四轮定位课程设计---四轮定位仪的原理结构使用方法

1、 课 程 设 计课程名称 现代汽车检测与诊断 题目名称 四轮定位仪的原理结构使用方法学部班级 机械工程学部汽车0901班 学  号 09430319153952 学生姓名 指导教师 2011 年 12 月 21 日引 言在现代汽车中, 操纵稳定性和行驶安全性被人们看得越来越重要了.虽然已经有很多在这方面的研究,但是本文主要在分析汽车四轮定位原理结构和使用方法,结合实验室台架阐述四轮定位仪汽车检测中的运用方面的研究,也是具有十分重要的意义的.车辆在出厂时,定位角度都是根据设计要求预先设定好的.这些定位角度用来共同保证车辆驾驶的舒适性和安全性.但是,车辆在行驶一段时间后,这些定

2、位角度会由于交通事故、道路坑洼不平造成的剧烈颠簸、底盘零件磨损、更换底盘零件、更换轮胎等原因而产生变化.一旦定位角度产生变化,就可能导致诸如轮胎异常磨损、车辆跑偏、安全性下降、油耗增加、零件磨损加快、方向盘发沉等故障.因此,进行四轮定位参数检验,使其处于合理范围内,对提高汽车的安全性及经济性有重要意义. 目 录第一章 四轮定位仪的原理第二章 四轮定位仪的结构特点与安装方式第三章 四轮定位仪的使用方法与调试第一章 四轮定位仪的原理汽车四轮定位汽车的转向车轮、转向节和前轴三者之间的安装具有一定的相对位置,这种具有一定相对位置的安装叫做转向车轮定位,也称前轮定位.前轮定位包括主销后倾(角)、主销内倾

3、(角)、前轮外倾(角)和前轮前束四个内容.这是对两个转向前轮而言,对两个后轮来说也同样存在与后轴之间安装的相对位置,称后轮定位.后轮定位包括车轮外倾(角)和逐个后轮前束.这样前轮定位和后轮定位总起来说叫四轮定位.车轮定位的作用是使汽车保持稳定的直线行驶和转向轻便,并减少汽车在行驶中轮胎和转向机件的磨损. 主销后倾角:从侧面看车轮,转向主销(车轮转向时的旋转中心)向后倾倒,称为主销后倾角.设置主销后倾角后,主销中心线的接地点与车轮中心的地面投影点之间产生距离(称作主销纵倾移距,与自行车的前轮叉梁向后倾斜的原理相同),使车轮的接地点位于转向主销延长线的后端,车轮就靠行驶中的滚动阻力被向后拉,使车轮

4、的方向自然朝向行驶方向.设定很大的主销后倾角可提高直线行驶性能,同时主销纵倾移距也增大.主销纵倾移距过大,会使转向盘沉重,而且由于路面干扰而加剧车轮的前后颠簸. 主销内倾角:从车前后方向看轮胎时,主销轴向车身内侧倾斜,该角度称为主销内倾角.当车轮以主销为中心回转时,车轮的最低点将陷入路面以下,但实际上车轮下边缘不可能陷入路面以下,而是将转向车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车轮回复到原来中间位置的效应,因而方向盘复位容易.此外,主销内倾角还使得主销轴线与路面交点到车轮中心平面与地面交线的距离减小,从而减小转向时驾驶员加在方向盘上的力,使转向操纵轻便,同时也可

5、减少从转向轮传到方向盘上的冲击力.但主销内倾角也不宜过大,否则加速了轮胎的磨损. 前轮外倾: 从前后方向看车轮时,轮胎并非垂直安装,而是稍微倾倒呈现“八”字形张开,称为负外倾,而朝反方向张开时称正外倾.使用斜线轮胎的鼎盛时期,由于使轮胎倾斜触地便于方向盘的操作,所以外倾角设得比较大.现在汽车一般将外倾角设定得很小,接近垂直.汽车装用扁平子午线轮胎不断普及,由于子午线轮胎的特性(轮胎花纹刚性大,外胎面宽),若设定大外倾角会使轮胎磨偏,降低轮胎摩擦力.还由于助力转向机构的不断使用,也使外倾角不断缩小.尽管如此,设定少许的外倾角可对车轴上的车轮轴承施加适当的横推力. 前轮前束:脚尖向内,所谓“内八字

