车轮定位—基本知识

车轮与轮胎的基本知识

一、车轮

汽车的车轮是介于轮胎和车轴之间承受负荷的旋转组件。车轮的作用是支持全车重量，并通过车胎同路面接触而实现汽车运动。同时，转向车轮还起引导汽车行驶方向的作用。通常是由轮毂、轮辋和它们之间连接部分所组成。

轮辋用于安装轮胎，按其断面形状可分为深式轮辋和平式轮辋，小客车及轻型越野汽车上多采用深式轮辋；载重汽车多采用平式轮辋。

国产轮辋型号的表示方法是：

最前面的数字表示轮辋宽度(英寸)，中间的拉丁字母表示边缘高度与弧度半径，最后的数字表示直径(英寸)，而直径前面的符号，平式轮辋用“一”，深式用“×”，600T一20、61／2L×15等。但对于斜底平式轮辋只有表示宽度数字，而没有表示边缘高度的拉丁字母，如7．5—20。

由于载重汽车后轮负荷较大，为了不使后轮过载，通常在后轮上装用双胎，即在同一轮毂上安装两套轮辋，但从整体来看，它还是一个车轮。

二、轮胎 轮胎是汽车等各种机动车辆的重要部件之一。其性能的优劣会直接影响车辆的性能。轮胎是固定在车辆的轮辋上，支撑着负载的车辆重量，传递着车辆的牵引力、制动力和侧向力（转向力），减轻和吸收车辆在行驶时来自路面的振动和冲击，保证车辆与路面的附着性能，适应车辆的高速性能并降低行驶时的噪音。因此，车辆对轮胎提出许多严格并苛刻的要求。这些功能性能要求基本上可以下几个方面：安全性、 操纵稳定性、行驶性、乘坐舒适性和节能经济性等。轮胎是汽车组成部件中价格较高的部件之一，如载重汽车在卡车上装配的整组轮胎要占车辆价格的25％左右，此外汽车使用过程中在轮胎上消耗的保养管理费约10－15％，所以必须努力提高轮胎的使用寿命和降低其成本。

我国"七五"规划明确规定了汽车工业为国民经济发展中的支柱工业，导致我国的轮胎工业也需相应地加速发展。国内的轮胎工业与国外相比，无论从品种到质量上差距较大。目前我国的轮胎工业发展是以提高产品质量为中心和产品更新换代，对尼龙斜交胎提出优质轻量化，换代产品的趋向是子午胎化、无内胎化和扁平化，实现这"三化"技术的关键是要以轮胎结构设计为核心，产品结构带动创建新工艺、新设备。

四轮定位的基本知识

随着汽车技术的高度发展，汽车车速不断提高，急加速、急减速、急转向、急制动等动作的出现，汽车后轮在行驶过程中受到的冲击和汽车的载荷，这些都将影响到汽车后轮的运行轨迹。为了保证汽车直线行驶的稳定性、转向的轻便、转向轮回正性能良好，以及减少轮胎和机件的磨损、增加汽车行驶的安全性，汽车四轮定位的技术参数逐步受到驾驶人员的重视，同时也为汽车自动驾驶技术的发展提供了有利的条件。 （一） 基本常识 １、什么是汽车的车轮定位 现代汽车的车轮定位是指车轮、悬架系统元件以及转向系统元件，安装到车架（或车身）上的几何角度与尺寸须符合一定的要求，保证汽车行驶的稳定性和安全性，减少汽车的磨损和油耗。 ２、四轮定位维修的好处？ 增加行驶安全 直行时方向盘正直 转向后方向盘自动回正 减少汽油消耗 减少轮胎磨损 维持直线行车 增加驾驶控制感

