正德2015 李昂 寶馬320i四輪定位分析與故障排除初稿

1、畢業(yè)論文題 目 寶馬320i四輪定位分析與故障排除 姓 名： 李 昂 專 業(yè)： 汽車電子技術 班 級： 汽電班 指導教師： 葛 晶 審閱教師： 成 績： 正德職業(yè)技術學院 二一六年二月二十六日 摘要 如今，隨著技術的發(fā)展，汽車客戶對愛車的要求越來越高，然而為了提高車輛的安全性，車身底盤往往比較重，輪胎的負荷也就越高，大多數汽車都可能出現輪胎的異常磨損，高速時車身發(fā)抖、方向跑偏、轉向時回正力不足等行駛不順的現象，尤其是針對底盤安全、行駛操控不順的故障，有必要進行一次比較全面的了解、研究和探討。而此次我就針對寶馬320i(E90)車型的四輪定位進行一個學習和探討，以便提高自己的技術水平。關鍵詞 寶

2、馬320i 車輛安全 異常磨損 方向跑偏 行駛不順 四輪定位目錄緒論41.四輪定位概念51.1四輪定位的定義51.2為什么要進行四輪定位51.3四輪定位儀的種類51.4四輪定位作用61.5四輪定位的好處71.6四輪定位檢測條件71.7四輪定位參數72.四輪定位的基本原理92.1前束及前束角92.2車輪外傾角92.3主銷后傾角102.4主銷內傾角113.四輪定位對汽車行駛性能的影響123.1前束123.2車輪外傾角123.3主銷后傾角123.4主銷內傾角134.車輛在那些情況下需要做四輪定位· 135.案例分析14 5.1 汽車信息145.2故障現象 14 5.3 故障診斷與排除 14

3、5.4總結原因16 5.6行駛注意事項 17致謝18參考文獻19 緒論公路和城鄉(xiāng)道路的發(fā)展，現代轎車和輕型客車的車速不斷提高，汽車底盤車輪定位系統(tǒng)的精確與否給車輛行駛是否舒適、安全以及經濟實用等方面帶來的影響變得非常明顯。引進的四輪定位儀，由于它能排除車輪定位失準而引起的方向跑偏、轉向盤不正、轉向盤沉重、漂浮及搖擺不定、車身蛇行、輪胎偏磨和啃胎等故障，所以越來越受到駕駛員和修理廠家的青睞,“四輪定位”的概念已為大家所接受，開展四輪定位檢測與調整，在我國已被廣泛應用。本文旨在分析在汽車四輪定位準備工作和四輪定位原理，結合我在實習期間針對寶馬320i的四輪定位的實踐操作，闡述了汽車底盤檢測方面的研

4、究，對我們剛剛進入汽車行業(yè)的新人來說，對于提高自己的能力，也是具有十分重要的意義。車輛在出廠時，定位角度都是根據設計要求預先設定好的，這些定位角度是用來保證車輛駕駛的舒適性和安全性。但是，車輛在行駛一段時間后，這些定位角度會由于交通事故、道路坑洼不平造成的劇烈顛簸、底盤零件磨損、更換底盤零件、更換輪胎、設計缺陷等原因而產生變化，一旦定位角度發(fā)生了變化，就可能導致諸如輪胎異常磨損、車輛跑偏、方向自動回正力不足、安全性下降、油耗增加、零件磨損加快、方向盤發(fā)沉等故障。因此，進行四輪定位參數的檢驗與調整，使車輛的工作狀況處于合理的范圍內，對提高汽車的安全性、操控性及經濟性具有重要的意義。 1.四輪定位

5、概念1.1四輪定位的定義現代汽車的車輪、懸架系統(tǒng)元件以及轉向系統(tǒng)元件，安裝到車架上的幾何角度與尺寸必須符合一定的要求，以車輛的四輪參數為依據，通過調整以確保車輛良好的行駛性能并具備一定的可靠性。 對兩個轉向前輪而言，對兩個后輪來說也同樣存在與后軸之間安裝的相對位置，稱后輪定位。后輪定位包括車輪外傾(角)和后輪前束。這樣前輪定位和后輪定位總起來說叫四輪定位。1.2為什么要進行四輪定位車輛在出廠時，其懸掛系統(tǒng)的定位角度都是根據設計要求預先設定好的。這些定位角度共同用來保證車輛駕駛的舒適性和安全性。但是，由于車輛在售出并行駛一段時間后，這些定位角度會由于交通事故、道路坑洼不平造成的劇烈的顛簸（特別是

