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1、,第四章 汽车转向系检测与评价,在设计汽车时，为使转向轮具有转向轻便、准确和行驶稳定的性能，在转向车轮上设计有主销后倾角（CASTER） 、主销内倾角（KPI）、车轮外倾角（CAMBER）和车轮前束（TOTAL TOE）等四项参数(如下图)，统称为前轮定位，它是评价机动车的操纵性和直线行驶稳定性的重要参数，前轮定位值正确能使汽车的操纵性保持稳定。,一、汽车车轮定位,一、汽车车轮定位,前轮定位参数,主销在装配时，上端略有内倾，使主销轴线延长线和路面相交时，交点可与轮胎中线和路面接触点很接近。通过该交点的垂线与真实或假想的转向节主销轴线在垂直于车辆纵向对称平面的垂面上的投影锐角，就是主销内倾角。
2、所有主销内倾角都为正值。,1.主销内倾角（KPI）,二、车轮定位参数,主销内倾使得主销轴线延长线与路面交点到车轮中心面的距离减小，这样可以减小在车轮偏转时，路面作用于车轮上的阻力矩，从而使车辆的转向操纵较为轻便，并可减轻从车轮传到转向机构上的冲击。 保持车轮直线行驶的稳定性。转向轮由中立位置偏转一个角度时，轮胎的最低点将沿圆弧旋转。圆弧所在平面应和主销轴线相垂直，也就是和路面相倾斜。在轮胎旋转180度后，车轮的最低点将陷入路面以下，但实际上车轮的下边缘并不可能陷入道路下面，最低点仍在路面上，而是使转向车轮连同整个车辆前端相应的向上抬升一定高度。这时由于车辆本身的重力作用，迫使车轮自动回正恢复直
3、线行驶，起到抵抗车轮偏离直线行驶的稳定作用。这就是由于主销内倾而使转向轮具有的稳定效应。,1.主销内倾角(作用),二、车轮定位参数,主销在纵向平面内向后倾斜一定角度。通过主销中心的垂线与转向节主销轴线在车辆纵向对称平面上的投影锐角称为主销后倾角。 当主销向后倾斜时其角度为正；主销向前倾斜则其角度为负。 现代汽车的主销后倾角一般在07之间。,2.主销后倾角(CASTER),二、车轮定位参数,3.前轮外倾角(CAMBER),二、车轮定位参数,定义:在通过车轮轴线的垂面内，车轮轴线与水平线之间的夹锐角，称为前轮外倾角。一般载货汽车的前轮外倾角为1。 作用: 使前轴及悬架系统在受载后的变形和转向节各轴
4、承磨损后所增加的间隙不致引起车轮向相反方向倾斜。 产生把轮毂紧靠在轴上的轴向力，并在不增加主销内倾角的情况下减小转臂。,定义:转向车轮在装配时，两前轮中心平面相互向内偏转一个角。使车轮间后端的距离大于前端的距离，一般地说，转向轮后端距离与前端距离之差值即为前束。 作用:使前轮沿直线滚动时的横向偏离角产生附加横向反作用力和附加力矩，与前轮外倾产生的横向反作用力方向相反，可以在一定程度上抵消。,4.前轮前束(TOTAL TOE),二、车轮定位参数,对汽车行驶阻力、加速性能和燃料经济性的影响。 对直线行驶性的影响。 对轮胎磨损的影响。 前轮侧滑量过大，直接影响汽车的操纵稳定性，表现为高速时方向发抖、
5、发飘。,三、定位参数对汽车性能的影响,车轮定位参数发生变化后，汽车一般会发生侧滑，而汽车的侧滑对汽车的使用性能有着重要的影响。,三、定位参数对汽车性能的影响,1. 对汽车行驶阻力、加速性能和燃料经济性的影响,汽车前轮侧滑量过大会使汽车的行驶阻力增加，对汽车的动力性、燃料经济性及制动性能均有不利影响。由某一车型的试验可知，前轮侧滑量为5.2 m/km与前轮侧滑量为0.2 m/km相比，其滚动阻力增加了约30%，加速性能降低了约7.5%，等速行驶燃料消耗量增加了5%左右。,三、定位参数对汽车性能的影响,2.轮胎的异常磨损,在正常的使用条件下，轮胎可使用15万公里以上，当车轮定位失准后，严重者会在两
6、轮之间产生作用力的侧向力高达1500N时，一千公里可使崭新的轮胎磨损露线而报废，这就是由于前轮定位角已有标准值变到严重失准，或由于前轮、下摆臂及整车受撞击时车轮的前束角失准所造成的，通过车轮定位仪的检测和调整，可解决车轮异常磨损故障。,三、定位参数对汽车性能的影响,3.跑偏,外倾角不准不仅仅引起轮胎异常单边磨损，而且还将导致汽车跑偏，丧失保持直线行使的能力，操纵困难，增加驾驶员的疲劳强度，容易导致交通事故。另外，主销倾角不一致，两轮胎气压不一致，两轮胎工作半径不一致，两胎偏磨不一致，后轮轴与汽车的纵向轴线的垂直程度等都影响汽车的跑偏。,三、定位参数对汽车性能的影响,4.其它影响,前轮侧滑量过大
7、，直接影响汽车的操纵稳定性，表现为高速时方向发抖、发飘。一辆新换轮胎的TJ6320汽车，行驶约400 km，前轮就磨出了帘布层，驾驶员反映方向发抖、发飘，且油耗增加了许多。经检查，侧滑量大于10 m/km。将前轮侧滑调整为1 m/km后，汽车性能良好，轮胎磨损正常。,三、定位参数对汽车性能的影响,1.车轮前束和推力角的测量原理,四、四轮定位仪的测量原理,在测量前束时，必须保证车体摆正且方向盘位于中间位置，为了提高车轮前束值（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。将待检车辆置于此四边形中，通过
