BMW寶馬機(jī)電工考試資料《底盤基礎(chǔ)》_圖文

1、學(xué)員手冊(cè) 底盤基本原理 BMW 售后服務(wù) 售后服務(wù)培訓(xùn) 本學(xué)員手冊(cè)中所包含的信息僅適用于BMW 售后服務(wù)培訓(xùn)班的學(xué)員。有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)方面的更改 / 補(bǔ)充情況請(qǐng)參見BMW 售后服務(wù)的最新相關(guān)信息。本手冊(cè)是與 Beissbarth GmbH 公司合作完成的。信息狀態(tài):2004 年 2 月© 2004 BMW 集團(tuán)慕尼黑,德國。未經(jīng) BMW 集團(tuán)(慕尼黑的書面許可不得翻印本手冊(cè)的任何部分。 VS-12 售后服務(wù)培訓(xùn)學(xué)員手冊(cè)底盤基本原理概念車橋幾何參數(shù)之間的關(guān)系 車橋運(yùn)動(dòng)學(xué)故障及其影響 目錄目的 1序言 3 車橋幾何學(xué)的發(fā)展 3 系統(tǒng)概覽 7 整個(gè)底盤系統(tǒng) 7功能 15 術(shù)語解釋15 參考數(shù)據(jù)

2、24 底盤幾何測量參數(shù) 26 服務(wù)信息 23 目的底盤基本原理供學(xué)員參考的背景信息只有經(jīng)過車橋幾何學(xué)方面的相應(yīng)基礎(chǔ)培訓(xùn),才能更好地理解本手冊(cè)中的內(nèi)容。 SIP 和 “ 底盤基本原理 ” 培訓(xùn)用于傳授這樣的基礎(chǔ)知識(shí)。 本手冊(cè)用于整個(gè)培訓(xùn)過程。學(xué)員可以根據(jù)本手冊(cè)中所描述的內(nèi)容了解車橋幾何學(xué)的基本原理。因此學(xué)員能夠說出車橋幾何角度并解釋這些角度的位置。此外還能了解各種車橋幾何參數(shù)如何相互作用。理解學(xué)習(xí)內(nèi)容有助于根據(jù)相關(guān)技術(shù)原理進(jìn)行現(xiàn)代 BMW 底盤方面的工作。12序言底盤基本原理 車橋幾何學(xué)的發(fā)展 發(fā)展史即使是人類第一次用來載重的交通工具,也必須能夠轉(zhuǎn)向。這一點(diǎn)在通過人或動(dòng)物拉動(dòng)的初期單軸車輛上比較

3、容易實(shí)現(xiàn)。但是,由于后來采用了機(jī)械化,因此必須以可轉(zhuǎn)動(dòng)和可回轉(zhuǎn)的方式固定住車輪,從而確保車輛能夠轉(zhuǎn)向。從開始制造車輛以來,這就是車輛設(shè)計(jì)的一項(xiàng)基本任務(wù)。 從大多數(shù)采用 回轉(zhuǎn)車橋的 簡單馬車車身轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu), 直至今日使用的轉(zhuǎn)向系統(tǒng),期間經(jīng)過了多方面深入的開發(fā)。 阿克曼 / 蘭肯斯佩格(1818 年發(fā)明的轉(zhuǎn)向節(jié)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)專利為通過前橋轉(zhuǎn)向的四輪車輛帶來了新突破。馬車上無法采用這種形式的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。 19 世紀(jì)初, 技術(shù)較先進(jìn)的汽車才得到更廣泛的使用。其原因是,與當(dāng)時(shí)廣泛使用的轉(zhuǎn)盤式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比,設(shè)計(jì)這種結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)比較費(fèi)力。現(xiàn)代轉(zhuǎn)向節(jié)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能夠使轉(zhuǎn)向車輪轉(zhuǎn)動(dòng)到不同的角度。因此,轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)車輪軸線的延

4、長線可以在轉(zhuǎn)向中心點(diǎn)處相交。這樣才能確保車輪按照幾何學(xué)原理正確滾動(dòng)。1 這輛 BMW 已經(jīng)具有所有相關(guān)的車橋幾何參數(shù)這種形式的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已經(jīng)具有最重要的幾何參數(shù),對(duì)現(xiàn)代轉(zhuǎn)向系統(tǒng)來說,這些參數(shù)也有重要意義。在本學(xué)員手冊(cè)中將分析底盤專用術(shù)語。在此給出了一些示例: 軸距 輪距 車輪前束 車輪外傾 主銷內(nèi)傾 主銷后傾 主銷偏置距 輪距差角2 現(xiàn)代 BMW 底盤通常情況下,新款車型吸引人的地方首先是發(fā)動(dòng)機(jī)、 較低空氣阻力的流線型車身或類似方面。同時(shí)還會(huì)關(guān)注對(duì)安全性、舒適性和駕乘感覺有駛決定性影響的車輪底盤。 底盤包括車輪懸架、車輪、彈簧、減振器、前橋和后橋、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和制動(dòng)器。 在某些車輛上, 底盤還包括一

