S7_1第7章汽车车轮定位的检测(2_1)

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第7章汽车车轮定位的检测
7.1车轮定位参数 7.2汽车车轮侧滑检测 7.3汽车四轮定位检测 7.4思考题
第7章 汽车车轮定位的检测
车轮定位角检测设备分为：动态检验设备和静态检验设备， 动态检验设备称为侧滑试验台； 静态检验设备称为车轮定位仪。
7.1车轮定位参数
7.1.1.2车轮外倾角和前轮前束A-B
1、车轮外倾角α（camber angle）：车轮中心平面不是垂直于 地面的，而是向外倾斜一个角度，如图7－3所示。
车轮外倾角
（3）保护轴头螺母。如果没有 车轮外倾角，满载后车轮会内 倾，则轮毂向外压靠在轮外轴 承上，加重轴承和轮毂紧固螺 母的负荷，降低它们的使用寿 命。需预先使车轮有一定的外 倾角，以防止车轮内倾。
由于离心力的作用，在车轮与路 面接触点b处，路面对车轮作用 的侧向反作用力Y形成绕主销轴 线的回正力矩Y ×l，方向与车轮 偏转方向相反。
回正力矩将使车轮回复到原来中 间的位置，从而保证汽车稳定的 直线行驶。
主销后倾角γ
由于回正力矩与力臂L成正比 ，而力臂l取决于主销后倾角， 所以主销后倾角不宜过大，否 则转向时，须在转向盘上施加 较大的力，即转向盘沉重。
2）γ ＜2°～3°。乘用车采用 低压胎，轮胎与地面接触面增 大，而引起回正力矩增加，因 此γ角可减小到接近于零，甚至 为负值，但不超过－1°。
主销内倾角β
3、主销内倾角（SAI， steering axis inclination）是在汽车横 向平面内，主销上部向内倾斜而与垂线形成的角度β，如图。
推力线朝左，推力角为正，推力线朝右，推力角为负。 推力角是一种故障状态参数，如左后轮和右后轮的前束不等
、后轴安装偏斜、车轴偏角等情况，会产生推力角。
推力角
推力角的存在会使汽车的行驶轨迹偏斜，当推力线向汽车几 何中心线的左侧偏斜时，后轮将使汽车顺时针转向。如果驾 驶员松脱转向盘，汽车向右转。若使汽车保持直线行驶，需 使汽车前轮不断向左偏转进行补偿，这将造成轮胎的羽片状 磨损。
使用方便、快速准确，结构较复杂、价格较贵，应用较少。
7.1.3.2静态测量法
1、在汽车车轮静止不动的状态下对车轮定位值进行几何检测 设备操作较复杂，不适合快速检测； 难保证汽车（特别是高速时）严格按直线行驶。 静态测量法的设备称为车轮定位仪。
7.1.4车轮定位调整的形式
7.1.4.1几何中心线定位调整 以汽车的几何中心线为参考直线，
7.2.2汽车前轮侧滑量对汽车使用性能的影响
1．对汽车动力性、燃料经济性及制动性的影响 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、燃油经济性及制动性均不利。 如某车的前轮侧滑量从0.2 m/km增至5.2 m/km，
➢ 滚动阻力增加约30%， ➢ 加速性能降低约7.5%，等 ➢测
汽车发生碰撞事故维修后、换装新的悬架或转向及有关配件 后、新车驾驶3 000 km后，以及每驾驶10000 km或6个月后， 出现下列问题需要进行车轮定位检测：
（1）直线行驶时，需要紧握转向盘，感觉往左边或右边拉。 （2）感觉车身发飘或摇摆不定，方向很难操纵。 （3）前轮或后轮单边磨损或快速吃胎。 （4）安装新轮胎后，发现跑偏或吃胎。
主销内倾角β
1）主销内倾角β有两个作用：
当转向车轮在外力作用下，由
（1）具有自动回正的能力 中间位置偏离一个角度（为了
。
解释方便，图2b中画成180°
，即转到虚线所示位置）时，
车轮的最低点将陷入路面以下
实际上车轮下边缘不可能陷入 路面以下，而是将转向轮连同 整个汽车前部向上抬起一个相 应的高度，这样汽车本身的重 力有使转向轮回复到原来中间 位置的效应。
前轮前束A-B
前轮外倾与前束共同作用
7.1.2后轮定位
随着前轮驱动、四轮独立悬架、承载式车身结构的汽车出现 ，产生了后轮定位的问题，后轮定位失准也会产生直线行驶 稳定性不好、轮胎异常磨损等故障。
7.1.2.1推力角 1、后轮定位：通过推力线体现的。
7.1.2.1推力角
推力线是过后桥中心且和后桥中心线垂直相交的一条假想线 ，指向汽车前进方向。
汽车的纵向几何中心线也是一条假想线，它是通过汽车前桥 和后桥中心线的直线。
图5表示推力线和汽车的纵向几何中心线重合，汽车的直线行 驶稳定性好。
推力角
图6表示推力线和汽车的纵向几何中心线不重合
后轮沿推力线给汽车一个力矩，引起汽车跑偏，则汽车的直 线行驶稳定性不好。
推力角
2、推力角（thrust angle）：指推力线和汽车的纵向几何中心 线不重合时，推力线与纵向几何中心线形成的夹角。
7.1.3.1动态测量法
2、动态检测法的检测设备有两种形式： 汽车车轮侧滑检验台和滚筒式车轮定位检验台。 1）车轮侧滑检验台：
检测由转向轮定位产生的侧向滑移量，设备简单，应用较普 遍。 2）滚筒式车轮定位检验台：
