汽車四輪定位論文

1、一、引言四輪定位是立體幾何學(xué)在工程實踐中成功應(yīng)用的范例之一。它整合了轉(zhuǎn)向節(jié)、懸架、車橋和車輪系統(tǒng)的所有的幾何因素，使車輛在行駛時滿足駕乘人最大的舒適度。四輪定位的內(nèi)容包括：主銷后傾角、主銷內(nèi)傾角、前輪外傾角、前輪前束、前輪外展、后輪外傾角、后輪前束。四輪定位的作用是使汽車保持穩(wěn)定的直線行駛和轉(zhuǎn)向輕便，并減少汽車在行駛中輪胎和轉(zhuǎn)向機件的磨損。四輪定位相關(guān)的因素有：主銷后傾角、主銷內(nèi)傾角、車輪外傾角、前束角、包容角、推進角及磨擦半徑等。國內(nèi)對于汽車檢測四輪定位還是有很多誤區(qū)的?！笆裁词撬妮喍ㄎ唬俊?、“為什么要檢測四輪定位？”、“如何檢測四輪定位？”、“怎么做才是合格的四輪定位”，這一連串與用戶切身

2、利益相關(guān)的問題，還得依賴我們從業(yè)人員的自覺和覺悟。二、 汽車車輪定位原理 四輪定位相關(guān)的因素：主銷后傾角、主銷內(nèi)傾角、車輪外傾角、前束角、包容角、推進角及磨擦半徑等。（一）主銷后傾角和主銷內(nèi)傾角1.車輪外傾角、主銷后傾角和主銷內(nèi)傾角這三個測量參數(shù)的測量都是關(guān)于角度的測量，除了光學(xué)式四輪定位儀測量車輪外傾角和車輪前束時，采用的不是測量角度的傳感器，其余各種類型的四輪定位儀均是采用測量角度的傳感器，包括車輪前束角都可以用角度傳感器直接或間接測量。 2.主銷后傾角和注銷內(nèi)傾角不能直接測出，只能用建立在幾何關(guān)系上的間接測量。為了容易理解測量原理，我們不妨先從感性上來認識。 3.以套筒扳手為例

3、，先將扳手桿垂直立于桌面上，扳手接桿與視線垂直并使扳手接桿保持水平，此桿即為轉(zhuǎn)向節(jié)軸（面向車頭看為左前輪軸）。將扳手桿下端向自己面前偏轉(zhuǎn)一個角度，即形成主銷后傾角，然后由此位置繞扳手手柄軸線分別向里、向外各轉(zhuǎn)動一個角，這時就會發(fā)現(xiàn)扳手接桿繞水平面分別向上、向下偏轉(zhuǎn)了一個角。4.主銷后傾角：從車輛的側(cè)面觀察上球頭或支柱頂端與下球頭之連線（假設(shè)的轉(zhuǎn)向軸線）向前或向后傾斜，即轉(zhuǎn)向軸線與地面的垂線之間的夾角。后傾角包括正的后傾角與負的后傾角以及零的后傾角3種。主銷后傾角的作用是使車輪復(fù)位以及提高直線行駛的穩(wěn)定性，產(chǎn)生的回正力矩使汽車在行駛中若偶遇外力作用能自動回正汽車轉(zhuǎn)向輪設(shè)置主銷后傾角的目的。

4、60;   后傾角的主要功能是使車輛保持向正前方行駛。后傾角的角度不會影響輪胎磨，它是用來穩(wěn)定車行方向和轉(zhuǎn)向時能自動回正。（二）外傾角從汽車的前方看輪胎的幾何中心線與地面的鉛垂線的夾角，稱為外傾角。輪胎的上緣偏向內(nèi)側(cè)（靠近發(fā)動機）或偏向外側(cè)（偏離發(fā)動機）。當(dāng)輪胎中心線與鉛垂線重合時，稱為零外傾角，其作用是防止輪胎不均勻的磨損。當(dāng)輪胎中心線在鉛垂線外側(cè)時的夾角稱為正外傾角，其作用主要是減低作用于轉(zhuǎn)向節(jié)上的負載、防止車輪滑落、防止由于載荷而產(chǎn)生不需要的外傾角及減小轉(zhuǎn)向操縱力。當(dāng)輪胎中心線在鉛垂線內(nèi)側(cè)時的夾角稱為負外傾角，其作用是可使內(nèi)外側(cè)滾動半徑近似相等，使輪胎的內(nèi)外側(cè)磨損均勻