5、個(gè) “副車架” ,即一種支撐最重要底盤總成的輔助車架。這個(gè)輔助車架通過厚橡膠支座(緩沖塊與車身相連,該部件可以阻止車輪滾動(dòng)噪音傳入車內(nèi)。3 4底盤是車輛與道路之間的連接紐帶。動(dòng)力和驅(qū) 動(dòng)力矩都通過底盤傳遞到路面上。轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)同樣必須通過底盤吸收所有側(cè)向 力。3 車輪上的作用力索引 說明 索引 說明 Fu 驅(qū)動(dòng)力 K 最大合力 Fs側(cè)向力X,Y,Z坐標(biāo)軸底盤承受了大量的各種作用力和力矩。必須確 保能夠通過輪胎接觸面最佳傳遞所有這些作用 力和力矩。隨著車輛的動(dòng)力性不斷增加以及對(duì) 行駛舒適性和行駛安全性的要求不斷提高,因 此對(duì)現(xiàn)代底盤的要求也明顯提高。底盤所包含的內(nèi)容非常多,因此在這個(gè)培訓(xùn)班 中只集

6、中介紹車橋幾何學(xué)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。在其它 培訓(xùn)班中,將以專題形式介紹利用 KDS 測量 平臺(tái)進(jìn)行四輪定位以及懸架 / 減振系統(tǒng) / 車 橋方面的內(nèi)容。5此外,輪胎 / 車輪和底盤控制系統(tǒng) SIP 也將 形成完整的底盤信息資料。在本手冊(cè)中首先介紹車橋幾何學(xué)和底盤的一些 術(shù)語,然后集中介紹車橋四輪定位所需要的基 準(zhǔn)參數(shù), 最后將解釋相關(guān)的車橋幾何測量參數(shù)。 對(duì)現(xiàn)代轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的要求 確保轉(zhuǎn)向能力與行駛狀態(tài)相匹配 考慮到功能、舒適性和安全性方面 減振 將相關(guān)路面信息傳輸給駕駛員 轉(zhuǎn)彎行駛后車輪回正今天,人們對(duì)轎車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提出了多方面的要 求。僅僅促進(jìn)車輛向所要求的方向發(fā)展已無法 滿足時(shí)代的要求。轉(zhuǎn)向過程必須考

7、慮到功能、 舒適性和安全性方面。車輛應(yīng)能對(duì)很小的轉(zhuǎn)向 移動(dòng)作出精確且目標(biāo)準(zhǔn)確的反應(yīng),不需要通過 方向盤進(jìn)一步進(jìn)行校正。但是,此時(shí)不允許車輛反應(yīng)過于迅速。迅速轉(zhuǎn) 動(dòng)方向盤時(shí)車輛不得突然轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向移動(dòng)量較 小時(shí),例如快速直線行駛時(shí),車輪上的轉(zhuǎn)向力 不得提升過快。其目的是提高舒適性。舒適性還包括方向盤轉(zhuǎn) 動(dòng)圈數(shù)較少,以便停車入位時(shí)不費(fèi)力。為了在 車速較高時(shí)也能可靠操控車輛,轉(zhuǎn)向系統(tǒng)必須 與道路接觸良好。駕駛員應(yīng)該還能“感知”路 面情況。此外,坑洼或溝槽等不平路面不應(yīng)造 成方向盤脫手或車輛偏轉(zhuǎn)。動(dòng)平衡較差的車輪 不應(yīng)導(dǎo)致方向盤振動(dòng)較大。 6因此對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的減振方面也提出了值得注意 的要求。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)必須

8、具有傳輸相關(guān)路面信息 和過濾干擾因素的功能。每次轉(zhuǎn)向操縱之后, 方向盤都應(yīng)平穩(wěn)地返回到中間位置。 因此,現(xiàn)代車橋幾何學(xué)必須能夠引導(dǎo)車輛并為 駕駛員提供關(guān)于行駛狀態(tài)和路面狀況的反饋信 息。4 - E63 底盤的俯視圖系統(tǒng)概覽 底盤基本原理整個(gè)底盤系統(tǒng)本章將介紹底盤系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)由車輪懸架、 車橋和輪胎組成。底盤系統(tǒng)是路面與車輛之間 的傳動(dòng)件并決定了車輛的行駛性能。 底盤系統(tǒng)既包括底盤部件,也包括在此以組成 部分出現(xiàn)的幾何參數(shù)。這些參數(shù)是本手冊(cè)內(nèi)容 的一部分,在本章中將簡短明確地予以解釋。 1 - E63 底盤78 車輪定位2 -底盤特性通過車輪定位實(shí)現(xiàn)。車輪定位表示車 輪相對(duì)車身和路面的幾何位置

9、。這個(gè)位置由各 種不同的幾何參數(shù)確定。部分參數(shù)可以在四輪 定位過程中直接確定。其它參數(shù)通過轉(zhuǎn)向移動(dòng) 時(shí)的運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系得出。對(duì)以下方面來說,車輪定位非常重要:l 為確保正確的直線行駛性能。 l 為確保轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)輪胎附著良好。 l 為減少輪胎磨損。車輪定位由以下參數(shù)決定: 軸距 輪距 車輪前束 車輪外傾 主銷內(nèi)傾 主銷后傾 主銷偏置距 輪距差角軸距軸距是指車輛同一側(cè)兩個(gè)車輪支撐點(diǎn)之間的距 離。懸架運(yùn)動(dòng)時(shí)該距離會(huì)發(fā)生變化。3 - 軸距(1 / 車輪中心點(diǎn)之間的距離9 輪距輪距是指一個(gè)車橋上兩個(gè)車輪支撐點(diǎn)之間的距 離。在懸架運(yùn)動(dòng)時(shí)該距離會(huì)發(fā)生變化。4 - 輪距(1 / 車輪中心點(diǎn)之間的距離車輪前束一個(gè)車

