汽車轉(zhuǎn)向輪定位參數(shù)的靜態(tài)檢測

1、第1期8 Highways&AutomotiveApplications 2005年2月公 路 與 汽 運(yùn)汽車轉(zhuǎn)向輪定位參數(shù)的靜態(tài)檢測鄭凌云(四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院,四川攀枝花 617064)摘 要:轉(zhuǎn)向輪定位參數(shù)的檢測是汽車行駛系故障診斷與檢測的一個(gè)重要方面,文中闡述了汽車轉(zhuǎn)向輪定位參數(shù)檢測的基本原理和方法。關(guān)鍵詞:汽車;轉(zhuǎn)向輪;定位參數(shù);檢測中圖分類號(hào):U463.31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):1671-2668(2005)01-0008-03汽車轉(zhuǎn)向輪定位包括前輪前束、前輪外傾、主銷后傾和主銷內(nèi)傾,它是車橋技術(shù)狀況的重要診斷參數(shù)。轉(zhuǎn)向輪定位正確與否,不僅直接影響汽車的行駛穩(wěn)定性、安

2、全性、經(jīng)濟(jì)性、輪胎和有關(guān)部件的磨損及駕駛員的疲勞強(qiáng)度,而且還是某些總成、系統(tǒng)故障的綜合反映。因此,發(fā)現(xiàn)輪胎磨損異常、車輪振擺、操縱穩(wěn)定性差時(shí)或?qū)嚿?、車橋、懸架系統(tǒng)進(jìn)行修理后,必須對(duì)轉(zhuǎn)向輪定位參數(shù)進(jìn)行檢測。在檢測之前,應(yīng)使被檢測車輛滿足下列條件:輪胎充氣壓力符合規(guī)定、輪胎尺寸一致;輪轂軸承間隙正常;懸架系統(tǒng)球頭銷無過大間隙;制動(dòng)可靠;加滿燃油;汽車空載。兩轉(zhuǎn)向輪前方的胎冠中心線,而且指針尖端距地高度應(yīng)等于被測車輪的半徑;再調(diào)整前束尺的刻度標(biāo)尺,使之對(duì)準(zhǔn) 0 位;然后將前束尺移至左右兩轉(zhuǎn)向輪的后方,調(diào)整前束尺的長度,使兩指針分別指向左右兩轉(zhuǎn)向輪后方的胎冠中心線,此時(shí)前束尺上的讀數(shù)即為被檢測汽車的

3、前輪前束值。2 前輪外傾角的檢測前輪安裝在車橋上時(shí),其旋轉(zhuǎn)平面略向外傾斜的現(xiàn)象稱為前輪外傾。前輪旋轉(zhuǎn)平面與縱向垂直平面之間的夾角為前輪外傾角 ,它可用氣泡水準(zhǔn)車輪定位儀進(jìn)行直接檢測。當(dāng)有外傾角的前輪處于直線行駛位置時(shí),垂直于車輪旋轉(zhuǎn)平面安裝的水準(zhǔn)儀上的測外傾角的氣泡管也垂直于車輪旋轉(zhuǎn)平面,氣泡管與水平面的夾角即為 (見圖2)。此時(shí),氣泡管中的氣泡偏向車輪的一側(cè),將氣泡管調(diào)整到水平位置時(shí),氣泡的位移量即反映了 的大小。檢測步驟:1 前輪前束的檢測汽車轉(zhuǎn)向橋上左右兩轉(zhuǎn)向輪中前端距離小于后端距離的現(xiàn)象,稱為前輪前束。前輪前束可用前束尺進(jìn)行檢測,檢測點(diǎn)應(yīng)在前輪水平線的截面上,其高度等于前輪中心的離地高

