括车轮前束角都可以用角度传感器直接或间接测量。以套筒扳手为例，先将扳手杆垂直立于桌面上，扳手接杆与视线垂直并使扳手接杆保持水平，此杆即为转向节轴（面向车头看为左前轮轴）。将扳手杆下端向自己面前偏转一个角度尸，即形成主销后倾角，然后由此位置绕扳手手柄轴线分别向里、向外各转动£角，这时就会发现扳手接杆绕水平面分别向上、向下偏转了兄角（如图3-

27、5所示）。a）直行时，扳手接杆水平b）向里转向时,c）向外转向时,扳手接杆向上偏转扳手接杆向下偏转图3-5主销后倾角的测量原理主销内倾角的测量原理如图3-6所示，在扳手接杆头部系上一长接杆，长接杆与扳手接杆垂直。将扳手直立于桌面，使长接杆保持水平位置并与视线垂直，再将扳手柄下端向里偏转一个角度戸，即形成注销内倾角，然后由此位置绕扳手手柄轴线分别向左、向右各转角"，这时又会发现接杆分别沿逆时针、顺时针方向转动了0角。a）直行时，长接杆水平b）向左转时，长接杆向逆时针偏转c）向外转向时，长接杆向顺时针偏转图3-6主销内倾角的测量原理321主销后倾角的测量原理以左前轮为例，当车轮向左右各转

28、动占=20°（如图3-7所示），ZO为主销轴线，OB为转向节车轮轴线，四边形DEFG表示水平面，四边形HIJK相对于平面的夹角为主销后倾角。LMNP平面是与主销垂直相交的平面，该平面是HIJK平面以ST为轴转动0角（主销内倾角）形成的，OD为车轮向左转动20°时转向节轴平面的方向。线段LD、A'B'、AB、MI、FN和KP均是水平面DEFG上的铅垂线。V.Q疊于水平厨内图3-7主销后倾角的测量原理计算图由图3-7主销后倾角的测量原理计算图得（推导过程略）:y-AJ1/2sm3上式表明d为一特定角度时，主销后倾角测量角兄存在唯一确定关系。通常规定&转角

29、为20°,2sin占=0.68404,故有：=A；i/0.68404=1.461A；l（1）即主销后倾角尸为实际测量角度兄的1.461倍。这样，用1.461倍的关系标定仪器,就可直接读主销后倾角尸。322主销内倾角的测量原理仍以左前轮为例，当车轮向左右转动<5时（如图3-8所示），ZO为主销轴线，OC为转向节轴线方向，OE为与车轮平面平行且水平的线段。同（1）所述，四边形DEFG表示水平面，四边形HIJK相对于水平面的夹角尸为主销后倾角。四边形LMNP为与主销垂直相交的平面，该平面是HIJK平面以ST为轴转动戸角（主销内倾角）形成的，OE是车轮向右转动占=20°，垂直

30、于转向节轴线且在水平面内的线段，OF是车轮向左转动占=20。时，垂直于转向节轴线且在水平面的线段。由图3-8主销内倾角的测量计算图得（推导工程略）：jS=A/2sm6上式表明当厲为一特定角度时，主销内倾角0与测量角心e存在唯一确定关系。通常规定占转角为20°，2sin<5=0.68404，故有：A/0.68404=1.461A（2）即主销内倾角Q为实际测量角度占血的1.461倍，这样，用1.461倍的关系标定仪器，就可以直接读主销内倾角0。图3-8主销内倾角的测量原理计算图经过上述两部分的分析推导，了解了主销后倾角、注销内倾角的测量原理。但必须指出，在上述两部分推导工程中提及的

31、易、型为车轮向右转动20°时，传感器所测得的实际角度值；爲、®为车轮左转动20°时传感器所测得的角度值。在实际测量中，只要按照公式（1）、（2）换算即可。现常见的四轮定位仪在出厂前就已用上述两式对仪表进行了标定，因此，可直接读主销倾角实际测量值。虽然四轮定位仪的类型有所不同，但它们测量主销倾角的原理是相同的，所不同的仅仅是它们各自采用的测量角度的传感器不同而已，为了便于理解四轮定位仪的测试过程检测方法，下面简单介绍几种常见的测量角度的传感器：（1）光电编码器，基本上可以分为两大类：圆光栅编码器和绝对式编码器。它们的特点是：结构紧凑、信号质量好、稳定可靠和抗干扰能力

