第一章 四轮定位角度理论为了保证汽车直线行驶的稳定性和操纵的轻便性,减少汽车轮胎和其它机件的磨损,必需考虑许多因素来确定车轮与地面的角度,转向车轮、转向节和前轴三者与车架的安装应保持一定的相对位置,这种具有一定位置的安装称为转向轮定位,也称前轮定位以前通常的车轮定位是指前轮定位,现在的车辆除前轮定位外还需要后轮定位,即四轮定位四轮定位的作用就是使汽车保持稳定的直线形式和转向轻便,并减少汽车在行驶中轮胎和转向机构的磨损检测汽车车架、悬挂构件,车轮三者之间及四个车轮之间,在xyz轴方向的角度位置关系随着高速公路和高级轿车的快速发展,车轮对于汽车就显得尤为重要,“千里之行始于足下”车轮一旦出现故障,车辆将会出现跑偏、吃胎、发抖、耗油、悬挂零件磨损、不能高速行驶等问题车辆出现这样的故障不但行驶不舒适,不经济,又极不安全换句话说,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、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,就应该考虑做四轮定位了在制造汽车底盘时为了保证车辆行驶的安全性和使用寿命,在底盘上设置一些特定的技术参数也就是我们常说的定位角度。
新车出厂后行驶一定时间后,底盘上各零部件间配合发生变化,或由于各个部件发生变形,以及维修人员在更换零部件时没有完全恢复出厂参数,导致定位角度发生变化另外,由于交通事故和车辆长期行驶在坑洼不平的道路上,使车辆出厂参数遭到破坏,也会使定位角度发生变化因此出现方向转向沉重、发抖、跑偏、吃胎等现象发生通过专用的仪器对车辆进行精确的测量后,根据测量结果及原厂设计标准对照,对车辆进行综合诊断后、进行调整、维修等作业,意在使汽车恢复原厂标准,达到最佳的操纵和行驶状态,统称之为汽车完全四轮定位四轮定位在调整和测量的过程中,要用到底盘的各个角度知识,并且要掌握各个角度所产生的故障现象,分析车辆产生故障的最终根源,通过定位仪的标准数据找出车辆角度的最佳的角度状态,根据测出的数据来调整,将车辆调整到最佳的状态在调整四轮定位的过程中会遇到各种各样的车型和各种各样的问题,用来解决这些问题的调整手段也各不相同但归根结底是要用到四轮定位理论的角度知识和汽车底盘维修的知识因此我们要熟练的掌握这些知识在以下的内容中将详细讲述汽车的底盘角度知识和汽车的底盘结构综合理论,以供用户参考学习借鉴 编者言第一节 外 倾 角一、 外倾角的定义轮胎的顶端相对于底端向外或向内倾斜的角度。
从前后方看车轮,穿过车轮中心平面与地面的铅垂线的夹角叫做外倾角前轮在转向装置位于中心位置时测量,后轮在正前打直位置测量(四轮转向)轮胎的上缘偏向内侧(靠近发动机)时为负外倾轮胎的上缘偏向外侧(远离发动机)时为正外倾二、 外倾角的作用1、 保证轮胎与地面的良好接触,增加轮胎的附着力改善汽车的动力2、 防止车轮不均匀的磨损0外倾)3、 减低作用于转向节上的负载,防止转向节产生弯曲正外倾)4、 防止车轮滑脱正外倾)5、 防止由于负荷而产生的不需要的外倾角正外倾)6、 减小专项操纵力正外倾)7、 使轮胎内外侧磨损均匀,提高车身的横向稳定性负外倾)三、 症状判断1、正外倾角太大的影响:(1) 轮胎外侧单边磨损(2)悬挂系统零件磨损加速(3)车辆会朝着正外倾角较大的一侧跑偏2、负外倾角太大的影响:(1) 轮胎里侧单边磨损;(2) 悬挂系统零件磨损加速;(3) 车辆会朝着负外倾角较小的一侧跑偏四、 案例左前轮外倾角设定为1.0°,右前轮外倾角设定为0.5°,车辆向左跑偏一般情况下左、右轮外倾角相差超0.5°,车辆就出现跑偏的趋势注:后轮外倾角跑偏判断与前轮相反四、 外倾角的测量和调整(1)测量:测量外倾角前,必须认真检查车况、车身高度(悬架高度)、支臂球头、支臂胶套等。