10、橋的總前束是指一個(gè)車橋上車輪前后距 離之間的長度差。5 總前束(c + d = a - b10 車輪外傾 車輪外傾是指車輪中心平面與垂直線(車輪支 撐點(diǎn)處,相對(duì)路面垂直之間的角度。如果車 輪上部相對(duì)車輪中心平面向外傾斜,則外傾角 為 正(+ ;如果車輪向內(nèi)傾,則為 負(fù)(- 。 車輪外傾以度數(shù)為單位測量。 6 車輪外傾 / 正(+ / 負(fù)(-主銷內(nèi)傾主銷內(nèi)傾 (紅色 是指回轉(zhuǎn)軸線相對(duì)垂直線 (藍(lán) 色,車輪支撐點(diǎn)處,相對(duì)路面垂直,向車輛轉(zhuǎn) 向軸方向看處于傾斜位置。 轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤時(shí)主銷內(nèi)傾使車輛升高,這樣就會(huì) 產(chǎn)生車輪回正力。7 - 主銷內(nèi)傾 / 回轉(zhuǎn)軸線向車輛中心方向傾斜11 主銷后傾主銷后傾是指向

11、車輛縱軸方向回轉(zhuǎn)軸線處于傾斜位置。索引 說明2 主銷后傾拖距 8 - 主銷后傾角(1 / 主銷后傾拖距(212 13 主銷偏置距主銷偏置距相當(dāng)于車輪中心平面與路面的切 線,至回轉(zhuǎn)軸線延長線與路面交點(diǎn)的距離。索引 說明2 主銷內(nèi)傾3 主銷偏置距9 - 負(fù)主銷偏置距(-輪距差角輪距差角是指彎道內(nèi)側(cè)車輪相對(duì)彎道外側(cè)車輪 的角度差。10 輪距差角 d = ß -a1415 功能底盤基本原理術(shù)語解釋本章將介紹車橋幾何學(xué)方面經(jīng)常使用的術(shù) 語。車輪定位 1 - 底盤特性通過車輪定位實(shí)現(xiàn)。車輪定位表示車輪相對(duì)車身和路面的幾何位置。這個(gè)位置由各 種不同的幾何參數(shù)確定。部分參數(shù)可以在四輪定位過程中直接確

12、定。其它參數(shù)通過轉(zhuǎn)向移動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系得出。對(duì)以下方面來說,車輪定位非常重要:l 為確保正確的直線行駛性能。l 為確保轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)輪胎附著良好。l 為減少輪胎磨損。車輪定位影響轉(zhuǎn)彎行駛性能。 行駛性能區(qū)分為: 不足轉(zhuǎn)向 過度轉(zhuǎn)向 中性轉(zhuǎn)向軸距 2 軸距(1 / 車輪中心點(diǎn)之間的距離軸距是指前橋車輪中心至后橋車輪中心的距 離。對(duì)多軸車輛來說各軸距從前向后依次給出。軸距較大時(shí)意味著有效空間較大、行駛舒適性更好且俯仰運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)更小。相反,短軸距更容易轉(zhuǎn)急彎。輪距 3 - 輪距(1 / 車輪中心點(diǎn)之間的距離輪距是指同一車橋上一個(gè)車輪中心至另一個(gè)車輪中心的距離。輪距對(duì)車輛轉(zhuǎn)彎性能有非常大的影響。輪距較大時(shí)

13、車輛可以在較高車速下轉(zhuǎn)彎。在采用橫擺臂或斜擺臂的獨(dú)立懸架中,彈簧伸長或壓縮時(shí)輪距會(huì)發(fā)生變化。因此造成滾動(dòng)阻力提高和輪胎磨損加劇。輪距變化過大時(shí)會(huì)導(dǎo)致車輛的直線行駛性能變差。1617回轉(zhuǎn)軸 / 轉(zhuǎn)向軸 4 回轉(zhuǎn)軸 / 轉(zhuǎn)向軸回轉(zhuǎn)軸(紅色是待轉(zhuǎn)向車輪圍繞其轉(zhuǎn)動(dòng)的有效軸線。 實(shí)際上該軸線不必與某一車橋部件 (例如彈簧減振支柱的中心軸線一致。它取決于車輪懸架上下回轉(zhuǎn)點(diǎn)的連接線。受結(jié)構(gòu)形式所限, 上回轉(zhuǎn)點(diǎn)位于彈簧減振支柱支撐座的中心。下回轉(zhuǎn)點(diǎn)位于橫擺臂的外側(cè)球銷中。轉(zhuǎn)向角變化時(shí),車輪懸架的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性會(huì)使這 個(gè)軸線移動(dòng)。 5 雙鉸接彈簧減振支柱車橋 / 確定下回轉(zhuǎn)點(diǎn) 在這方面表明了 雙鉸接彈簧減振支柱車橋