5、，還可以提高車身的橫向穩(wěn)定性。（三）前束1.前輪前束是從車輛前方看，于兩輪軸高度相同之下測量，左右輪胎中心線其前端與后端距離之差值稱為總前束。2.前束的作用是消除由于外傾角所產(chǎn)生的輪胎側(cè)滑。當(dāng)正前束太大時，輪胎外側(cè)磨損會有正外傾角太大所形成的磨損狀態(tài)，胎紋磨損形式為羽毛狀。當(dāng)用手從內(nèi)側(cè)向外側(cè)撫摸，胎紋外緣有銳利的刺手感覺。當(dāng)負前束(后束)太大時，輪胎內(nèi)側(cè)會有負外傾角太大所形成的磨損形態(tài)，胎紋磨損形式為羽毛狀。當(dāng)用手從外側(cè)向內(nèi)側(cè)撫摸，胎紋外緣有銳利的刺手感覺。3.當(dāng)一個轉(zhuǎn)向機構(gòu)的桿件長度不符合設(shè)計規(guī)范或安裝角度不正確，就會使車輪前束發(fā)生變化，或者轉(zhuǎn)向時出現(xiàn)抖動，隨著懸掛系統(tǒng)的壓縮和拉伸，桿件的外

6、端會上下運動（如圖4所示）。如果桿件的長度和角度不正確，它就會推拉轉(zhuǎn)向臂，把車輪轉(zhuǎn)向另一個方向，當(dāng)汽車駛過一個突起或一個凹坑時，駕駛員會感覺到轉(zhuǎn)向輪猛地轉(zhuǎn)向另一邊。（四）轉(zhuǎn)彎外傾1.轉(zhuǎn)彎外傾也稱為轉(zhuǎn)向半徑或阿克曼角。當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎時，前輪外側(cè)車輪轉(zhuǎn)向角小于內(nèi)側(cè)車輪，這使得兩前輪在轉(zhuǎn)彎時車輪有后束的傾向（如圖5所示）。2.一定的轉(zhuǎn)向外傾是必要的，因為外側(cè)車輪必須比內(nèi)側(cè)車輪轉(zhuǎn)彎半徑大。如果兩側(cè)車輪轉(zhuǎn)向角度相等，則外側(cè)輪胎以小半徑轉(zhuǎn)彎時，將會產(chǎn)生拖滑。3.設(shè)計轉(zhuǎn)向幾何參數(shù)時應(yīng)考慮轉(zhuǎn)向外傾，而且左右外傾的參數(shù)必須相等。轉(zhuǎn)向外傾不可調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)向外傾角左右不等或者不符合規(guī)范都是由于車輛被損壞造成的。（五）轉(zhuǎn)向軸

7、內(nèi)傾轉(zhuǎn)向軸內(nèi)傾（SAI）是指從車前看過去，轉(zhuǎn)向軸偏離鉛垂線，它是由支撐桿座低位和高位球頭萬向節(jié)中心線形成的（如圖6所示）。同主銷后傾角一樣，轉(zhuǎn)向軸內(nèi)傾會影響汽車的轉(zhuǎn)向性和穩(wěn)定性。對一個主銷后傾較小的懸架來說，大的轉(zhuǎn)向軸內(nèi)傾能保證可靠的轉(zhuǎn)向性和穩(wěn)定性。 轉(zhuǎn)向軸內(nèi)傾角加上前輪外傾角形成所謂的內(nèi)外傾總角（如圖7所示）。如果外傾角是正的，內(nèi)外傾總角就比轉(zhuǎn)向軸內(nèi)傾角大；如果外傾角是負的，內(nèi)外傾總角就比轉(zhuǎn)向軸內(nèi)傾角小。了解轉(zhuǎn)向軸內(nèi)傾角、前輪外傾角和內(nèi)外傾總角有助于我們診斷轉(zhuǎn)向節(jié)和懸架中出現(xiàn)的故障。（六）推力角推力角是汽車的幾何中心線與后輪的指向（即推力線，譯者注）之間形成的角度（如圖8所示）。如果后輪指向