32、强。（2）光电电位器式角度传感器，没有金属丝电刷造成的摩擦力矩，其优点是：分辨率高、寿命长、扫描速度快。缺点是：输出电阻大、输出信号要经过阻抗匹配变换器。另外用于测量角度的传感器还有电感式倾斜传感器、小型双轴斜度传感器和电位式传感庚3.3转向20°时前张角的测量原理汽车使用时，由于前轮的碰撞冲击、长期在不平的路面上行驶和经常采用紧急刹车，对车辆的冲击作用都可能引起转向梯形的变形。因此会造成汽车在转向行驶工程中前轮异常磨损，操纵性变差并间接影响汽车的动力性和燃油经济性。为了检测汽车的转向梯形臂与各连杆是否发生变形，在四轮定位仪中均设置了转向20°时，前张角的检测项目。其测量方

33、法为：让被检车辆前轮停在转盘中心出，右轮沿直线行驶方向向右转20°时进行测量；左轮沿直线行驶方向左转动20°时进行测量（该转向角可直接从转盘上的刻度读出）。具体作法如下：右前轮向右转20°，读取左前轮下的转盘上的刻度X,则20°-X即为所要检测的转向20°时的前张角。一般汽车在出厂时都已给出20°-X的合格范围，将测量值与出厂值进行比较即可检测出车辆的转向梯形臂与各连杆是否发生了变形，如果超出标准值或左右转向前张角部一致，则说明该车的转向梯形臂和各连杆已发生了变形，需要进行校正、调整或更换梯形臂和各连杆。第四章汽车四轮定位的检测与维修

34、4.1四轮定位的故障诊断程序1. 四轮定位调整前应进行以下检查，（1）车轮检查。包括轮胎的磨损是否均匀轮胎的尺寸或类型配合是否恰当。轮胎的气压是否符合要求。子午线轮胎，发动机前置前轮驱动轿车，在空载时四轮胎压较低，常低于2.5bar满载时前轮胎压一般在2.5bar，后轮的胎压稍高，一般在3.0bar左右。具体数值应按照具体车型上的标示为准。如果是行驶跑偏问题，可以先将前轮左右两车轮进行互换对调，然后试车。如果车轮左右对调后跑偏方向朝向对调前的相反方向，可以确定前轮是主要的影响因素。如果前轮左右两车轮对调后跑偏方向不变，可以确定跑偏不是由车轮引起的。必须进行四轮定位测量以进一步找出原因。（2）四

35、轮悬架高度测量。每个车轮承担的重量不相同，一般发动机前置且横放轿车，前轮轴重要略高于后轮，右侧车轮的重量略高于左侧车轮，所以会使四轮悬架的高度略有差别。常以每个车轮上部翼子板下边缘到车轮有中心点为测量对像。则前轮的悬架高度一般低于后轮，同一轴的左、右侧轮重应基本一致。（3）车上负荷的检查四轮定位参数的常以空载，满箱燃油以及备胎，随车工具均处于合适位置的状态给出。所以，做四轮定位时的车上负载应该按照出产要求准确摆放。（4）零部件状态的检查四轮定位参数的改变，往往是由于零部件失效所致。所以做四轮定位参数调整前，首先应该排除零部件失效的可能。2. 路试路试的目的是为了确定故障现象。有时应当多向车主咨

36、询一下，了解一下车子的使用情况，有助于尽快解决故障。驾驶时应当检查转向盘是否平顺感觉转向盘、地板和座位的震动。注意方向是否跑偏或操纵中出现的不正常情况如转向困难转向时出现轮胎噪音，表3-1为一些常见的问题及和原因。表3-1行驶故障可能原因行驶故障可能原因方向盘太重主销后倾角太大动力转向机构故障转向盘发抖车轮动态不平衡车轮中心点偏离，产生凸轮效应，发动机运转不顺畅，制动盘异常磨损，厚度不均匀行驶跑偏后倾角不正确外倾角不正确车身高度左右不相等左右车轮气压不相等轮胎变形或不良转向系统卡住，制动片卡住。方向盘漂浮不定主销后倾角太小零部件磨损严重，间隙太大方向盘不能良好回正主销后倾角太小零部件动动干涉，

37、卡滞助力转向机构故障方向盘不正总前束正确，方向盘在中间位置时，单边前束不等轮胎羽毛状磨损前束不正确轮胎单边磨损外倾角不正确轮胎凹凸状磨损车轮动态不平衡4.2四轮定位的调整维修四轮定位参数的调整有时不能一次调整到位。四轮定位原因产生的故障，要完全解决问题，往往要进行2-3次的测量或调整才能完全排除故障。现代四轮定位仪已经比较成熟，便用起来也比较方便，只要按照仪器的操作提示进行作业即可。四轮定位仪只是我们解决问题时借助工具，不能过分依赖四轮定位仪。由于四轮定位仪本身也存在着测量误差，以用由于操作者本身操作也会引起误差。所以还得以实际行驶情况为最后的检验结果。在做四轮定位数据调整时要以先后轮，后前轮