6、高速行駛時突然遇到不平路面）、底盤零件磨損、更換底盤零件、更換輪胎等原因而產生變化。一旦定位角度由于任何一種原因產生變化，就可能產生諸如輪胎異常磨損、車輛跑偏、安全性下降、油耗增加、零件磨損加快、方向盤發(fā)沉、車輛發(fā)飄等不適癥狀。有些癥狀使車輛在高速行駛時非常危險。 四輪定位維修保養(yǎng)服務的目的，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。車輪正確的定位可以保證轉向靈活、乘座舒適，維持直線行車，延長輪胎壽命，減少路面引起的震動等。1.3 四輪定位儀的種類 四輪定位儀有前束尺和光學水準定位儀、拉線定位儀、CCD定位儀、激光定位儀、和3D影響定位儀等幾種。其中3D、CCD和激光產品是目前市場

7、上的三大主流產品， 圖1-3-1 四輪定位儀 3D產品是目前市場上最現金的四輪定位，測量方式先進、測量時間僅為傳統(tǒng)定位儀的五分之一，已漸漸進入成熟階段，2010年將是3D四輪定位儀元年！北京展會，各大四輪定位廠商紛紛亮出V3D四輪定位產品，V3D成為展會的最大亮點。目前各大四輪定位廠家紛紛推出自己的V3D產品，V3D市場大戰(zhàn)必將立刻拉開帷幕。V3D測量能力全面超越光學傳感器。除了能計算出四輪定位角度外，還能計算輪距、輪差、軸距、軸差，摩擦半徑、轉向軌跡等功能。而且，光學傳感器售后多，操作繁瑣。V3D的出現，極有可能取代中、高端光學機的市場區(qū)間。1.4 四輪定位作用四輪定位主要作用就是增加行駛安

8、全；減少輪胎磨損；保持直行時轉向盤正直，維持直線行車；轉向后轉向盤自動歸正；增加駕駛控制感；減少燃燒消耗；減低懸掛部件耗損。當車輛使用很長時間后，用戶發(fā)現方向轉向沉重、發(fā)抖、跑偏、不正、不歸位或者輪胎單邊磨損，波狀磨損，塊狀磨損，偏磨等不正常磨損，以及用戶駕駛時，車感漂浮、顛簸、搖擺等現象出現時，就應該考慮檢查一下車輪定位值，看看是否偏差太多，及時進行修理。前輪定位包括主銷后傾角、主銷內傾角、前輪外傾角和前輪前束四個內容。后輪定位包括車輪外傾角和逐個后輪前束。這樣前輪定位和后輪定位總起來說叫車輪定位，也就是常說的四輪定位。車輪定位的作用是使汽車保持穩(wěn)定的直線行駛和轉向輕便，并減少汽車在行駛中輪

9、胎和轉向機件的磨損。 1.5 四輪定位的好處1） 增加車輛行駛的安全性2） 直行時方向盤的正直，不跑偏或者在跑偏在正常范圍內3） 減少汽油消耗4） 轉向后方向盤自動回正5） 減少輪胎磨損6） 保持車輛的直線行駛7） 減低懸掛配件的磨損1.6 檢測條件 在進行底盤測量前必須注意下列檢測條件： 1 )在車輛上只能安裝BMW許可的車輪輪胎組合 2）胎紋深度在整個車橋上的左右輪胎之間允許有最大1-2mm的偏差 3）輪胎充氣壓力符合規(guī)定 4）所有的底盤組件在技術上必須正常 5）配備自調高懸架控制的車輛，拔出供氣裝置的保險絲，以免往下或往上進行高度調節(jié)1.7 四輪定位參數 ,四輪定位儀檢測的主要參數為車輪

10、外傾角、主銷后傾角、主銷內傾角，前束角，后輪推進角，摩擦弧徑，轉向半徑，懸吊高度等參數 1.前束 5.車輪偏置角 2.車輪外傾角 6車輪外傾角3.主銷后傾角（10°或 20°車輪轉角） 7.后輪位置 4.車輪轉彎偏差角 8.前束 9.幾何形式軸線2.四輪定位基本原理2.1 前束及前束角在汽車轉向軸上,兩個轉向輪并非平行安裝(圖1),其兩輪前邊緣距離B小于后邊緣距離A,A減去B的值即為前束。車輪前束也可用角度表示即前束角,是指前輪中心線與縱向中心線的夾角。前輪前束角的作用是保證汽車的行駛性能,減少輪胎的磨損。前輪在滾動時,其慣性力會自然將輪胎向內偏斜,如果前束角適當,輪胎滾動