6、脚”的意思,指的是左右前轮分别向内.采用这种结构目的是修正上述前轮外倾角引起的车轮向外侧转动.如前所述,由于有外倾,方向盘操作变得容易.另一方面,由于车轮倾斜,左右前轮分别向外侧转动,为了修正这个问题,如果左右两轮带有向内的角度,则正负为零,左右两轮可保持直线行进,减少轮胎磨损.上述的四种定位值都是前轮定位的指标.后轮定位值与前轮定位值相似,但大多数轿车的后轮定位不可调. a)主销后倾角的原理图 b)正主销后倾角 c)负主销后倾角 第二章 四轮定位仪的结构特点与安装方式 汽车四轮定位的组成结构四轮定位仪主要由：定位仪主机及必要附件组成。定位仪主机由：机箱(大机箱带后视镜)；电脑主机(含显示器、

7、打印机)；四个机头(定位传感器)；通讯系统；充电系统；总供电系统共六部分组成。必要的附件由：方向盘固定器；刹车固定器；转角盘及；夹具共四部分组成。要很好的完成定位调车工作用户还应自行配备必要的工具如：各种型号的开口扳手、梅花扳手、套筒、接杆、快速扳手、扭力杆、钳子、螺丝刀、气动扳手(小风炮)、拉杆球头拆装器、外倾角校正器以及各种型号的调整垫片和调整螺栓等。 四轮定位仪的分类 四轮定位仪分拉线式、光学式、电脑拉线式和电脑几个式,现以光学式四轮定位仪说明四轮定位仪的结构与测量原理。电脑拉线式四轮定位仪如图21所示,其主要结构右带微处理器的主机柜及彩色监视器、键盘、80系列A4打印机、红外电子测量尺

8、(用来检测轮距)、红外遥控器、标准转盘或电子转盘、自定心卡盘、传感器、接线盒、电缆、传感器拉线、方向盘锁定杆和刹车制动杆等组成。 第三章 四轮定位仪的使用方法与调试(一) 汽车的准备 需做四轮定位仪的汽车，汽车大梁必须先经过校正，且主销没有损坏，保证车身左右对称点处于同一水平面上，将汽车驶到升降台上或地沟上，使前轮正好位于转盘中心。车驶入前用锁紧销将转盘锁紧，防止转动。汽车驶入后，在松开锁紧销。 (二) 安装卡盘 卡盘的卡爪头有多种形式，需要依据轮辋类型选择合适的卡爪头： (1)用于钢或铝合金轮辋，通常无需补偿； (2)用于钢或铝合金轮辋，需要进行补偿； (3)用于钢制轮辋，无需补偿； (4)

9、用于钢制轮辋需要补偿； (5)钩行丝杆，用于钢或铝合金轮辋，需补偿； (6)橡胶螺钉用于铝合金轮辋，无需补偿； (7)橡胶螺钉用于铝合金，需补偿。 将卡盘装在车轮上，通过转动手柄夹紧卡盘，卡爪头一般要固定在轮辋圈内侧，避免装在外侧时由于轮辋外侧变形，而测量不准。 (三) 安装传感器 将传感器安装在卡盘轴上，保证各传感器的位置正确(如前左、前右)。传统的传感器根据测量对象不同，对于主销内倾角、主销后倾角、外倾角、前束角等，要求的安装方式不同。在进行各定位角测量时，参见各检测项目传感器安装图。 (1)传感器水平，观察水平仪，气泡调至中间位置，则传感器水平。 (2)转动卡盘轴端头的偏心档块，轴向固定

10、传感器，以免传感器意外坠下。 (3)连接传感器之间的拉线。(当测量主销后倾角时无需连接) (4)安装方向盘锁定杆(需要时使用)，方向盘锁定杆带有弹簧锁定杆放在驾驶室内座椅上，压下手把，使之顶住转向盘，锁定转向盘。 (5)安装制动杆(需要时使用)将制动杆大端定在踏板上，制动杆靠在座椅上乘紧。 (四) 从数据库中选择汽车制造厂及车型(1)在主菜单上选择车轮定位仪类型，既能提供各种车型数据库，又能提供三类汽车车轮定位：轿车车轮定位、货车车轮定位、用户文件。(可选项) (2)若选择“轿车车轮定位”，则出现轿车制造厂商。如果数据库中无轿车选择(其他)项，转动定位尺寸测量菜单上，则轿车的定位尺寸进入屏幕。

11、测量值一定要存入轿车的用户手册的技术参数上，新车的技术参数也应输入数据库。 (3)选择相应的汽车制造厂商，则显示其生产的各种车型号。 (4)选择对应的车型，回车后、程序将进入“标准参数选项单”。 (五) 输入/修正参数 以下说明也使用于数据库中没有的车型。在这种情况下，特征参数需要按屏幕提示输入，说明如下： (1)输入/修正车轮直径：如果车轮直径没有显示(数据库中没有的小型汽车型号)或车轮直径与数据库中的车轮直径不符，选(直径)项。 (2)输入/修正轴距：如果轴距与数据库中数据不符，选(轴距)项，并从键盘上输入对应的实际轴距(轿车使用手册上有)，结束时回车，正确的轴距用绿色字显示在屏幕上。 (