4、度(見圖1)。檢測步驟:圖2 前輪外傾角測量原理圖1 前束尺檢測前輪前束1)將汽車停放在水平、堅(jiān)硬的場地上,用千斤頂頂起汽車前橋,使轉(zhuǎn)向輪能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。2)平穩(wěn)地轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向輪,并在輪胎胎冠中心處劃出一條中心線。3)下放千斤頂使轉(zhuǎn)向輪落地,并將汽車向前推動(dòng)少許,使汽車處于直線行駛狀態(tài)停放。1)將汽車處于直線行駛位置。2)將水準(zhǔn)儀的支架正確安裝在前輪的輪輞上。3)將水準(zhǔn)儀上測 、 的插銷插入支架的中心孔內(nèi),并使水準(zhǔn)儀在左右方向上大致處于水平狀態(tài),然后擰緊鎖緊螺釘以固定水準(zhǔn)儀。4)轉(zhuǎn)動(dòng)水準(zhǔn)儀上的 調(diào)節(jié)盤,直到對(duì)應(yīng)的氣泡管內(nèi)的氣泡處于中間位置為止,此時(shí)在 調(diào)節(jié)盤上總第106期 Highways&A

5、utomotiveApplications 9公 路 與 汽 運(yùn)3 主銷后傾角的檢測主銷裝在前軸上時(shí),其上端略向后傾斜的現(xiàn)象稱為主銷后傾。在縱向垂直平面內(nèi),主銷軸線與垂線之間的夾角為主銷后傾角 ,它不能由水準(zhǔn)儀直接測量,而只能利用轉(zhuǎn)向輪繞主銷轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的幾何關(guān)系間接測量。由于主銷后傾,當(dāng)轉(zhuǎn)向輪繞主銷轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),其轉(zhuǎn)向節(jié)樞軸與水平面之間的夾角會(huì)改變,若在轉(zhuǎn)向輪規(guī)定的轉(zhuǎn)角內(nèi)測出轉(zhuǎn)向節(jié)樞軸與水平面夾角的變化量,則可間接測出 。測量原理(以左前輪為例):在空間坐標(biāo)系中(見圖3),設(shè)前輪外傾角 和主銷內(nèi)傾角 均為零,OA為主銷中心線,OA與OZ的夾角為 ,OC為轉(zhuǎn)向節(jié)樞軸,MN為放置在OC上的氣泡管。當(dāng)轉(zhuǎn)向輪處

6、于直線行駛位置時(shí),OC與OX重合;當(dāng)轉(zhuǎn)向輪向右轉(zhuǎn)至規(guī)定角度!時(shí),轉(zhuǎn)向節(jié)樞軸OC轉(zhuǎn)至OC!,OC掃過的平面OCC!與水平面的夾角即為 ,OC!與水平面的夾角為。此時(shí),氣泡管由MN移至M!N!,氣泡管與水平面的傾角為,氣泡向M!移動(dòng),其位移量取決于的大小,而又取決于轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角!和 的大小。當(dāng)轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角!為定值時(shí),與 一一對(duì)應(yīng),氣泡位移量與也一一對(duì)應(yīng),因而通過對(duì)氣泡管內(nèi)氣泡位移量的標(biāo)定可反映主銷后傾角的大小。消。同時(shí),檢測時(shí)轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)動(dòng)了2!的角度,氣泡位移量則增大了1倍,因而提高了檢測精度。至于 ,由于其影響極小,可忽略不計(jì)。檢測時(shí)可將水準(zhǔn)車輪定位儀與車輪角度儀配合使用。檢測步驟:1)將被檢測車輛的