11、時的偏斜方向就會抵消,輪胎內外側磨損的現象會減少。在整體式前橋中，前束的調整是用管子鉗旋轉橫拉桿來進行的。橫拉桿兩端的螺紋，有一端是正扣，另一端是反扣，改變旋轉的方向，就能改變橫拉的長短，前束要分別旋轉左右兩個調整套來進行。其實兩個調整套，也就是兩個小橫拉桿，它們兩端的螺栓也分別是正反扣，如改變它們的長度，只要改變旋轉方向就行了要注意，獨立懸架的汽車不能文起前輪來調整前輪定位角，另外，要保證汽車在直線行駛時，轉向盤應正好位于中間位置。圖2-1 前束及前束角2.2車輪外傾角車輪安裝時并非垂直于地面,而是向外傾斜一個角度。車輪外傾角是指車輪中心平面與鉛垂線的夾角(圖2)。當車輪頂部向汽車外部傾斜時

12、角度為正,反之為負。由于有車輪外傾角，在滿載時，車橋或懸架變形，會使車輪垂直于地面。一方面可以改善車輪外軸承受力情況，另一方面與路面的橫面的拱形相適應。如果車輪沒有外傾角，滿載后車輪會內傾，使輪轂向外壓靠在與輪外軸承上，加重了軸承和鎖緊螺母的負荷，降低它們的使用壽命。車輪外傾角一般1°左右。 圖2-2 車輪外傾角 2.3 主銷后傾角主銷后傾角是指懸架上球頭或支柱頂端與下球頭的連線(稱為主銷,汽車在轉向時車輪繞其旋轉)在縱向平面內與通過車輪中心的鉛垂線且從汽車的側面觀察的夾角(圖3)。上球頭在鉛垂線的后方為正,反之為負。主銷垂直于地面時后傾角為零。主銷后傾角一般取2°4

13、76;目前高速轎車廣泛采用低壓胎，輪胎與地面接觸面增大，穩(wěn)定性提高了，因此后傾角有減小的趨勢，甚至取負值，但不超過負1°。它能使轉向盤在轉向后自動回正。主銷后傾角大些，有利于直線行駛的穩(wěn)定性，但是將加大轉向盤的轉動力矩，因此只有寶馬、凌志、奔馳等高級轎車，本身具有良好的轉向助力系統(tǒng)，主銷后傾角達到了10°左右。 圖2-3 主銷后傾角2.4 主銷內傾角主銷內傾角是指懸架上球頭或支柱頂端與下球頭的連線即主銷(在橫向平面內向內傾斜)與鉛垂線且從汽車的正面觀察的夾角。是指主銷裝在前軸略向內傾斜的角度,上球頭向內為正,反之為負(圖3)。合理的主銷內傾角可使汽車轉向行駛時轉向輕便,減少

14、路面通過轉向輪傳導到轉向盤的沖擊力,同時也具有一定的前輪自動回正作用。該角度越大前輪自動回正的作用就越強烈,但轉向時也越費力,輪胎磨損增大;反之,角度越小前輪自動回正的作用就越弱。主銷內傾角一般不大于8°，在設計轉向節(jié)時已經設定，絕大部分汽車主銷內傾角均不能調節(jié)。圖2-4 主銷內傾角3.四輪定位對汽車行駛性能的影響3.1 前 束前束作用是消除由于外傾角所產生的輪胎側滑。當正前束太大時,輪胎外側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。當用手從內側向外側撫摸,胎紋外緣有銳利的刺手感覺。前輪前束的調整方法是調整可調式拉桿,在調整前先將左右兩邊球頭銷止螺栓松開,夾緊轉向盤

15、正中位置。再根據電腦提供的資料同時進行調整。如果原來的轉向盤是在正中位置,同時調整前束轉向盤可能不會變動。直至調整到標準數值,然后測試看其是否有變動,如有變動應將其調正為止。3.2 車輪外傾角當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。當輪胎中心線在鉛垂線外側時的夾角稱為正外傾角,其作用主要是減小作用于轉向節(jié)上的操縱力,防止由于載荷而產生不需要的外傾角。使輪胎的內外側磨損均勻,還可以提高車身的橫向穩(wěn)定性。外傾角的調整根據各車型各有不同,調整方法也有不同。主要調整方法有:調整墊片、大梁槽孔、不同心凸輪、偏心球頭、上控制臂的調整、下控制臂的調整等。3.3 主銷后傾角主銷

