汽车检测与故障分析：课题九 四轮定位仪的使用与检测

汽车检测与故障分析章节9课题九四轮定位仪的使用与检测某客户驾车在高速公路直线行驶时发现车辆有跑偏现象，影响驾驶安全，随后到汽车4S店要求检查。依据客户反映的情况，售后服务经理要求你承接此项工作，做出工作计划和信息采集，并完成该车的检测工作任务。——检测前的准备——检测设备准备——检测——车轮定位调整一、车轮定位的目的①保证汽车的操纵稳定性、方向稳定性及最小的轮胎磨损，并在各种路况下保证这些要求的实现。②磨损、变形、损坏会使定位参数发生变化，从而导致严重事故。更换球销、摆臂、横拉杆等零件后对车轮定位参数进行调整也是必需的。③车轮定位就是对悬架及转向系各部件进行调整，以达到原设计功能。只有通过电脑四轮定位才是快捷、准确的定位方法。——车轮定位二、定位基准的优缺点（1）几何中心线定位，后轮位置发生变化，会发生定位问题。（2）推力线定位。但只要有如下任何一种变形出现，推力线位置便不正确。（3）四轮定位。就是几何中心线和推力线重合的定位。三、什么时候进行四轮定位？（1）直线行驶困难：（转向沉重、发抖、跑偏、不自动复位）驾驶时车感飘浮、颠颤、摇摆等不正常的驾驶感觉。当车辆直线行驶时需要握紧转向盘，否则车辆会往左或往右跑偏。（2）轮胎出现不正常磨损（单边磨损、波状磨损、块状磨损、偏磨等）。（3）汽车更换悬架系统或转向系统有关部件或更换新轮胎后。（4）前部经碰撞事故维修后或当事故车辆大修后。（5）车辆行驶10000km或6个月。四、后轮定位知识（1）随着现代轿车行驶速度的提高，为了保证汽车行驶安全，许多轿车不仅要求前轮定位，还需要有后轮定位。汽车后轮具有一定程度的外倾角和前束可使后轮获得合适的侧偏角，提高高速行驶的操纵稳定性。（2）与前轮外倾角一样，后轮外倾角也影响轮胎磨损和操纵稳定性。车轮外倾角是随着悬架上下移动和载荷变化而变化的，理想状态是4个车轮的运动外倾角均为零，可使轮胎和路面接触良好，获得最佳的牵引性能和操纵性能。（3）同样后轮前束不当，也会造成轮胎磨损、转向不稳定及制动效能降低等不良后果。（4）对于前轮驱动的汽车，前轮宜正前束，后轮宜负前束；后轮驱动车辆则相反。（5）各汽车生产厂家对四轮定位设计的原则不同、制造的方法不同，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，如不符合可做调整。参照点：（如右图所示）1为车轮中心线。轮胎与地面接触形成的一条直线,垂直于这条线的直线即为车轮中心线。2为车轮接触点。车轮中心线与车轮旋转轴的交点。车轮定位基准：几何中心线和推力线重合。①车轮中心线：指轮胎上对车轮轴垂直的中心线。②几何中心线：指车身纵向中心平面和过前后两车轴水平面的交线。③推力线：指后轮总前束的角平分线。——车轮校正专用术语几何驱动轴线（角）（如右图）车辆中心对称面与几何轴线之间所形成的角度。如果两个后轮成某一角度，当几何轴线位于车轴的中心对称面左侧时为正值，反之为负值。1为车辆中心对称面；2为几何轴线（推力线）。后轮前束角（单独后轮）指车辆中心线与车轮中心线之间的夹角,如果车轮的前面对着车辆中心线的内侧为正，对着外侧则为负值。前轮前束角（单独前轮）指汽车几何轴线（推力线）与车轮中心线之间的夹角，当车轮前方对着车辆中心延长线内侧时定义为正,反之定义为负。前束角之和（总前束）一根轴上，左右两个车轮前束角度之和。前束定义：前轮前束是以推力线与几何中心线重合作为参考直线，左右轮胎的中心线与其的夹角。有总前束和单独前束之分。后轮总前束的角平分线为推力线。从动轮受阻力外滚增大正前束；驱动轮增大负前束。前束的作用：消除由于外倾角所产生的轮胎侧滑。因为车轮外倾角作用使车轮顶部向外倾斜，当车辆向前行驶时，车轮要向外滚动，从而产生侧滑，会造成轮胎磨损。所以，前束作用是消除由于外倾角所产生的轮胎侧滑。正前束引起车轮内滚而悬架（车轴）使其外移，因而产生侧向外移力，胎外侧磨成羽毛状。前后轮外倾角指车轮中心接触点与垂直面之间的夹角，如果车轮顶部偏向车的外侧则为正，反之为负。正外倾：铅垂线外侧。负外倾：铅垂线内侧。正外倾角的作用：减低作用于转向节上的负荷，防止车轮滑脱。（分力F2）重载时防止内倾（重载时内倾）。减小转向操纵力（偏矩小）；减少磨损（全面接触）。负外倾角的作用：转向时，如有正外倾，则离心力使外轮外倾加大，加大磨损变形。横向稳定性差，不足转向加大，即增大横向稳定和减小胎磨损。配合负前束。转向时负前束指转向时,内侧车轮与外侧车轮之间的角度差。最大转向角度增加时，转向齿轮因这个角度而改变。转向时的负前束表示当向左,右转向时，转向梯形臂的几何关系是否正确。