14、的 特點(diǎn)。有效下回轉(zhuǎn)點(diǎn)是下擺臂有效延長線的交 叉點(diǎn)。這個(gè)點(diǎn)不是靜止不動(dòng)的,而是取決于相 應(yīng)的轉(zhuǎn)向角度。 18 轉(zhuǎn)向梯形6 利用轉(zhuǎn)向梯形可以使轉(zhuǎn)向車輪轉(zhuǎn)到不同角度。只有輪胎接觸面在路面上滾動(dòng)(附著摩擦且不滑移(滑動(dòng)摩擦?xí)r,才能確保輪胎與路面間具有最佳附著力。橡膠胎面在路面上的滑移時(shí)無法傳遞動(dòng)力。即使只是有效輪胎接觸面的個(gè)別區(qū)域因干擾力(例如側(cè)向力 / 制動(dòng)力而滑移,也會(huì)影響這種動(dòng)力傳遞能力。轉(zhuǎn)彎行駛時(shí),一個(gè)車橋上的車輪所走過的距離不同。如果兩個(gè)車輪的轉(zhuǎn)向角度相同,那么兩個(gè)車輪都無法在自然路面上滾動(dòng)。每個(gè)車輪都受另一個(gè)車輪的影響,同時(shí)通過所產(chǎn)生的側(cè)向力迫使車輪離開自然路面。 車輪在路面上摩擦。這會(huì)

15、導(dǎo)致輪胎磨損加劇,并影響行駛安全性。為確保車輪在不滑動(dòng)的狀態(tài)下滾動(dòng),彎道內(nèi)側(cè)車輪的轉(zhuǎn)向角度必須比彎道外側(cè)車輪的角度大。前橋、轉(zhuǎn)向拉桿臂和轉(zhuǎn)向橫拉桿共同構(gòu)成轉(zhuǎn)向梯形。這種幾何形狀可以產(chǎn)生輪距差角,就是說可以使彎道內(nèi)側(cè)和彎道外側(cè)車輪的轉(zhuǎn)向角度不同。7 利用轉(zhuǎn)向梯形可以使所有車輪圍繞共同的彎道中心點(diǎn)滾動(dòng)輪距差角是彎道內(nèi)側(cè)和彎道外側(cè)車輪之間轉(zhuǎn)向 角的差值。= ß - a 運(yùn)動(dòng)學(xué)從物理學(xué)角度來說,運(yùn)動(dòng)學(xué)研究以運(yùn)動(dòng)過程為基礎(chǔ)的規(guī)律性。在底盤技術(shù)方面,人們將運(yùn)動(dòng)學(xué)理解為車輪及車輪導(dǎo)向部件的運(yùn)動(dòng)過程。因此,運(yùn)動(dòng)學(xué)對(duì)在相應(yīng)負(fù)荷狀況下的車輪定位有直接影響。輪胎接觸面輪胎接觸面是車輪位于路面上時(shí)所覆蓋的面

16、積。動(dòng)態(tài)輪胎接觸面動(dòng)態(tài)輪胎接觸面是指運(yùn)行狀態(tài)下某一車輪的有效接觸面。 該輪胎接觸面會(huì)在干擾力 (側(cè)向力、制動(dòng)和加速力及路面狀況影響下發(fā)生變形。8 動(dòng)態(tài)輪胎接觸面因此,動(dòng)態(tài)輪胎接觸面指的是車輛行駛過程中輪胎接觸到的道路面積。9 受到制動(dòng)力影響的動(dòng)態(tài)輪胎接觸面19這些動(dòng)態(tài)輪胎接觸面的總和構(gòu)成了路面與車輛 之間的直接連接環(huán)節(jié)。全部加速度(僅限于驅(qū)動(dòng)橋、減速度和側(cè)向 力都必須通過所形成的整個(gè)接觸面進(jìn)行傳輸。 10 受到側(cè)向力影響(例如轉(zhuǎn)彎行駛的動(dòng)態(tài)輪胎接觸面2021 側(cè)偏角11 側(cè)偏角(俯視圖側(cè)偏角是車輪平面與行駛方向 (車輪移動(dòng)方向 之間構(gòu)成的角度。如果車輛行駛期間受到側(cè)向 力的影響(例如風(fēng)力、 離

17、心力 , 車輪的行駛方 向就會(huì)發(fā)生變化:與原來的行駛方向之間產(chǎn)生 傾斜角。如果前后側(cè)偏角相同,就會(huì)表現(xiàn)為中性的行駛 特性。 如果前側(cè)偏角較大就會(huì)表現(xiàn)為轉(zhuǎn)向不足, 后側(cè)偏角較大時(shí)表現(xiàn)為過度轉(zhuǎn)向。索引 說明 2驅(qū)動(dòng)力12 側(cè)向力和驅(qū)動(dòng)力構(gòu)成一個(gè)合力側(cè)偏角取決于:l 車輪負(fù)荷,l 側(cè)向力, l 輪胎類型,l 胎面花紋, l 輪胎充氣壓力, l 靜摩擦系數(shù)。索引 說明 索引 說明 Fu 驅(qū)動(dòng)力 K 最大作用力 Fs側(cè)向力X,Y,Z坐標(biāo)軸 22 有關(guān)轉(zhuǎn)彎行駛的專用術(shù)語車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)的行駛特性也稱為自轉(zhuǎn)向特性。這 種行駛特性在很大程度上受到側(cè)向力與前橋和 后橋車輪負(fù)荷之間關(guān)系變化的影響。側(cè)向力隨 離心力的增大