8、正前方，軸向推力線和汽車幾何中心線一致，則推力角為零。當(dāng)汽車直線行駛，后輪驅(qū)動汽車沿著推力線前進，因此零推力角是理想的。調(diào)整后輪前束的同時應(yīng)該調(diào)整推力角，但是后懸架設(shè)計可能不允許根據(jù)后輪前束的變化調(diào)整推力角。如果推力角不能調(diào)整，與其讓前輪根據(jù)汽車幾何中心線定位，不如根據(jù)推力線定位。如果前輪與汽車幾何中心線對準，而后輪沿著一條不與幾何中心線平行的推力線驅(qū)動，將會出現(xiàn)轉(zhuǎn)向輪扭曲、行駛過程中前輪外傾和前束不正確、輪胎加速磨損或跑偏等。三、為什么要檢測四輪定位 四輪定位維修保養(yǎng)服務(wù)的目的，就是通過定位角度測量診斷車輛的上述不適病因并予以治療。車要跑得快，當(dāng)然前提是它得直著跑。不知道有多少車主關(guān)心過自己

9、愛車的行進軌跡，刨去路不平不算，一般汽車在坦蕩的直路上走個1000米，最大的偏差也應(yīng)控制在四五米以內(nèi)才算正常。超出這個指標的勸您還是到專業(yè)維修站做個全面檢測，因為跑偏容易引發(fā)多種危險，后果絕對不容忽視。 跑偏輕則造成啃胎、輪胎報廢，重則引發(fā)爆胎、車輛失控等危險狀況的發(fā)生。據(jù)調(diào)查，對于普通的家庭轎車而言，在150km/h下發(fā)生爆胎后生還的概率還不到20%；跑偏雖不是那種立馬就能讓車拋錨的毛病，但長期駕駛跑偏的車輛還是存在諸多隱患的，所以再次奉勸車主還是應(yīng)當(dāng)有病盡早醫(yī)。四輪定位的作用是使汽車保持穩(wěn)定的直線行駛和轉(zhuǎn)向輕便，并減少汽車在行駛中輪胎和轉(zhuǎn)向機件的磨損。由于各汽車生產(chǎn)廠家對四輪定位

10、原設(shè)計的不同、制造的不同，使得各輪的各種傾角和束值就各有不同，并且有可調(diào)部分和不可調(diào)部分之分。檢測四輪定位就是通過四輪定位儀，檢測出被測車輛的各輪傾角和束值是否符合原廠標準，如不符合可做隨機調(diào)整。換句話說，當(dāng)駕駛員感到方向轉(zhuǎn)向沉重、發(fā)抖、跑偏、不正、不自動復(fù)位或者發(fā)現(xiàn)輪胎單邊磨損、波狀磨損、塊狀磨損、偏磨等不正常磨損以及駕駛時車感飄浮、顛顫、搖擺等不正常的駕駛感覺，行駛中轉(zhuǎn)向盤不正或行車方向的跑偏現(xiàn)象出現(xiàn)時，就應(yīng)考慮檢測四輪定位了。四、用四輪定位儀檢測車輪定位（一）四輪定位儀組成要進行四輪定位，就需要用到四輪定位儀，它主要由兩大部分組成：一部分是計算機軟硬件，計算機是我們常見的PC機，這部分的

11、關(guān)鍵是車規(guī)數(shù)據(jù)庫；另一部分就是傳感頭，傳感頭主要由兩種傳感元件組成：角度計、電位計（拉線式）或紅外成像傳感器（紅外線式）。電位計或紅外成像傳感器用來測量束角、退縮角、推進角、輪距角，角度計用來測量外傾角。在打方向盤測量時，角度計和電位計或紅外成像傳感器結(jié)合起來，由計算機對結(jié)果進行計算，可以測量主銷后傾角、主銷內(nèi)傾角以及轉(zhuǎn)向角。所以，束角、退縮角、推進角、輪距差以及外傾角是不打方向就可以直接進行測量的角度，主銷后傾角、主銷內(nèi)傾角以及轉(zhuǎn)向角是必須打方向盤間接進行測量的角度。（二）車輛準備工作在被測車輛開上舉升機之前，需要檢查四個車輪的胎壓是否符合標準胎壓。輪胎花紋是否嚴重磨損，檢查輪胎和輪胎鋼圈，