然后把车停在水平定位平台,方可进行测量2)调整:外倾角的调整根据车型不同而各有不同可以分为可调式、不可调式后者一般采用换件的方法解决,还有一种外力校正的方法可调式主要的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、下控制臂的调整等五、 调整举例1、 车架与控制臂之间加减垫片(图2-8)2、 大梁槽孔的调整(图2-9)3、 同心凸轮的调整(图2-10)4、偏心球头的调整(图2-11)5、减震器上支柱的调整(图2-12)第二节 前 束一、 前束角的定义从车辆后方看,左右轮胎垂直中心线与车轴等高水平中心线相交的两点距离与转到前方180度同一两点间距离的差值称为前束值总前束是由左右两个车轮的分前束角之和来计算的,是以车轮几何中心线为基准的;单独前束是指车辆中心线与单个车轮旋转平面间的夹角零前束:左右轮的中心线,其前端与后端的距离相等正前束:左右轮的中心线,其前端小于后端的距离负前束:左右轮的中心线,其前端大于后端的距离二、 前束角的作用降低轮胎磨损与滚动磨擦,消除由于外倾角所产生的轮胎侧滑1、外型与前束角的关系因为斜线轮胎的胎面和胎肩容易产生较大的变形,从而产生加大的外倾推进。
因此斜线轮胎采用的车轮前束值,大于子午线轮胎所采用的车轮前束值2、刚性悬架与前束角的关系因为车辆在行驶过程中,来自不同方向的作用力均施加在悬架上,使车轮向于后束为防止这一现象,某些车辆当外倾角为零时,也需要较小的前束值三、 症状判断1、正前束太大的影响:轮胎外侧磨顺会有正外倾角太大所造成的磨损形态,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转向不稳定, 直行性差;车轮发抖2、负外倾太大的影响:轮胎内侧磨损会有负外倾角太大所造成的磨损形态,胎纹磨损形式为羽毛状当用手从外侧内外侧抚摸,胎纹外缘有锐利的刺手感觉转向不稳定,直行性差;车轮发抖四、 前束的调整1、前轮调整方法:调整可调式拉杆,在调整前先将左右两边的球头锁止螺栓松开,夹紧方向盘正中心位置在根据电脑提供的资料进行同时调整2、后轮调整方法:(1)原厂调整器(2)垫片(3)偏心螺栓或衬套(4)长孔(5)偏心凸轮第三节 主销后倾角一、主销后倾角定义:上球头或支柱顶端与下球头的连线(这条线称为主销轴线,即转向时车轮围绕其进行转向运动的转向轴线)从侧面观察,向前或向后倾斜的角度,叫作主销后倾角向后倾斜称为正主销后倾角,如图所示向前倾斜称为负主销后倾角。
如图所示与铅垂线重合称为零后倾角,如图所示 二、后倾角的作用和影响1、主销后倾角的作用是产生车轮回正力矩,使车轮复位以及提高直行行驶的稳定性2、主销后倾角产生的回正力矩使车辆行驶方向自动回正角度越大回正力矩越大)3、保持车辆向正前方行驶4、主销后倾角左右数据不相等时车辆会产生跑偏趋势,向数据较小的一侧跑偏三、症状判断1、主销后倾角太小造成不稳定,转向后缺乏方向盘自动回正能力;车速高时发飘(车辆在高速公路上行驶时,应对此项予以充分重视2、主销后倾角太大造成方向盘沉重,转向时操纵费力3、主销后倾角不对称造成跑偏:左、右两轮之主销后倾角不相等超过30′(0.5°)时车辆出现跑偏,跑偏方向朝向主销后倾角较小的一侧四、案例分析左前轮主销后倾角设定为+0.5°,右前轮主销后倾角设定为+1.5°,则这辆车向左跑偏在车辆设计中,有时为克服躬行路面给车带来的跑偏趋势,故意设计右侧主销后倾角略大于左侧在实际调整过程中为克服路面带来的跑偏趋势,有时候故意得将车辆的右侧主销后倾角调整的略大于左侧六、 主销后倾角测量和调整(1)测量:测量后倾角前,必须认真检查车况,扭转杆、减震弹簧或横向控制臂松动或弯曲、胶套、车架是否变形等。