18、而增大。13 中性行駛特性:所有側(cè)偏角均相等中性行駛特性前橋和后橋上受側(cè)向力影響產(chǎn)生的側(cè)偏角相 同。中性轉(zhuǎn)彎性能可以實(shí)現(xiàn)最佳的側(cè)向力利用 率,從而達(dá)到最大轉(zhuǎn)彎速度。但也會(huì)降低對(duì)于 車輛穩(wěn)定性的主觀感覺。 此外,無法判斷車輛的側(cè)滑趨勢(shì),因?yàn)楹髽蚝?前橋都可能會(huì)發(fā)生側(cè)滑。14 不足轉(zhuǎn)向 /車輛前橋向外側(cè)滑動(dòng)不足轉(zhuǎn)向前橋上的側(cè)向力與車輪負(fù)荷之比大于后橋。車 輛的轉(zhuǎn)彎半徑大于與轉(zhuǎn)向角相符的半徑。車輛 前橋向彎道外側(cè) “移動(dòng)” 。 設(shè)計(jì)底盤時(shí)通常會(huì)選 擇這種行駛特性,因?yàn)榘l(fā)生車輛側(cè)滑時(shí)它可以 使車輛回到計(jì)算出的直線行駛路線上。例如在 極限情況下車輛前橋開始側(cè)滑、 轉(zhuǎn)向角減小時(shí), 車輛會(huì)重新回到直線行駛路

19、線上。設(shè)計(jì) BMW 底盤時(shí)使其具有輕微的不足轉(zhuǎn)向特性。 15 過度轉(zhuǎn)向 /車輛后橋向外側(cè)滑動(dòng)。過度轉(zhuǎn)向后橋上的側(cè)向力與車輪負(fù)荷之比大于前橋。車輛的轉(zhuǎn)彎半徑小于與轉(zhuǎn)向角相符的半徑。車輛后橋向彎道外側(cè)“移動(dòng)” 。2324 基準(zhǔn)參數(shù)下列術(shù)語是進(jìn)行四輪定位和分析車橋運(yùn)動(dòng)學(xué)特 性時(shí)所需的基準(zhǔn)參數(shù)。 車輪支撐點(diǎn) /車輪中心平面車輪支撐點(diǎn)車輪支撐點(diǎn)是指一條通過轉(zhuǎn)軸的垂直軸線與路 面在車輪中心平面內(nèi)的交叉點(diǎn)。由于車輪在作用力的影響下會(huì)發(fā)生變形,因此 車輪支撐點(diǎn)可能不在動(dòng)態(tài)輪胎接觸面的幾何中 心。車輪中心平面車輪中心平面與車輪轉(zhuǎn)軸在輪胎中心處垂直相 交。25車輛縱向中心平面 16 車輛縱向中心平面 /該平面位于

20、輪距中心車輛縱向中心平面與路面相垂直。 該平面與前橋和后橋輪距中心連接線的方向相同。幾何行駛軸線 17 幾何行駛軸線幾何行駛軸線是指整個(gè)后橋前束角的角等分 線。 如果這條直線偏離了車輛中心平面,就會(huì)產(chǎn)生 一個(gè)行駛軸線角度, 車輛處于非同轍行駛狀態(tài)。26 底盤幾何學(xué)測量參數(shù) 下面將介紹車橋幾何學(xué)的測量參數(shù)。所提供的 概括說明涉及相關(guān)幾何參數(shù)及其對(duì)整個(gè)底盤系 統(tǒng)產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)學(xué)作用效果。對(duì)特定車輛的所有 參數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí),必須查閱相關(guān)額定值和該車 輛相關(guān)信息。 這些測量參數(shù)通?；榍疤?、互相影響。具體 參見 相互作用 部分。說明信息后附有進(jìn)行 故障 形式 診斷的操作說明和維修方面的 工作說明 。 行駛軸

21、角 18 - 行駛軸角是指車輛縱向中心平面與幾何行駛軸 線之間的角度。幾何行駛軸線指向左前方時(shí), 行駛軸角為正角。 相互作用 通過前束、側(cè)向偏移和后橋傾斜位置可計(jì)算出 行駛軸角。 故障形式 如果行駛軸角值 ? 0°,車輛就會(huì)跑偏, 即車輛 處于非同轍行駛狀態(tài)(參見前束部分的工作說 明。27直線行駛該車輪定位為輔助定位,此時(shí)兩個(gè)前車輪與車 輛縱向中心平面之間的單個(gè)前束值必須相同。 該術(shù)語 不一定 表示車輛朝直線方向行駛。它只是說明了前輪相對(duì)于后橋的位置。兩個(gè)前 輪相對(duì)于后橋的角度相等。 19 直線行駛 /前橋和后橋總前束的角等分線相互平行故障形式 直線行駛時(shí),方向盤處于傾斜狀態(tài)。 行駛

22、軸角不等于零。如果后橋車輪的單個(gè)前束 值不同, 為了確保 直線行駛 必須略微偏轉(zhuǎn)前輪。 為了使前橋和后橋各自總前束的角等分線處于 平行狀態(tài),必須這樣做。前車輪處于此位置時(shí),前車輪的單個(gè)前束值與 幾何行駛軸有關(guān),因?yàn)檐囕v縱向中心平面與幾何行駛軸相互偏離。轉(zhuǎn)向中心點(diǎn) 20 轉(zhuǎn)向中心點(diǎn) /轉(zhuǎn)向器上的標(biāo)記索引 說明使轉(zhuǎn)向器上的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)處于直線行駛位置,從而使轉(zhuǎn)向器上的標(biāo)記(2與轉(zhuǎn)向柱上的標(biāo)記(1對(duì)齊。這樣可以確保車輪左右轉(zhuǎn)向程度相同。工作說明為了使車輪處于直線行駛位置,應(yīng)使轉(zhuǎn)向系統(tǒng)從一側(cè)限位位置轉(zhuǎn)到另一側(cè)限位位置。再按所轉(zhuǎn)圈數(shù)的一半向回旋轉(zhuǎn)方向盤,然后才能根據(jù)轉(zhuǎn)向器標(biāo)記進(jìn)行微調(diào)。這樣可以確保對(duì)車輛的整