8、安装在车轮上的光学镜面或传感器不仅可以检测前轮前束、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）及推力角等。,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以外，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。 主销后倾角和主销内倾角不能直接测出，只能采用建立在几何关系上的间接测量，再由测得的角度推导出主销后倾角及主销内倾角。,2.主销后倾角和主销内倾角的测量原理,四、四轮定位仪的测量原理,其测量方法为：让被检车辆前
9、轮停在转盘中心处，右轮沿直线行驶方向向右转动20时进行测量；左轮沿直线行驶方向向左转动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值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给出20-X的合格范围，将测量值与出厂标准进行比较即可检测出车轮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不一致，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。,3.转向20时前张角的测量原理,四、四轮定位仪的测量原理,光学式四轮定位仪 电脑式四轮定位仪 运用CCD技术的四
10、轮定位仪,五、四轮定位仪的结构,1.四轮定位仪的分类,光学式四轮定位仪主要 由以下部件组成： 1测试投影仪 2导轨 3转盘 4万能轮镜安装架 5轮镜 6定位测量卷尺 7后轮摆正滑板 8主销内倾角测试仪,2.四轮定位仪的结构（光学式）,五、四轮定位仪的结构,电脑式四轮定位仪由主机、前后轮检测传感器、传感器支架、转盘、刹车锁、转向盘锁及导线等零部件构成。,2.四轮定位仪的结构（电脑式）,五、四轮定位仪的结构,运用CCD技术的四轮定位仪可通过四只CCD电荷耦合传感器对车辆的前、后四个车轮一次测定其定位角。特别对独立悬架机构的车轮定位检测（单个车轮的定位值）具有独特的优势。检测数据准确，且没有普通侧滑
11、试验台只能检测左、右车轮综合作用效果的弊端。它主要由专用举升器、传感器、电脑和操纵机构等组成。采用这种技术的四轮定位仪精度可以达到很高。,2.四轮定位仪的结构（CCD技术）,五、四轮定位仪的结构,（1）对被检车辆的基本要求 在检测汽车的前轮定位时，被检车辆应满足以下要求： 前后轮胎气压及胎面磨损基本一致。 前后悬架系统的零部件完好、不松旷。 转向系统调整适当，不松旷。 前后避震器性能良好，不漏油。 汽车前后高度与标准值的差不大于5 mm。 制动系统正常。,六、四轮定位仪的使用方法,1.电脑式四轮定位仪使用方法,六、四轮定位仪的使用方法,1.电脑式四轮定位仪使用方法,（2）检测准备 把汽车开上举
12、升平台，托起四个车轮，把汽车举升半米（第一次举升）。 托起车身适当部位，把汽车举升至车轮能够自由转动（第二次举升）。 拆下各车轮，检查轮胎磨损情况。 检查轮胎气压，不符合标准时应充气或放气。 作车轮的动平衡，动平衡完成后，把车轮装好。 检查车身高度，检查车身四个角的高度和避震器技术状况，如车身不平应先调平；同时检查转向系统和悬架是否松旷，如松旷则应先紧固或更换零件。,六、四轮定位仪的使用方法,1.电脑式四轮定位仪使用方法,（3）检测步骤 把传感器支架安装在轮辋上，再把传感器（定位校正头）安装到支架上，并按使用说明书的规定调整。 开机进入测试程序，输入被检汽车的车型和生产年份。 用刹车锁压下制动
13、踏板，使汽车处于制动状态。 把转向盘左转至电脑发出“OK”声，输入左转角度；然后把转向盘右转至电脑发出“OK”声，输入右转角度。 把转向盘回正，电脑屏幕上显示出后轮的前束及外倾角数值。 把安装在四个车轮上的定位校正头的水平仪调到水平线上，此时电脑屏幕上显示出转向轮的主销后倾角、主销内倾角、转向轮外倾角和前束的数值。,（1）测量前的准备 （2）定位参数的测量,2.光学式四轮定位仪使用方法,安装测试投影仪 调整投影仪上投光镜的高度 车辆的准备,数据的读取 具体测量步骤,六、四轮定位仪的使用方法,因四轮定位仪是一种较精密的检测设备，要求操作人员在使用前需经过专业培训，并且在使用定位仪前应先仔细阅读四
14、轮定位仪的产品说明书，以便更好地了解四轮定位仪的操作过程。在安装设备时一定要按照产品说明书上的要求去做； 传感器是电脑式四轮定位仪的重要元件，使用前要进行校正，以保证测试精度； 传感器是计算机式四轮定位仪的核心元件，在使用前需要进行校正以保证测试精度； 传感器在卡盘轴上安装要妥当，在不用时应妥善保存，避免受到损害，电测类传感器在通电前应该接线安装完毕，不要带电接线，以避免电子震荡，冲击损坏器件； 四轮定位仪需要移动时，注意不要使其受到震动，否则可能会损坏传感器及计算机等部件；,六、四轮定位仪使用注意事项,汽车转向轮侧滑与车轮定位结构参数有关，因此，经检验侧滑量不符合标准规定者，必须调整前轮定位结构参数。 主销后倾角的故障 主销内倾角的故障和调整 车轮外倾角的故障和调整 车轮前束的故障与调整 侧滑量不合格时的调整,七、转向系定位常见故障,作业题 汽车车轮定位参数有哪些？ 车轮定位参数对汽车使用性能有哪些影响？ 汽车侧滑量的检测步骤是什么？ 四轮定位仪在使用时应注意哪些问题？ 转向系常见的的定位故障有哪些？,