然后把车停在水平定位平台,方可进行测量2)调整:应根据车型不同,可以分为可调式、不可调式后者一般采用换件的方法解决,还有一种外力校正的方法其调整的方法有以下几种:垫片、偏心凸轮、长孔、支柱杆、支柱旋转、偏心球头、大梁槽孔、平衡杆等七、 调整举例1、车架与控制臂之间加减垫片如果车辆的上控制臂在加减垫片时,垫片的加减数量相同则不会影响外倾角要先调整后倾角,否则外倾角调整后再调整后倾角时,将改变外倾角的大小2、大梁槽孔的调整3、不同心凸轮螺栓的调整 4、支杆的调整 5、不对称臂的调整 第四节 退缩角一、退缩角的定义一边轮胎比另一边较为退后成为退缩角右轮相对于左轮向前时称为正退缩角右轮相对于左轮退后时称为负退缩角二、 退缩角形成的原因制造厂特别的设计,主要是抵消路拱的影响,或由于撞击而形成三、故障分析判断退缩角事实上反映了车辆轴距的变化退缩角达到某种程度,车辆将出现跑偏跑偏方向朝向轴距较小一侧四、退缩角的调整方法退缩角一般是由于撞击造成的,有时主销后倾角可以调整到标准范围内,但退缩角是无法调整过来的,要想彻底解决问题,只有发动机支架和承载式车身校正到标准值,这一项工作一般是由车身钣金工来完成的。
五、案例:车辆的前轮退缩角为1.0°,车辆向左跑偏左、右轮外倾角相差超0.5°,车辆就出现跑偏第五节 推 力 角一、 推力角的定义后轮中前束的平分线称为推力线车身的几何中心线与推力线形成的夹角叫推力角(又叫作推进角)二、推力角生成的原因(1) 伴随退缩角的生成而生成;(2) 后束角不对称三、推力角造成的影响推力角的存在,使汽车的后轴运动轨迹与汽车的几何中心线不重合,导致汽车转向拉力和轮胎的非正常磨损1)轮胎磨损 (2)转向轮失调(3)跑偏 (4)车身歪斜的直行(5)方向盘偏斜四、推力角的修正方式(1) 调整车辆的后轮前束; (2)原车厂之调整器;(3) 在轮轴与轮毂之间加装楔形垫片; (4)凸轮或其它后装调整器;(5)大梁校正 (6)推进线板(Specialty 公司出产)第六节 主销内倾角·包容角·磨擦半径、转向角一、内倾角的定义由车辆前方观察,转向轴线与铅垂线所成的夹角主销内倾角对绝大多数的车辆来说都是不可调整的角度内倾角的作用:1、减少转向的纵向力2、减少回跳和跑偏的现象3、改善车辆直线形式的稳定性一般来说主销内倾角和摩擦半径是不可调整的角度,但是在调整外倾角或更换悬挂件是可以改变内倾角和摩擦半径。
二、包容角:主销内倾角与外倾角之和称为包容角三、 磨擦半径: 在地平面上观察,主销内倾角延长线以及轮胎中心线都会与地面有交汇点两交汇点的距离就称为磨擦半径当主销内倾角延长线与地面交汇点在轮胎中心线内侧,称为正磨擦半径,反之称为负磨擦半径 磨擦半径的作用:1、增加操控稳定性,转向后自动回正能力2、摩擦半径(主销偏置距)是由外倾角、内倾角和轮辋宽度影响的四.转向角 车辆在转弯时两前轮的相对位置,转向角也可称为:转向前展、转弯半径转向角的功能:(1) 避免侧滑;避免轮胎过度磨损;(2) 避免转弯时轮胎啸叫;可诊断出变形之零件如果转向前展角度超差1.5°,车辆在过弯时轮胎会发出尖锐噪音其可能原因是转向前臂变形弯曲一般来说,转向角是不可调整的只能通过更换零件改正缺陷主销内倾角、包容。