23、個(gè)轉(zhuǎn)向角范圍進(jìn)行功能檢測。 28 前束 21 總前束(c + d = a - b 某一車橋的總前束是指該車橋車輪前部距離 與后部距離之間的長度差。在輪輞邊緣的車 輪中心高度處測量前束值。進(jìn)行電子四輪定 位時(shí),測量車輪中心平面與車輛縱向中心平 面之間的角度(后橋定位以及與幾何行駛 軸之間的角度(前橋定位 。計(jì)算出以“度” 為單位的角度值。測量信息保持不變。 前束 (正 + 表示相關(guān)車橋兩車輪的前部距離小于 后部距離。 后束 (負(fù) - 則表示相關(guān)車橋兩側(cè)輪輞邊緣之間的 后部距離小于前部距離。 前束為 0 表示某一車橋兩車輪的車輪中心平面相互平 行。 通過動(dòng)態(tài)輪胎接觸面內(nèi)的張力,前束或后束 可確保車

24、輪的直線行駛狀態(tài)。通過消除車輪 懸架與轉(zhuǎn)向傳動(dòng)部件內(nèi)的間隙可避免出現(xiàn)車 輪顫動(dòng)趨勢(shì)。設(shè)計(jì)具體車輛時(shí)選擇哪種前束 值基本上取決于傳動(dòng)裝置類型。力求在車輛 行駛過程中使前束值接近于 0。因此,可以 通過規(guī)定前束值對(duì)某種驅(qū)動(dòng)裝置類型的典型 特性做出正確反應(yīng)。后輪驅(qū)動(dòng)車輛的兩個(gè)前 車輪都有外傾趨勢(shì)?？赏ㄟ^前束克服這種趨 勢(shì)。前輪驅(qū)動(dòng)車輛的車輪內(nèi)傾趨勢(shì)可通過后 束克服。單個(gè)前束前橋的單個(gè)前束表示某一車輪與幾何行駛軸之間的角度。后橋的單個(gè)前束表示某一車輪與車輛縱向中心平面之間的角度。工作說明如果車輛后橋上的兩個(gè)單個(gè)前束值不同,則需進(jìn)行如下工作: 為了確保直線行駛, 必須使前車輪轉(zhuǎn)至前橋總前束的角等分線與后

25、橋總前束的角等分線(= 幾何行駛軸相互平行的位置處。因此, 車輛處于非同轍行駛狀態(tài)。 (參見直線行駛車輛后橋的單個(gè)前束值不同時(shí),行駛過程中會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向角。方向盤隨即處于傾斜狀態(tài)。故障形式 負(fù)前束(后束過大:內(nèi)部輪胎磨損,直線行駛性能較差 正前束(前束過大:外部輪胎磨損,直線行駛性能較差29 30外傾角22 外傾角 /正(+ /負(fù)(-外傾角是指車輪中心平面與一條垂直于路面的 軸線(車輪支撐點(diǎn)內(nèi)之間的角度。車輪上部 由車輪中心平面向外傾斜時(shí),外傾角為 正值 (+ ,向內(nèi)傾斜時(shí)為 負(fù)值(- 。以“度”為單 位測量外傾角。車輪保持一定外傾角旋轉(zhuǎn)時(shí)就 像一個(gè)在圓形軌道上翻轉(zhuǎn)的錐體。如果通過車 輪懸架防

26、止車輪外傾,就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)朝向車輛 中心平面的側(cè)向力 (負(fù)外傾角 。 因此, 車輪處 于負(fù)外傾角運(yùn)行狀態(tài)時(shí)比正外傾角時(shí)傳輸?shù)膫?cè) 向力更大。此外,車輪在轉(zhuǎn)向節(jié)上轉(zhuǎn)動(dòng),減弱 外側(cè)車輪軸承的負(fù)荷,并彌補(bǔ)行駛過程中的車 輪軸承間隙。正外傾角舊款車輛的前橋上通常會(huì)出現(xiàn)正外傾角。從設(shè)計(jì)角度來看這很有必要,因?yàn)樗玫膱A錐 滾子軸承無法承受其它負(fù)荷。轉(zhuǎn)向時(shí),通過主 銷后傾角和主銷內(nèi)傾角可使彎道外側(cè)的前橋車 輪處于負(fù)外傾角范圍。由此可獲得所需的轉(zhuǎn)彎 穩(wěn)定性。轉(zhuǎn)彎行駛時(shí),轉(zhuǎn)向橋的外側(cè)車輪上 不 能 出現(xiàn)正外傾角。負(fù)外傾角采用新式的 BMW 底盤后, 車輪處于直線行駛 狀態(tài)時(shí),也能使前橋調(diào)節(jié)為負(fù)外傾角。通過使 用雙排