测量是在旋转滚筒上进行，通过滚动的车轮对安装在摆动支 架上的滚筒的横向推力，可精确测出车轮的前束、外倾及侧 滑量。
（4）保持轮胎与拱形路面垂直 ，减少轮胎偏磨损。车轮有了 外倾角可与拱形路面相适应。 车轮外倾角一般为30'～1°。
车轮外倾角
车轮外倾角的存在，会使车轮 在滚动时类似滚锥而向外滚开 ，由于转向横拉杆和车桥的约 束使车轮不可能向外滚开，车 轮将在地面上出现边滚边滑的 现象，从而加重轮胎的磨损。
为了消除车轮外倾角所带来的 副作用，保持汽车正直行驶， 车轮上应设置前束。
为使转向车轮操纵轻便、行驶稳定可靠和减少轮胎的偏磨损 ，在转向车轮上设计有：
“转向轴车轮定位”－主销后倾角γ ，主销内倾角β、车轮外倾 角a和前轮前束等参数；
“前轮定位”－由于汽车转向轴一般在前轮。 “后轮定位”－把后轮外倾角和后轮前束。其作用是使前后轮
胎的行驶轨迹重合，以减少高速时前后轮胎的横向侧滑量和 轮胎的偏磨损。 “四轮定位”：前轮定位和后轮定位合称。
总前束（total toe）： 左轮前束和右轮前束之和。
前轮前束A-B
2）前轮前束可通过改变横拉 杆的长度来调整。
可根据各厂家规定的测量位置 ，使两轮前后距离差（A－B ）符合所规定的前束值。一般 前束值都小于8～12 mm。
各种车型的转向轮定位值，各 汽车制造厂均有规定。表1列 出几种常见汽车的转向轮定位 值。
前轮前束A-B
2、前桥左、右车轮的旋转平面不平行，车轮前端胎面中心线 间的距离B小于车轮后端胎面中心线间的距离A，称为前轮前 束A－B（wheel toe），如图4所示。
前轮前束A-B
1）对于每个车轮来说： 正前束：
前端偏向汽车中心纵轴线 负前束：
前端偏离汽车中心纵轴线为（ 又称前张）。
主销内倾角β
（2）转向轻便。 主销内倾角β还使主销轴线与路
面交点到车轮中心平面与地面 交线的距离c减小（图2a），从 而减小转向时驾驶员加在转向 盘上的力，使转向操纵轻便， 同时也可减少从转向轮传到转 向盘上的冲击力。
主销内倾角β
c值也不宜过小，即主销内倾 角β不宜过大，否则在转向时 ，车轮绕主销偏转的过程中， 轮胎与路面间将产生较大的滑 动，从而增加轮胎与路面的摩 擦阻力，这样不仅使转向变得 很沉重，而且会加速轮胎的磨 损。故主销内倾角一般不大于 8°。
将两个前轮的前束调整到规定值。 如果后轮安装正确，即推力线与几
何中心线重合，这种方法定位调整 效果很好。 当后轮位置不正确，这种定位调整 方法会造成前轮前束调整不当。
7.1.4.2推力线定位调整
1、将后轮的推力线作为参考直线 进行前轮前束的调整。
2、当推力线和几何中心线不重合 时，（前轮、后轮与汽车几何中 心线不平行）。当汽车直线行驶 时，四个车轮并不指向正前方， 会导致轮胎表面羽片状磨损。
7.2汽车车轮侧滑检测
7.2.1车轮侧滑产生的原因 为保证汽车转向车轮作无横向滑移的直线滚动，要求车轮外
倾角和车轮前束有适当配合。转向轮外倾角产生的外张力与 转向轮前束产生的内向力相互抵消，保持转向轮正直方向行 驶。 当转向轮外倾角和前束在使用过程中发生变化，两参数的平 衡被破坏，使轮胎处于边滚边滑的状态，将产生侧向滑移现 象，称为车轮侧滑，如图8所示。
7.1.2.3车轴偏角
1、车轴偏角（wheel set－back）：测量同一车轴左右两个车 轮的平行度，即一个车轮较另一个车轮后退些，如图7所示。
2、严重的碰撞事故会导致大的车轴 偏角。
车轴偏角会引起方向跑偏及操纵不稳 ，此角度只有高档的四轮定位仪（需 有8个传感器）能测量出来；测量车 轴偏角时，要先确定前束正确，因为 不正确的前束，测量时会产生不正常 的车轴偏角数值。
2、主销后倾角（caster angle）是在汽车纵向平面内，主销上 部向后倾斜而与车轮中心的垂线形成的角度γ，如图1所示。
1）车轮具有主销后倾角后，主销的延长线与地面的交点a成 为车轮摆动的支点，它位于车轮与路面接触点b的前面。
主销后倾角γ
当汽车直线行驶时，若转向轮偶然受到外力作用而稍有偏转 ，如向右偏转，将使汽车行驶方向向右偏离。
车轮外倾角
2）外倾为正，内倾为负。车轮外 倾角有四个作用：
（1）转向轻便。车轮外倾的存在 ，使轮胎接地点向内缩以减小偏距 Dy。
（2）减小轮胎偏磨。如果空车时 车轮的安装正好垂直于路面，则满 载时车桥将因承载变形，可能出现 车轮内倾。会加速轮胎的偏磨损。 外倾角不宜过大，否则轮胎会产生 偏磨损。
汽车性能检测技术
Test Technology for Automobile Performance
华南理工大学机械与汽车工程学院 李礼夫
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汽车性能检测技术
Test Technology for Automobile Performance
华南理工大学机械与汽车工程学院 李礼夫