12、3)输入/修正前(后)轮距：如果前(后)轮距与数据库中数值不符，选前(后)轮距项，从键盘上输入对应的实际轮距，回车结束。则正确的轮距值用绿色字显示在屏幕上。 (六) 自动偏摆补偿 (1)选择偏摆补偿校正程序：从角度测量选项单选择“偏摆补偿”项，它将提供前(后)轮偏摆补偿程序。另外，还可以在角度测量菜单中选择“RUNOUT(偏摆补偿)程序。 (2)汽车举升：分别升起前后轮，待稳定后测量。 (3)车轮初始0°位置的偏摆补偿校正：按遥控器上的控制键(左轮用6，右轮用8)、将初始值置于零位，高亮度显示时，则车轮偏摆校正置相对零值，设备自动准备校正偏差。 (4)车轮旋转180°位置时

13、的偏摆补偿校正：缓慢转动约180°，按遥控器上键或回车测量相对偏摆值，进行平均运算后，显示高亮度绿色时，则该轮已补偿校正完毕，注意放下车轮时，应保证车轮在0°或180°的位置落地。 (5)重复遥控器上的6、7、2程序，给所有的轮子进行偏摆补偿校正。 (6)一旦补偿校正程序完成，程序将自动回到定位参数测量菜单。 (七) 车轮定位测量 (1)测量前轮左/右主销内倾角：前轮安装传感器及配件，锁紧前轮传感器，后轮传感器可不用，转盘不锁紧，不用转向盘锁定杆，使用制动杆，以防车轮滚动。不用拉线。从角度测量选项中选择主销轮距程序，转动车轮使转向角显示0°等待测量。 使

14、左轮向左转动20°转向角度显示在屏幕上，主销内倾角将相对“0°”值自动存储，听到声响后，即完成。 转动转向盘，车轮继续向左转动，直到右边也转过20°。转向角的值显示在屏幕上，存储器自动将右主销以“0°”存储。然后将车轮右转20°，转向角显示在屏幕上，右轮主销内倾角测量值也显示在屏幕上方。右主销内倾角测量完毕。 继续右转转向盘，使左轮右转至20°。左轮主销内倾角测量也就显示在屏幕上。左主销内倾角测量完毕。 比较各测量值，白色值表示测量值与基准值无偏差。绿色值表示测量值在公差范围内。红色值表示测量值在公差范围外。 (2)测量前轮左/右：测

15、量主销后倾角所用传感器及附件如图-16，要用前轮传感器，不需锁紧，可不用后轮传感器，转盘不需锁紧，不用转向盘锁定杆，用制动杆，防止车轮滚动，不用拉线。 从测量角度选项单中选主销后倾角，主销后倾角区清屏等待测量。转动转向盘使左轮左转20°，转向角显示在显示屏上，左轮主销后倾角相对“0°”值被自动存储。继续左转使右轮也转到20°，右轮主销后倾角相对“0°”值被自动存储。然后车轮右转20°，转向角显示在显示器屏幕上显示右轮主销后倾角测量值。右轮主销后倾角测量完毕。操纵转向盘，继续右转，使左轮转向角达到20°，屏幕上显示左后轮主销后倾角测量值

16、，测量完毕。比较测量值，如果测量值合乎要求，可进行其他测量，如果测量值不对，一定要进行调整，使策略值位于公差值之内。 (3)主销后倾角的调整：将车轮转回到直行位置，转向角值变为绿色，接近0°。将传感器转动90°安装，如同直行内倾角测量时的安装方式，如图-17所示。 (4)测量左(右)后轮前束角/外倾角：测量后轮前束角和外倾角时，要使用四个传感器，传感器之间要连接拉线，如图6-18所示，使用转向盘锁定杆防止车轮转向，使用制动杆，防止车轮滚动。在“角度测量选项单”中选后轮倾角测量程在屏幕上显示左、右侧后轮前束角及外倾角，还可以进一步显示推力角(由两后轮前束角算出)。用测量值与原厂值进行比较，如果测量值正确，可进行下一步操作，如果测量不正确，一定要进行调整。 (5)测量左(右)前束角/外倾角：测量前轮前束角和外倾角的方法与测量后轮前束角和外倾角的方法