27、球軸承部件, 使上述成為可能。 BMW 的 后車輪一直保持負(fù)外傾角狀態(tài)。這是一種折衷 的方法。后橋車輪無法通過轉(zhuǎn)向移動(dòng)達(dá)到負(fù)外傾角范 圍。為了改善轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)的轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性必須預(yù) 先設(shè)置負(fù)外傾角。相互作用外傾角間接影響主銷偏置距。車輪支撐點(diǎn)繼續(xù) 向車輛縱軸方向移動(dòng)或從該處移開。因此,外 傾角改變了一個(gè)主銷偏置距參數(shù)。此外外傾角 還會(huì)影響前束,因此必須在設(shè)置前束前設(shè)置外 傾角。 索引 說明2 外傾角3 主銷內(nèi)傾角4 主銷偏置距5 輪胎支撐點(diǎn)處的垂直線 故障形式外傾角過大 (負(fù)值 :造成車輪內(nèi)側(cè)輪胎磨損增大并加劇輪胎的彎曲程度。改善了轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)的轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性。但在車速較高且車橋負(fù)荷較大時(shí),外傾角過大會(huì)造

28、成輪胎凸肩過熱。 這可能會(huì)造成輪胎損壞 (輪胎過熱,內(nèi)部磨損 。此外,前橋上還會(huì)出現(xiàn)過于強(qiáng)烈的轉(zhuǎn)向性能。外傾角過小 (正值 :轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性變差, 外部輪胎磨損增大。31主銷內(nèi)傾角23 主銷內(nèi)傾角 /擺動(dòng)軸相對(duì)于車輛中心的傾斜位置主銷內(nèi)傾角(紅色指的是擺動(dòng)軸相對(duì)于一條垂直軸線(藍(lán)色的傾斜位置,該垂直軸線在 車輪支撐點(diǎn)處與路面相垂直(朝車輛縱向軸方 向看 。 轉(zhuǎn)向時(shí)主銷內(nèi)傾角使車輛抬起,并 產(chǎn)生復(fù)位力。相互作用主銷內(nèi)傾角直接影響主銷偏置距。主銷偏置距取決于: l擺動(dòng)軸延長線與路面相交的位置l該交點(diǎn)與車輪支撐點(diǎn)間的距離。因此,作為根源性參數(shù)的主銷內(nèi)傾角會(huì)對(duì)干擾 力的傳輸情況產(chǎn)生影響(參見主銷偏置距 。

29、 32通過主銷內(nèi)傾和主銷后傾可在轉(zhuǎn)向移動(dòng)時(shí)抬起 車身。從而由于增大車輪負(fù)荷而產(chǎn)生車輪復(fù)位 力。 工作說明可通過施加 20° 轉(zhuǎn)向角間接測量主銷內(nèi)傾。 24 彈簧和車輪壓縮期間前束(1與主銷內(nèi)傾角(2的角度和保持不變。 故障形式 主銷內(nèi)傾角過大:轉(zhuǎn)向力和附著力較大 主銷內(nèi)傾角過小:轉(zhuǎn)向回位性能較差,容易 出現(xiàn)輪胎誤差(側(cè)偏力、角度影響 ,可能 導(dǎo)致車輛跑偏 左右主銷內(nèi)傾角不等:容易導(dǎo)致車輛跑偏。1 = 外傾角2= 主銷內(nèi)傾角對(duì)于大部分 BMW 車橋來說:彈簧和車輪壓縮、伸長時(shí),主銷內(nèi)傾角與外傾角共同構(gòu)成的總角度保持不同。33 34主銷偏置距25 主銷偏置距 1 = 外傾角 2 = 主銷

30、內(nèi)傾角3 = 主銷偏置距 主銷偏置距是指車輪中心平面切線與路面交點(diǎn) 至擺動(dòng)軸延長線與路面交點(diǎn)之間的距離。如果這段距離由車輪支撐點(diǎn)指向車輛中心平面,則稱為 正(+主銷偏置距 。由車輪支撐點(diǎn)指向外側(cè)時(shí)稱為 負(fù) (- 主銷偏置 距 。如果擺動(dòng)軸延長線與路面的交點(diǎn)恰好與車輪支 撐點(diǎn)重合,則 主銷偏置距為 0。主銷偏置距是一個(gè)力臂,通過扭矩影響轉(zhuǎn)向情況。因制動(dòng)作用、不同路面摩擦系數(shù)或障礙(車輪 壓縮或伸長產(chǎn)生的作用力施加到車輪上。由 此產(chǎn)生所需效果, 即在轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)產(chǎn)生復(fù)位力。 這樣可以輔助駕駛員進(jìn)行回復(fù)轉(zhuǎn)向。但在直線 行駛時(shí)該作用會(huì)產(chǎn)生干擾效果,因?yàn)楦蓴_力可 能會(huì)傳輸?shù)睫D(zhuǎn)向系統(tǒng)并通過方向盤傳輸至駕駛