7、兩轉(zhuǎn)向輪分別置于兩車輪角度儀上,使主銷軸線的延長線基本通過轉(zhuǎn)盤中心,當(dāng)轉(zhuǎn)向輪處于直線行駛狀態(tài)時(shí),角度儀的指針應(yīng)與刻度盤的 0 對(duì)齊;并將后輪置于與角度儀相同高度的臺(tái)架上,以保證各車輪處于同一水平面。2)將水準(zhǔn)儀支架安裝在轉(zhuǎn)向輪上,調(diào)整支架,使支架中心孔軸線與車輪軸線同軸。3)將水準(zhǔn)儀測 、 的插銷插入支架中心孔。4)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤,使被測轉(zhuǎn)向輪向外轉(zhuǎn)動(dòng)20并保持該位置不動(dòng)。5)調(diào)整水準(zhǔn)儀,使水準(zhǔn)儀在垂直于測 、 插銷方向上處于水平位置,然后擰緊鎖緊螺釘。6)轉(zhuǎn)動(dòng)水準(zhǔn)儀上的 、 調(diào)節(jié)盤,使指示紅線與藍(lán)、紅、黃刻度盤零線重合。調(diào)整氣泡管的旋鈕,使氣泡管內(nèi)的氣泡處于中間位置。7)轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤,使其向相反方

8、向轉(zhuǎn)動(dòng)40并保持該位置不動(dòng)。8)重新轉(zhuǎn)動(dòng)水準(zhǔn)儀上的 、 調(diào)節(jié)盤,直到氣泡管內(nèi)的氣泡又處于中間位置。此時(shí),在藍(lán)盤上讀出 、 盤,紅線所指示值即為主銷后傾角 。4 主銷內(nèi)傾角的檢測主銷安裝到前軸上后,其上端略向內(nèi)傾斜的現(xiàn)象稱為主銷內(nèi)傾。在縱向垂直平面內(nèi),主銷軸線與垂線之間的夾角為主銷內(nèi)傾角 ,它不能直接測出,而只能利用轉(zhuǎn)向輪繞主銷轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的幾何關(guān)系進(jìn)行間接測量。由于主銷內(nèi)傾,當(dāng)轉(zhuǎn)向輪繞主銷轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度時(shí),其轉(zhuǎn)向節(jié)連同轉(zhuǎn)向輪將繞轉(zhuǎn)向節(jié)樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度,測出該角度,即可間接測出 。檢測原理圖3 主銷后傾角測量原理(以左前輪為例):在空間坐標(biāo)系中(見圖4),設(shè)前輪外傾角 和主銷后傾角 均為零,則主銷中心線

9、OA在OXZ平面內(nèi),OA與OZ的夾角為 。當(dāng)轉(zhuǎn)向輪處于直線行駛位置時(shí),轉(zhuǎn)向節(jié)樞軸OC與OX重合;當(dāng)轉(zhuǎn)向輪向右轉(zhuǎn)過!角度時(shí),由于主銷內(nèi)傾角 的存在,轉(zhuǎn)向節(jié)樞軸OC轉(zhuǎn)至OC!,形成圓錐面OCC!。若在轉(zhuǎn)向節(jié)樞軸的前部放置一平行于水平面且與OC軸線垂直的氣泡管EF,則在轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn),EF實(shí)際上轉(zhuǎn)向輪具有前輪外傾角 和主銷內(nèi)傾角 。為了消除 對(duì) 檢測結(jié)果的影響,檢測時(shí)先將轉(zhuǎn)向輪向外(左輪向左轉(zhuǎn),右輪向右轉(zhuǎn))轉(zhuǎn)動(dòng)!角度(通常為20),將氣泡管調(diào)到水平位置,然后向相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)2!的角度。這樣由于轉(zhuǎn)向節(jié)樞軸OC從直線行駛位置分別向內(nèi)、外轉(zhuǎn)動(dòng)了相同的角度,因第1期Highways&AutomotiveA