如果转向时的负前束正确，则左右方向的最大转角相同，测量是在内侧车轮转过20°时进行的，测量过程包括前束测量。主销内倾角指主销向内倾斜与铅垂线所形成的角度。该角可以在车轮转向时，产生一个使车轮和方向盘回到正直位置的力矩。外倾角和内倾角决定了轮胎与地面接触点的位置。内倾角可以减小车轮的力作用在悬吊上所通过的杆的长度。这样就易于转向，且当地面的起伏不规则时,不会强烈地影响转向。内倾角在向两边转20°时测量,以度为单位。主销内倾角β定义：转向节主销轴线或假想的主销轴线在横向平面内向内倾斜，与铅垂线所形成的夹角称为主销内倾角。内倾角β的作用：（1）偏置最小，操纵省力。偏置小，回跳、跑偏小。（2）自动回正。（3）过小不回正，低速偏摆（摆振）。（4）左右不等，驱动跑偏。包容角：内、外倾角的总和。转向节弯曲，包容角变化。偏矩：主销线与地面交点和胎中心线与地交点的距离。也称摩擦半径，有正负零之分。负偏距的作用：若前轮的制动器制动力不等，左轮大于右轮（F1>F2）,会产生制动跑偏，车身偏向是图示的X方向。此时两边不等的制动力，作用在负偏距R上，F1使左轮向A方向偏转，F2使右轮向B方向偏转，两方向效果综合后，使车身偏向图示的Y方向。即Y、X方向相反，但X>Y，则可减小制动跑偏的趋势。（右图）主销后倾角转向旋转轴与汽车轴的垂直线之间的夹角。主销后倾角保证车轮向前的驱动，同主销内倾角一样，还可产生恢复力促使车轮回到正前位置。主销内倾角是在两侧的转向角为20°时测量。主销内倾角在前束为零（Mercedez）或中心位置个别前束相等时进行修正。主销后倾角γ的定义：转向节主销轴线或假想的主销轴线（某些独立悬架的汽车无实际主销）在纵向平面内向后倾斜，与铅垂线所形成的夹角称为主销后倾角。主销后倾分为正后倾、零和负后倾。主销后倾作用：（1）行驶中的方向跑偏能自动回正，但转向时费力；（2）不影响轮胎磨损；（3）动力转向的车，后倾大；（4）过小易偏摆（摆振），高速摆振；（5）胎压低时可减小后倾（起后倾作用）。回正原理如图示。调整：①双叉臂调偏心凸轮；②有撑杆的调撑杆头；③下控制臂等长时后倾、外倾都变，先后再外。最大总转角在最大总转角位置时，车轮中心线与汽车中心线之间的角度。最大总转角经常作为一项在转向负前束时检查转向梯形臂的依据。轮轴偏移轮轴偏移是指两个前轮（或后轮）与地接触点的连线与垂直于推力线的直线间的夹角。当右轮在左轮前方时此角度值为正，在左轮后方时此角度值为负。横向偏横向偏位是指左（右）前轮和相应后轮与地接触点连线与推力线的夹角（即轮距向一侧变长或变短）。如果后轮超出前轮，此角度为正。轴偏位（右上图）实际的前后轴的平分中心线连线与理论车辆几何中心线的夹角，两前轮或两后轮同时横移，其他参数（如前、后轮总前束）不改变，也存在推力角。轴距偏差是指两前轮之间的连线与两后轮间连线不平行所形成的夹角。当右侧轮距大于左侧轮距时，此角度为正，反之为负。轴距变化，可以引起推力线歪斜，从而产生推力角。轨迹宽度偏差是指左前轮和左后轮与地面接触点之间的连线，同右前轮和右后轮与地面接触点之间的连线的夹角。当后部宽度超过前部宽度时，此角度为正。1．百斯巴特E8系列四轮定位仪结构（1）主机四轮定位仪主机如右图所示，由机箱、电脑主机、显示器、电源、数据线、打印机、数据接口等组成。机箱背部有电源总开关，机箱内安装有主控制板。——汽车四轮定位仪（2）传感器该机有四个传感器，分别为左前、左后、右前、右后，四个传感器不能换位安装，其结构如下图所示。（3）轮胎夹具轮胎夹具夹紧在轮胎上，用于安装传感器。该机配备有四个轮胎夹具，如右图所示，使用前根据轮辋直径大小调整轮毂支撑钮，并用三个支撑钮支撑在轮辋圆周表面（注意应避开平衡块）。（4）转盘四轮定位仪配备有两个转盘，如右图所示。转盘置于剪式举升机的前部，车辆驶上举升机时，前轮应停在转盘正中间，并拔掉锁止销。在四轮定位测试过程中转动方向盘时，转盘随车轮一起转动减小了转动力矩，转盘上黑色部分为摩擦材料，用来增大与车轮的摩擦力矩。（5）方向盘固定架和制动踏板固定撑杆在四轮定位测试过程中，要求固定方向盘，并且使用制动撑杆制动汽车。2.百斯巴特E8系列四轮定位仪工作原理（1）信号采集部分四个传感器分别通过夹具安装在四个车轮上，每个传感器上有一个红外发射和一个接收装置。每相邻两传感器之间相互发送和接收红外信号，两后轮传感器将信号发送到前轮传感器，再通过红外传输器传至电脑主机，四个传感器组成的红外光束形成了一个四边形，可以测量出四个车轮的相互关系，并确定车辆的定位参数。（2）信号处理部分信号处理部分为四轮定位主机，主要由电脑主机、显示器、电源部分、