31、員處。制動(dòng)力的影響:正(+主銷偏置距:如果車輛某一側(cè)制動(dòng)性能很強(qiáng)(由于路面狀況 或制動(dòng)效果不等 , 車輛就會(huì)向制動(dòng)力較強(qiáng)的一 側(cè)跑偏。因?yàn)樽鳛楦軛U力臂,主銷偏置距的旋 轉(zhuǎn)點(diǎn)位于車輪內(nèi)側(cè)。主銷偏置距為正值時(shí),施 加在車輪上的作用力將車輪向外推。傳送最大 制動(dòng)力的車輪向外擺動(dòng)程度較大。由此會(huì)使車 輛向制動(dòng)力較強(qiáng)的一側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)。負(fù)(-主銷偏置距:使用車輪偏置距(ET 較大的輪輞時(shí),可能會(huì) 使主銷偏置距移向動(dòng)態(tài)輪胎接觸面外側(cè)部分。 而在動(dòng)力強(qiáng)勁的大型轎車上較難實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn),因?yàn)榕c車輛匹配的制動(dòng)器輪盤內(nèi)沒有足夠空 間。因此, BMW 研制了雙鉸接彈簧支柱橋, 使用該裝置幾何可以任意設(shè)置主銷偏置距。主銷偏置距為

32、負(fù)值時(shí), 車輪在制動(dòng)時(shí)向內(nèi)擺動(dòng)。 制動(dòng)力較大的車輪繼續(xù)向內(nèi)擺動(dòng),從而進(jìn)行自動(dòng)反向轉(zhuǎn)向。車輛由制動(dòng)力較大的一側(cè)進(jìn)行反 向轉(zhuǎn)動(dòng),并幾乎一直保持其行駛反向?？勺冎麂N偏置距會(huì)利用積極因素并消除消極因素。使 用雙鉸接彈簧支柱橋后便實(shí)現(xiàn)了這種操作方 式。相互作用 通過外傾角、主銷內(nèi)傾角和輪輞的車輪偏置距影響主銷偏置距。綜合特性: 正主銷偏置距(+產(chǎn)生穩(wěn)定的直線行駛特性, 但在制動(dòng)效果不均勻時(shí)需要駕駛員進(jìn)行反向轉(zhuǎn)向。 負(fù)主銷偏置距(-制動(dòng)效果不均勻時(shí)自動(dòng)進(jìn)行反向轉(zhuǎn)向, 因此駕駛員只需保持該轉(zhuǎn)向狀態(tài)。 主銷偏置距為 0向一側(cè)施加制動(dòng)力以及出現(xiàn)輪胎故障時(shí), 可防止向轉(zhuǎn)向系統(tǒng)傳輸干擾力。 處于停車狀態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)向力較大

33、。35主銷后傾26 主銷后傾角(1 /主銷后傾拖距(2索引 說明2 主銷后傾拖距 36主銷后傾是指車輛縱軸方向回轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于垂 直于路面的一條垂直軸線處于傾斜位置。主銷 后傾為正值(+時(shí),車輪支撐點(diǎn)在回轉(zhuǎn)軸線 延長線與路面的交點(diǎn)之后 (拉動(dòng)車輪 , 從而產(chǎn) 生轉(zhuǎn)向穩(wěn)定效果。主銷后傾為負(fù)值(-時(shí),車 輪支撐點(diǎn)在回轉(zhuǎn)軸線延長線與路面的交點(diǎn)之前 (推動(dòng)車輪 。 設(shè)計(jì)底盤時(shí)并不希望產(chǎn)生上述情 況,因?yàn)檫@樣可能會(huì)破壞穩(wěn)定性。相互作用車輛轉(zhuǎn)向時(shí),主銷后傾和主銷內(nèi)傾會(huì)使車身抬 高。這樣會(huì)因車輪負(fù)荷產(chǎn)生車輪復(fù)位力。故障形式 正主銷后傾(+過大:轉(zhuǎn)向力和附著力較 大 負(fù)主銷后傾(-過大:轉(zhuǎn)向回位性能較差, 容易

34、出現(xiàn)輪胎誤差(側(cè)偏力、角度影響 , 可能導(dǎo)致車輛跑偏 車輪異常擺動(dòng) 容 易受到側(cè)風(fēng)影響 左右主銷后傾不等:容易導(dǎo)致車輛跑偏 。工作說明同主銷內(nèi)傾測量方式一樣,可通過施加 20° 轉(zhuǎn)向角間接測量主銷后傾。主銷后傾角主銷后傾角是指回轉(zhuǎn)軸線與一條垂直于路面的 垂直軸線之間的夾角。該角度產(chǎn)生了主銷后傾 的轉(zhuǎn)向穩(wěn)定效果。車速越高,車輪的方向穩(wěn)定 性越好。由于傾斜的回轉(zhuǎn)軸線會(huì)使車輪偏離行 駛方向,因此該角度還起到降低車輪異常擺動(dòng) 趨勢(shì)的作用。相互作用車輪轉(zhuǎn)向時(shí),主銷后傾角在彎道外側(cè)車輪上產(chǎn) 生一個(gè)負(fù)外傾角。 主銷后傾拖距主銷后傾拖距是指車輪支撐點(diǎn)與回轉(zhuǎn)軸線延長線和路面交點(diǎn)之間的距離。它是動(dòng)態(tài)輪胎接觸面內(nèi)車輪運(yùn)轉(zhuǎn)的力臂。該力臂負(fù)責(zé)確保提供相對(duì)較高的作用力,從而改變車輪的行駛方向。這樣不易改變轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的車輪方向。通過使回轉(zhuǎn)軸線的位置更加向后傾斜, 主銷后傾拖距和 主銷后傾角 的共同作用可確保行駛方向穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向舒適性。這樣可在