38、，先外倾，后前束为调整顺序a后轮外倾角。b后轮束角。c前轮主销后倾内倾角。d前轮外倾角e前轮束角。在量产汽车中，很多车型只有前束和外倾这两项参数可以调整。其它的定位参数在汽车设计和制造时就可以保证参数的精度。如马自达323，只有前轮和后轮的前束可以调整；长安福特蒙迪欧只有前轮前束和后轮外倾角可以调整.某些车子，经过长时间的使用或者事故修复后，在正常的调整范围内调整，不能满足要求。但是可以通过加装调垫片或者更换偏心螺栓等方法进行深度加工调整，下面来介绍此类调整方法。1. 四轮定位参数调整方法研究前束一般可以通过调节转向机上的横拉杆就可以达到调整要求。外倾角调整要根据作业车型的悬架具体结构，选择调

39、整方法。（1）从上控制臂调整的常用方法a增减垫片调整主销后倾角和车轮外倾角，如图3-2所示。b移动上控制臂来调整前轮外倾角和主销后倾角，如图3-3所示。图3-2从上控制臂调整方法一图3-3从上控制臂调整方法二图3-4从上控制臂调整方法三图3-6从上控制臂调整方法五)图3-7从下控制臂调整方法一c旋转凸轮来调整车轮外倾角和主销后倾角。如图3-4所示。d旋转上控制臂上两个偏心凸轮来调整主销后倾角和车轮外倾角，如图3-5所示。e分别旋转两个偏心螺栓，来调整车轮外倾角和主销后倾角，如图3-6所示。(2) 下控制臂调整的常用方法a旋转偏心凸轮，可调整车轮外倾角，如图3-7所示。b调整主销后倾角时，松开环

40、销并旋转即可，调整车轮外倾角时，旋转偏心螺栓，如图3-8所示。c松开控制臂安装螺栓，旋转偏心凸轮可调整前轮外倾角，如图3-9所示。d松开下控制臂前端的球头安装螺栓，可以推进或拉出球头，从而调整前轮外倾角，如图3-10所示。调后懂対图3-8从下控制臂调整方法二图3-9从下控制臂调整方法三图3-10从下控制臂调整三图3-11从减振器顶部调整方法一(3) 从减振器顶部进行调整的常用方法a松开前减振器顶上几个定位螺栓，可以沿前卡孔左右移动减振器来调整前轮外倾角如图3-11所示。b松开前减振器顶上定位螺栓，向下推着前减振器并旋转180°，顺时针转增大外倾角，逆时针转减小外倾角，如图3-12所示

41、。(4) 从减振器支架部位进行调整的常用方法a松开减振器支架上两个螺栓，旋转上部带偏心凸轮的螺栓即可调整前轮外倾角，如图3-13所示。b松开两个螺栓向里推或向外拉轮胎，可以调整车轮外倾角，如图3-14所/示Oc松开减振器两个螺栓向外或向内移动轮胎上部，可以调整车轮外倾角。调整后可以加进楔型锯齿边铁片，即能固定又可防松脱。，如图3-15所示。图3-12从减振器顶部调整方法二图3-13从减振器支架部位调整方法一模铁图3-15从减振器支架部位调整方法三2. 前束参数单位不统一的处理方法我们知道，前束的单位表两种表示方法一种是以毫米(mm)为单位，另一种是以度数()。他们之间如何换算呢？在第二章中我们

42、给出式1-1，即L=Dxsin申式中：L单轮前束值,单位:mm；D车轮前束测量点所处的直径，单位：mm；申一一单轮前束角，单位：°在测量时我们常以轮胎的外缘为测量点。所以D可以通过轮能的型号计算出。如205/55R1691V的轮胎205:其中205表示轮胎宽度为205毫米，55表示轮胎的扁平比，即轮胎高度是轮胎宽度205毫米的55%。16为车轮轮辋的直径即16英寸。可得此轮胎的外缘处直径为2(205x55%)+16x25.4=631.9mm，即2倍的轮胎高度加上轮辋的直径。所以可由式2-1可以相互换算前束单位。4.3故障实例分析1. 故障现象制动时，左右车轮制动效能不同，致使车辆行驶方向产生偏斜。2. 故障原因制动跑偏的故障实质是两侧车轮受力不等或制动生效时间不一致。(1) 两侧轮胎气压不同、磨损程度不同。(2) 一侧制动轮缸工作不良，存在漏油火粘滞等现象。(3) 一侧制动管路漏油、凹陷堵塞使制动液流动不畅或存在空气。(4) 一侧制动蹄或制动钳摩擦片占有油污。(5) 一侧制动蹄、制动鼓或制动盘变形，致使蹄鼓(或蹄盘)贴和不良。(6) 两侧车轮制动器制动间隙