降低悬挂配件磨损 ３、什么情况下，需要进行四轮定位? 每行驶10000公里或六个月后 直线行驶时车子往左或往右拉 直行时需要紧握方向盘 直行时方向盘不正 感觉车身会漂浮或摇摆不定 前轮或后轮单轮磨损 安装新的轮胎后 碰撞事故维修后 换装新的悬挂或转向有关配件后 新车每行驶3000公里后 （二）、主要技术参数及其作用： 在GB/3730.3-92《汽车和挂车的术语及其定义》中，它规定了关于车轮定位有关参数的定义，考虑了有些汽车车桥无主销的结构；注意了有关零件和几何要素（面、线、点）相对位置的空间性；淡化了前束、外倾、后倾等参数的单一方向性；明确了前束测量的具体位置，随着汽车技术的发展，前轮定位的作用和取值范围也有较大的变化。 （a）、主要定位参数 1． 前束(Ｔoe)：从汽车的正上方向下看，由轮胎的中心线与汽车的纵向轴线之间的夹角称为前束角。轮胎中心线前端向内收束的角度为正前束角，反之为负前束角。总前束值等于两个车轮的前束值之和，即两个车轮轴线之间的夹角。 前束的作用是消除车轮外倾造成的不良后果.车轮外倾使前轮有向两侧张开的趋势,由于受车桥约束，不能向外滚开，导致车轮边滚边滑，增加了磨损，有了前束后可使车轮在每瞬间的滚动方向都接近于正前方，减轻了轮毂外轴承的压力和轮胎的磨损。 ２、外倾（Camber）：从汽车正前方看，汽车车轮的顶端向内或向外倾斜一个角度，称为车轮的外倾。通常情况下汽车的侧倾角为外倾。用偏离垂直线所倾斜的角度来表示，如果顶端向外倾斜则称为正外倾角，如果向内倾斜则称为负外倾角。 侧倾的作用是为了增加汽车直线行驶的安全性。当具有外倾角时，可使车轮在转向时偏移量减小，所以能减少转向力；另外，由于主销外倾，在垂直载荷作用下产生一施加于轴心上的分力，使车轮向内压在轴承上，以防止车轮甩脱。 ３、主销后倾角（Kingpin caster angle）：从汽车的侧面看，主销轴线（或车轮转向轴线）从垂直方向向后或向前倾斜一个角度称为主销后倾或前倾。在纵向垂直平面内，主销轴线与垂线之间的夹角，称为主销后倾角。向垂线后面倾斜的角度称为正后倾角，向前倾斜的角度称为负后倾角。通常汽车行驶过程中，主销后倾角应为正值。主销后倾角的获得一般是在安装时，通过悬架元件相互位置来保证的。 主销后倾的作用是当汽车直线行驶偶然受外力作用而稍有偏转时，主销后倾将产生车轮转向反方向的力矩使车轮自动回正，可保证汽车直线行驶的稳定性。后倾角越大车速越高，稳定力矩越大，但后倾角不宜过大,否则在转向时会导致转向沉重,主销后倾角是在前桥连同悬架安装到车架时而形成的. ４、 主销内倾角（Kingpin inclination angle）：从汽车的正前方看，主销（或转向轴线）的上端略向内倾斜一个角度，称为主销内倾。在汽车的横向垂直平面内,主销轴线与垂线之间的夹角称为主销内倾角。 主销内倾角的作用，是使车轮在受外力偏离直线行驶时，前轮会在策略作用下自动回正。另外，主销内倾还可减少前轮传至转向机构上的冲击，并使转向轻便。但内倾角不宜过大，否则在转向时,会使轮胎磨损加快,主销内倾角一般在前轴制造时形成。 （b）、其它定位参数 １、 推进线(Thrust line):汽车后轮总前束的夹角的平分线就称为汽车的推进线。 ２、 推进角（Thrust angle）：推进线与几何中心线之间的夹角称为推进角。 左横向偏置角（Left Lateral offset）：左侧前后轮中心的连线与推进线之间的夹角称为左横向偏置角。当左后轮比左前轮更向外偏时，此状态下规定左横向偏置为正值，反之，当左前轮比左后轮更向外偏时，此状态下规定左横向偏置为负值。如果汽车的规格值中，汽车的前后轴距已经知道，则左横向偏置既可以用角度值来表示，也可以转换成长度值来表示。 ３、 右横向偏置角（Right Lateral offset）:右侧前、后轮中心的连线与推进线之间的夹角称为右横向偏置角。当右后轮比右前轮更向外偏时，此状态下规定右横向偏置为正值，反之，当右前轮比右后轮更向外偏时，此状态下规定右横向偏置为负值。如果汽车的规格值中，汽车的前后轴距已经知道，则右横向偏置既可以用角度值来表示，也可以转换成长度值来表示。 ４、 轮距差：（Track Width Difference）左侧前后轮中心连线与右侧前后轮中心连线之间的夹角称为轮距差。当后轮距宽度比前轮距宽度大时，此状态下规定轮距差为正值，反之，当后轮距宽度比前轮距宽度小时，此状态下规定轮距差为负值。如果在汽车的规格值中，汽车的前后轴距已经知道，则轮距差既可以用角度值来表示，也可以转换成长度值来表示。 ５、 轴偏置（Axle Offset）：轮距差角的平分线与推进线之间夹角称为汽车的轴偏置。当汽车的后轮轴向右偏时，此状态下规定轴偏置为正值，反之，当汽车的后轮轴向左偏时，此状态下规定轴偏置为负值。如果在汽车的规格值中，汽车的前后轮距已经知道，则轴偏置既可以用角度值来表示，也可以转换成长度值来表示。 ６、 前退缩角（Front