10、pplications 2005年2月10OC轉(zhuǎn)至OC!,EF移到E!F!。此時(shí),氣泡管與水平面的夾角為#,#的大小取決于轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角!和 。若!為定值,則#與 具有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。由于#的出現(xiàn),致使氣泡管EF內(nèi)的氣泡移動(dòng),因此,通過對(duì)氣泡移動(dòng)量的標(biāo)定可反映的大小。刻度盤的 0 對(duì)齊;并將后輪置于與角度儀相同高度的臺(tái)架上,以保證各車輪處于同一水平面。2)將水準(zhǔn)儀支架安裝在轉(zhuǎn)向輪上,調(diào)整支架,使支架中心孔軸線與車輪軸線同軸。3)將水準(zhǔn)儀測 的插銷裝于支架中心孔。4)將轉(zhuǎn)向輪處于制動(dòng)狀態(tài)。5)轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤,將被測轉(zhuǎn)向輪向外轉(zhuǎn)動(dòng)20并保持該位置不動(dòng)。6)松開鎖緊螺釘,使水準(zhǔn)儀在垂直于 插銷的方向上處于水

11、平狀態(tài),然后擰緊鎖緊螺釘。7)轉(zhuǎn)動(dòng)水準(zhǔn)儀上的 、 調(diào)節(jié)盤,使指示紅線與藍(lán)、紅、黃刻度盤零線重合。調(diào)整氣泡管的旋鈕,使氣泡管內(nèi)的氣泡處于中間位置。圖4 主銷內(nèi)傾角測量原理公 路 與 汽 運(yùn)實(shí)際上轉(zhuǎn)向輪具有前輪外傾角 和主銷后傾角 。為了消除 對(duì) 檢測結(jié)果的影響,檢測時(shí)先將轉(zhuǎn)向輪向外(左輪向左轉(zhuǎn),右輪向右轉(zhuǎn))轉(zhuǎn)動(dòng)!角度(通常為20),將氣泡管調(diào)到水平位置,然后向相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)2!的角度。這樣由于轉(zhuǎn)向節(jié)樞軸OC從直線行駛位置分別向內(nèi)、外轉(zhuǎn)動(dòng)了相同的角度,因而在轉(zhuǎn)向輪內(nèi)外轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 對(duì)檢測值的影響相互抵消。同時(shí),檢測時(shí)轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)動(dòng)了2!的角度,氣泡位移量增大了1倍,因而提高了檢測精度。至于 ,由于其影響極小,

12、可忽略不計(jì)。檢測時(shí)可將水準(zhǔn)車輪定位儀與車輪角度儀配合使用。檢測步驟:1)將被檢測車輛的兩轉(zhuǎn)向輪分別置于兩車輪角度儀上,使主銷軸線的延長線基本通過轉(zhuǎn)盤中心,當(dāng)轉(zhuǎn)向輪處于直線行駛狀態(tài)時(shí),角度儀的指針應(yīng)與車型CA1091EQ1090奧迪100上海桑塔納南京依維柯北京切諾基天津夏利7100前輪前束值/mm24150.51-1-31.52.518)轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤,使其向相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)40并保持該位置不動(dòng)。9)重新轉(zhuǎn)動(dòng)水準(zhǔn)儀上的 、 調(diào)節(jié)盤,直到氣泡處于中間位置。此時(shí), 、 調(diào)節(jié)盤紅線在紅刻度盤(測右轉(zhuǎn)向輪)或黃刻度盤(測左轉(zhuǎn)向輪)所指示之值即為主銷內(nèi)傾角 。5 結(jié)束語轉(zhuǎn)向輪定位參數(shù)值是汽車行駛系技術(shù)狀況的綜合反映,轉(zhuǎn)向輪定位參數(shù)檢測是汽車行駛系故障診斷與檢測的一個(gè)重要方面。當(dāng)檢測出來的參數(shù)值不符合規(guī)定(表1列出了幾種國產(chǎn)汽車的參數(shù)值)時(shí),則說明該車輛可能存在以下故障:懸架桿件變形、磨損;轉(zhuǎn)向節(jié)、車橋、懸架等部件裝配不良;車輪定位調(diào)整不當(dāng)。應(yīng)查明原因并排除故障,使轉(zhuǎn)向輪定位參數(shù)符合規(guī)定,保持汽車在良好技術(shù)狀態(tài)下工作。主銷后傾角130!23