12、檢查輪胎動平衡及輪胎氣壓是否符合標準；檢查前懸掛各部件拉桿、球頭、下擺臂、左右減振器、輪芯軸承及前橫梁等部件是否正常。如發(fā)現(xiàn)異常必須立即排除；檢查左右兩側(cè)軸距是否符合標準；在檢查1-3項檢查合格后，方可進行四輪定位。確定舉升機兩個承載板的寬度與被測車輛的前、后軸距一致，然后將舉升機降至最低點，確保轉(zhuǎn)角盤和后滑板的固定銷都插好之后，再將被測車輛開上舉升機。車輛在舉升機上應(yīng)處于正前方向，不要使車身歪斜。車輛的兩前輪要落在兩轉(zhuǎn)角盤的中心上，同時轉(zhuǎn)角盤的圓盤要均勻分布在輪胎的兩側(cè)。車輛熄火后，拉上手剎，搖下左前側(cè)車窗玻璃，司機離開車輛。操作員需要分別用力壓車身的前部和后部，以使車輛的懸掛復(fù)位。之后是安

13、裝四個卡具。（三）安裝卡具根據(jù)所測車輛的車輪尺寸對卡具進行調(diào)整。首先調(diào)整下方兩個尼龍爪位置到合適的尺寸位置，然后調(diào)節(jié)兩個卡臂的伸出長度。先將下方的兩個尼龍爪頂在鋼圈的凸起的外沿，然后再松開上方尼龍爪的旋鈕，調(diào)整它的位置，使之也頂在鋼圈的凸起的外沿，然后再擰緊旋鈕。下一步是用兩手同時推動卡具上的活動桿，使卡臂能夠卡在輪紋內(nèi)，然后掛上安全鉤，檢查卡具是否安裝牢固。（四）安裝定位儀將四個傳感器按照對應(yīng)車輪的位置安裝到卡具上。要注意在傳感器的定位軸上要涂抹稀的潤滑油(不能涂黃油)，以防止長時間插拔后造成定位軸磨損，無法準確安裝到位，影響測量精度。連接通訊電纜和轉(zhuǎn)角盤電纜。把電纜插頭上的箭頭和插座上的箭

14、頭標記對好之后，就可以直接插入。四根電纜的差別只是長度不同，兩根6.5米的電纜是用來連接定位儀和兩個前輪上的傳感器，兩個4.5米的電纜是在前后傳感器之間互相連接。每個傳感器上有3個插座，上面兩個是完全一樣的，最下面的一個是用來連接轉(zhuǎn)角盤。電纜連接好之后，拔掉轉(zhuǎn)角盤和后滑板上的固定銷。將車輛舉升后落到舉升機最低一格的安全鎖止位置，以保證舉升平臺處在水平狀態(tài)。定位儀開機，傳感器上的電源指示燈亮，按R鍵或相應(yīng)的位置鍵激活各個傳感器，把傳感器上放水平后擰緊固定旋鈕，水平氣泡處在大致中央的位置。（五）操作定位儀開機之后，批處理程序會自動進入測量程序的初始狀態(tài)，等待用戶進行下一步的操作。按F3鍵可前進到下

15、一步。屏幕上出現(xiàn)“TEST”，表示系統(tǒng)正在刷新所記憶的上次測量的信息。然后程序開始測量步驟。測量步驟主要分四步，首先是測量前的準備工作，包括輸入登記表格，選擇車型和偏位補償。輸入登記表格：包含了各項客戶信息，可以任意選擇要輸入的項目，并且將來可以根據(jù)所輸入的項目來調(diào)出此次測量結(jié)果數(shù)據(jù)。一般可以車輛牌照號或維修單編號來輸入相應(yīng)條目，以便將來調(diào)取。輸入信息可以是英文字母或數(shù)字，沒有漢字輸入。填完表格之后，按F3進入車型選擇界面。選擇出對應(yīng)于所測車輛的車型之后，如果需要做偏位補償，則按F3前進，否則按F4停止。偏位補償：如果所使用的卡具是快速卡具，則只有在鋼圈損壞程度較嚴重時，才需要做偏位補償(對于