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3D四轮定位仪

1．四轮定位仪的分类

按照测试方式及原理不同，四轮定位仪基本上可分为拈线式、光学式、图像式

其中光学式四轮定位仪按测试原理又分红外式四轮定位仪、激光式四轮定位仪

CCD式四轮定位仪。

乙四轮定位仪的功能

四轮定位仪是专门测旦个辆定位参数的设备，其主要测试参数包括前轮前束角／值

(前轮前张角／值)、前轮外倾角、后轮前束角／值(后轮前张角／值)、后轮外倾角、主销后倾

角、主销内倾角、椎力角、前张角、车辆轮距和车辆轴距等。内于车辆轮距、车辆轴距、前张

角等参数在实际使用中一怨不会改变，而且由于对测量轴距也没有比较好的方法，所以绝

大部分四轮定位仪都不测昼这几个参数。

无论是红外式、激光式，还是线性ccD式测量，均只能测且一个方向的变量．且没村

成像系统在内，数学模型相对简单。元征公司IvIEw—loo四轮定位仪采用CM05图像

传感器来进行测量，笨于光学成像后进行图像分析来达到测量日的，是一种与以前完全不

同的测量方法。关键处是IvIEw—100采用光学方法测量角度，而其他类型的四轮定位仪

大多采用倾角传感器进行测量。

3．IVIEw—100四轮定位仪的工作原理

IvIEw—loo四轮定位仪的电气工作原理框图如图5—3所示。

和数据处理2个部分。

团51 工作原理因

数据采集部分为四个探测杆，探测杆中的传感器分别感应与其相对的传感器的红外

发射管的图像，并通过usB通信传输给数据处理部分。由于传感器的图像反映的是其白

身与相对应的传感器上的红外发射管的相互关系，而探测扦通过4个央具与汽车轮拥相连，

所以通过8个传感器的图像可以计算小4个轮辆的相互关系，并确定车轮的定位参数。

数据处理部分为四轮定位主机，主要包括工业控制计算机系统、电源系统及接口系统，其作用是实现用户对四轮定位仪的操作指令，村数据进行处理并与原厂设计参数一起

四轮定位基本知识

目录

1. 内容描述...............................................2

1.1 什么是四轮定位......................................2

1.2 四轮定位的应用领域..................................3

1.3 四轮定位技术发展简述................................4

2. 四轮定位原理...........................................6

2.1 车辆坐标系和世界坐标系..............................7

2.2 传感器与测量原理....................................8

2.2.1 轮速传感器......................................9

2.2.2 里程计.........................................10

2.2.3 陀螺仪.........................................11

2.3 定位算法...........................................12

2.3.1 基于里程计的定位...............................13

2.3.2 基于轮速的定位.................................15 2.3.3 卡尔曼滤波算法.................................16

2.3.4 其他定位算法...................................17