16、后傾的作用主要是為了保持汽車行駛的穩(wěn)定性,并使汽車轉向后,轉向輪有自動回正功能。后傾角的角度不會影響輪胎磨,它是用來穩(wěn)定車行方向和轉向時能自動回正。對于后傾角的調整,應根據車型不同,首先進行分析判斷,然后進行調整,其調整方法有下列幾種:墊片、不同心凸輪軸、偏心球頭、大梁槽孔、平衡桿等。3.4 主銷內傾角主銷內傾角的作用是減少轉向操縱力。也就是將輪胎轉動所需力矩減到最少,同時減少回跳和跑偏現象,改善車輛直線行駛的穩(wěn)定性。但應用在四輪定位、底盤維修時往往無法將遇到的理論應用上去解決問題,其原因是由于車體底盤的結構,所有四輪定位角度都互相通過底盤的機械結構相連結。變前束角會變動外傾角,由于改變前束角

17、時輪子會依著轉向軸轉,因此外傾角會變動。后傾角越大其外傾角改變越大。整后傾角會改變車輪偏角,當后傾角加大或減小后傾角時,由于轉向軸上支點都能向前或向后移動,因此加大或減小后傾角的調整會使前輪向前或向后滑動,使用的轉盤也必須有可前后滑動的功能。改變外傾角可同時改變內傾角,改變內傾角會造成外傾角改變。不同的懸架結構有不同的外傾角調整方法。如果向左右移動上支架點或移動下支架點,則不但外傾角改變,其內傾角跟著變。因此即使外傾角被調標準了,但由于內傾角的變化,車行不順。解決了一個毛病,同時又制造了另一個毛病。4.車輛在那些情況下需要做四輪定位的1） 新車行駛3000公里或3個月2） 舊車行駛10000公

18、里或6個月后3） 各種情況的輪胎磨損4） 車輛跑偏5） 車輛直行時方向盤不正6） 方向盤發(fā)沉，發(fā)飄，發(fā)抖7） 車身漂浮或搖擺不定8） 轉向后不能自動回正（回正力差）9） 更換輪胎或懸掛轉向有關配件后10） 事故維修后11） 汽車年審年檢前12） 計劃作長途高速行駛前5.案例分析5.1汽車信息圖5-1 寶馬320i 車型系列： 2010款3系 車型系類名稱：E90車身類型：四門車 銷售名稱：320i 變速箱： 自動變速器 發(fā)動機：N46駕駛形式：左座駕駛型 國家規(guī)格：EUR制造年月：2010105.2故障現象 一輛寶馬320i（E90系列）里程數6萬公里，客戶反應汽車在高速行駛過程時方向盤有些不

19、受控制，車輛發(fā)抖，向右跑偏。經過檢查后，發(fā)現車輪內側的位置輪胎不正常磨損。5.3故障診斷與排除 師傅將車輛開至舉升機上，檢查車輛的底盤,目測各部件沒有存在變形或者損壞的情況，于是將車輛開至四輪定位舉升機上面，輸入車輛信息（車牌、底盤號、行駛里程、標準胎壓、懸掛高度等），進行調整前的準備工作。 通過檢測，車輛的后橋前束、主銷內傾、主銷外傾，前橋的前束、車輪外傾角也不符合標準的規(guī)定，故進行調整。 圖（5-3-1） 后橋的調整步驟 如圖（5-3-1），后橋右側的外傾角和前束都不正常，于是調整相應的螺栓，直到四輪定位儀顯示的數據均為綠色，并且使中間的白色小指針盡量指在調整的中間部分。 圖（5-3-2） 前橋的調整步驟 如圖(5-3-2),前橋的調整步驟相對于后橋會比較復雜點。調整前束時要松開T花的緊固螺栓，直至前橋前束顯示的綠色值，指針指向中間位置為準。車輪外傾角的調整，要用四輪定位儀上的增壓機，如（圖5-3-3），把車輛前橋輪胎抬離地面，取下減震支座上面的穩(wěn)釘，松開三顆固定螺栓，根據車輛外傾的角度來適當把減震彈簧向內或者外部拉動，來調整車輛的外傾