16、AudiA6或PassatB5，測量前必須做偏位補償);如果所使用的是自定心卡具，則對所有車輛必須做偏位補償。做偏位補償?shù)囊c：(1)輪胎轉(zhuǎn)動方向應(yīng)為車輛正常行駛時的轉(zhuǎn)動方向。(2)調(diào)整前檢測：安裝好定位儀設(shè)備附帶的剎車鎖。進入調(diào)整前檢測步驟，屏幕上會出現(xiàn)方向盤對中提示圖案。在綠色區(qū)域內(nèi)，表示可以接受的范圍，但是在綠色范圍的左右兩側(cè)的測量結(jié)果，會相差5分左右。因此，最好是將箭頭對中綠色區(qū)域的中間黑線處。打方向盤的順序為：先對中，然后向右20度，再向左20度，接著對中。此時屏幕上出現(xiàn)測量得到的前輪前束時。按F3鍵進入到測量最大總轉(zhuǎn)角的步驟，使用電子轉(zhuǎn)角盤的定位儀可以通過這個步驟自動測量出最大總轉(zhuǎn)

17、角。先對中方向盤，然后按照屏幕提示，取下兩個前部傳感器。待屏幕上顯示出測量等待畫面后，連續(xù)向右打方向盤直到打不動為止，然后穩(wěn)定住不松手。等到測量結(jié)束后，再連續(xù)向右打方向盤直到打不動為止，然后穩(wěn)定住不松手。等到測量結(jié)束后，屏幕自動顯示出所有的測量數(shù)據(jù)。再裝上兩個前部傳感器，如果測量出的數(shù)據(jù)中，可調(diào)數(shù)據(jù)有超出允許范圍的，則可進入到定位調(diào)整的步驟。定位調(diào)整：做定位調(diào)整前，先用方向盤鎖將方向盤固定成水平狀，再升起舉升機到合適調(diào)整的高度，將舉升機鎖止在水平安全位置。將四個傳感器調(diào)整為水平狀態(tài)，再操作定位儀進入定位調(diào)整操作。調(diào)整程序會先顯示車輛后軸個參數(shù)的測量值，如果車輛后軸參數(shù)是可調(diào)的(多數(shù)車輛的后軸定

18、位參數(shù)是不能調(diào)整的)，則可參照屏幕上顯示的數(shù)據(jù)進行調(diào)整，屏幕顯示的數(shù)據(jù)會隨時顯示當(dāng)前調(diào)整后的參數(shù)數(shù)據(jù)。后軸定位參數(shù)調(diào)整完后，按F3可進入前軸調(diào)整步驟。前軸外傾角的調(diào)整按照車輛底盤的結(jié)構(gòu)可分為兩種，一種是需要舉升前軸使前軸車輪懸空才能調(diào)整外傾角;另一種是不需要舉升前軸就可調(diào)整外傾角。（六）對于需要舉升前軸調(diào)整外傾角的車輛定位的調(diào)整按F3鍵直到屏幕上出現(xiàn)前軸調(diào)整畫面。此時屏幕上同時顯示出前軸的五個定位參數(shù)的數(shù)據(jù)值，他們分別是：左、右輪外傾角，左、右輪前束，前輪總前束。然后按F7鍵，屏幕上出現(xiàn)提示語句，提示您此時可以用二次舉升器將車輛的前軸舉起。在您用二次舉升將車輛前軸舉起后，再按F3鍵前進，此時屏

19、幕顯示左右輪外傾角的數(shù)據(jù)。現(xiàn)在就可以按照屏幕顯示的數(shù)據(jù)進行外傾角的調(diào)整了。 調(diào)整完左、右輪的外傾角后，按F3鍵前進，則屏幕上出現(xiàn)“現(xiàn)在可以將二次舉升放下”的提示，此時可以放下二次舉升，當(dāng)車輛前輪在舉升機平臺上落穩(wěn)之后，拽住車輛前軸的懸架部分，下拉幾次，以使車輛前軸的懸掛復(fù)位。車輛放好之后，再按F3鍵，此時屏幕顯示又重新回到前軸調(diào)整畫面。現(xiàn)在可以在前軸調(diào)整畫面下，按照顯示的左、右輪前束值調(diào)整左右輪前束。當(dāng)左右輪前束和總前束都調(diào)整好后，按F4鍵結(jié)束定位調(diào)整過程。對于不需要舉升前軸調(diào)整外傾角的車輛，則可在前軸調(diào)整畫面下，按照先調(diào)外傾角，再調(diào)前束的順序，參照屏幕上實時顯示的各參數(shù)值，分別調(diào)整左右外傾角

20、、左右前束值。調(diào)整好之后，按F4結(jié)束定位調(diào)整過程。調(diào)整后檢測：將舉升機降回到調(diào)整前測量時的高度，將舉升機鎖止在水平安全位置。進入調(diào)整后測量步驟，此時屏幕上顯示出當(dāng)前的兩前輪的單獨前束值。按F3前進，其余步驟與調(diào)整前檢測的步驟相同。如果在此步驟中顯示的兩前輪的單獨前束值與定位調(diào)整過程中調(diào)整好的前束值有較大差別，原因可能是因為在調(diào)整結(jié)束后，將車輛落下來的過程中，方向盤位置發(fā)生了改變，導(dǎo)致兩前輪的位置改變。因此每個車輪的單獨前束值會與定位調(diào)整時的值不同，但前輪總前束不會改變。但由于進入調(diào)整后檢測時所顯示的前輪單獨前束值會被記錄，并在最后的測量結(jié)果中顯示出來，從而使得調(diào)整結(jié)果報告中的前輪單獨前束值有可

21、能為不合格。而實際情況是前輪總前束是合格的，只是因為方向盤沒有對中而導(dǎo)致單獨前束值處在允許范圍之外。為防止這種情況出現(xiàn)，在調(diào)整后測量步驟中，如果發(fā)現(xiàn)所顯示的每個車輪的單獨前束值與定位調(diào)整時的值有較大不同時，按F3前進，直到屏幕上出現(xiàn)對中方向盤的圖示后，依圖示對中方向盤。然后按F4鍵退出調(diào)整后檢測步驟，再重新進入調(diào)整后檢測步驟。此時因為有了前一步的方向盤對中，所以屏幕上顯示的應(yīng)為方向盤對中情況下的前束值，正是我們所需要的值。如果這時候的前束值在允許范圍之內(nèi)，則表明定位調(diào)整合格，如果此時前束值仍不合格，則表明上一步的定位調(diào)整沒有做好，還需要再回到定位調(diào)整步驟中再進行一遍調(diào)整。最后所顯示的測量調(diào)整結(jié)

22、果報表給出了調(diào)整前測量值，標準值以及調(diào)整后測量值，以調(diào)整后測量值為最終結(jié)果。因此，如果在調(diào)整后測量值中，存在可以調(diào)整的參數(shù)的數(shù)據(jù)不合格，則還需要返回到定位調(diào)整步驟重新進行調(diào)整。將光標移動到測量調(diào)整結(jié)果報表中的打印機圖標位置，然后按回車鍵確認，就可打印出完整的測量調(diào)整結(jié)果報表。經(jīng)過打印，測量結(jié)果就被保存下來，以便日后可以調(diào)檔查詢。如果不打印，則測量結(jié)果數(shù)據(jù)就會丟失。如果希望保存測量數(shù)據(jù)，而有不想打印，則可在打印之前關(guān)閉打印機，再進行打印操作。系統(tǒng)會自動生成打印文檔，然后調(diào)打印機，如果系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)打印機處于關(guān)閉狀態(tài)，屏幕上會出現(xiàn)錯誤提示，不用擔(dān)心，此時測量結(jié)果已經(jīng)被保存下來。五、總結(jié)在車輛運行時發(fā)現(xiàn)行駛跑偏、行駛穩(wěn)定性差、輪胎偏磨或發(fā)出尖銳的聲音等情況時，使用四輪定位儀對問題車輛進行測量，就會發(fā)現(xiàn)車輛主銷后傾角、前束、主銷內(nèi)傾角、前輪外傾角等數(shù)值都已經(jīng)改變，只是數(shù)值的偏差憑肉眼無法判斷。其實這些偏差角度，決定了車輛的轉(zhuǎn)向和行駛性能。當(dāng)