转向操纵性检测

1、汽车的转向操纵稳定性检测汽车的转向操纵稳定性检测汽车转向操纵性的评价指标：1转向盘最大自由转动量、转向半径。2转向轻便性。3转向灵敏度：汽车横摆角速度与方向盘转角的比值。4转向回正能力：转向后自动回正能力。5直线行驶特性：自动维持直线行驶能力。6抗侧翻能力。 一、转向操纵性的一般要求1、转向盘的最大自由转动量 是指汽车转向轮保持直线行驶位置静止不动时，轻轻左右晃动转向盘测得的游动角。A检验要求：最大设计车速大于或等于100km/h的汽车：20 最大设计车速小于100km/h的汽车：30B检验方法：1)汽车保持直线向前状态,置于平坦干燥和清洁的硬质路面上；2)将转向力-角仪安装在转向盘上；3)转

2、动转向盘至一侧有阻力止，再转至另一侧有阻力止，测出其最大自由转动量。转向盘自由转动量检测仪：结构：刻度盘、指针、固定装置。原理：检测时，把刻度盘和指针分别固定在转向盘轴管和转向盘边缘上，轻轻向左（或向右）转动转向盘，使转向盘转到一侧刚好能带动转向轮又没有转动时，调整检测仪器的指针指向刻度盘的零度位置；然后向另一侧转动转向盘到刚好能带动转向轮又没有转动时止。此时读取指针指向刻度盘的角度值。 2、最小转弯直径 GB18565规定：车辆的最小转弯直径以前外轮轨迹中心线为基准测量，其值不得大于24m。 最小转弯直径 Rmin=L/Sin0max+a ； Dmin=2Rmin 理想的内外转角关系图（a）

3、转弯直径）转弯直径 （b）非转向内轮转弯直径）非转向内轮转弯直径转弯直径（转弯直径（mm）：汽车转向时，汽车外侧转向轮）：汽车转向时，汽车外侧转向轮的中心平面在车辆支承平面上轨迹圆直径。的中心平面在车辆支承平面上轨迹圆直径。p转向盘转到极限位置时的转弯直径为最小转弯直径。转向盘转到极限位置时的转弯直径为最小转弯直径。通道圆与外摆值通道圆与外摆值汽车和汽车列车（不计具有作业功能的专用装置的突出部分）必须能在同一个车辆通道圆内通过，车辆通道圆的外圆直径D1为25.00m，车辆通道圆的内圆直径D2为10.60m。汽车和汽车列车由直线行驶过渡到上述圆周运动时，任何部分超出直线行驶时的车辆外侧面垂直面的

4、值（外摆值）T不得大于0.80m。通道圆与外摆值由直线行驶过渡到D2、D1之间的圆周运动时，任何部分超出直线行驶时的车辆外侧垂直面的距离.（铰接客车不大于1.2m；其他客车不大于0.8m。）a)汽车通道圆与外摆值汽车通道圆与外摆值 b)汽车列车通道圆与外摆值汽车列车通道圆与外摆值 3、转向轮最大转角的检测 1）检测要求: A、 转向轮最大转向角应符合原厂规定的该车有关技术条件。 B、转向轮内外轮转角应符合的几何比例关系 Ctg 0- Ctg i=（DO-CO）/BD=K/L 0外轮转角； i 内轮转角； K 两主销中心线延长线到地面焦点之间的距离 L 轴距。2）所用仪器：转向轮转角仪A、转角仪

5、结构与工作原理： 转角仪基本结构由机械台架和控制系统组成。 机械台架部分由两个基本测试单元组成，每个测试单元都能在台架轨道上借助电机的正反转而独立的左右移动，以适应不同的汽车轮距和不同的行驶路线。每个测试单元都有一个可以转动的圆盘，圆盘的下方连接有一个角度传感器，用来记录车轮转动的角度，从而实现对转向轮转角的检测。驱动电机减速机限位开关圆盘行车方向转角仪结构图3）转角仪的检验方法 不同型号的转角仪检测方法也不同，以全自动转角仪为例加以说明： （1）设备的准备； （2）车辆的准备； （3）测试：根据提示向左打转向盘到极限位置，系统采样，测得左、右车轮的外、内转角。同样根据提示向右打转向盘到极限位

6、置，系统采样，测得左、右车轮的外、内转角。转向盘回到中间位置测试完毕。 4、汽车的稳态转向特性有三种： 不足转向、中性转向、过多转向。汽车应具备一定的不足转向特性，以使车辆具有正常的操纵稳定性 。汽车三种转向特性影响转向特性的因素1、 （前后轴）车重分配与车轮侧偏刚度的匹配，前轴载荷大，向不足转向转化，后轴载荷大，向过多转向转化。2、轮胎气压、轮胎结构的影响，轮胎气压高向过多转向转化，轮胎气压低向不足转向转化。3、驱动型式的影响，前驱向过多转向转化，后驱向不足转向转化；4、左右侧车轮垂直载荷再分配的影响。二、转向操纵轻便性（转向盘最大转向力）1.路试检测A检验要求：汽车空载在平坦、干燥和清洁的

7、硬路面上以10km/h的速度在5s之内沿螺旋线从直线行驶过渡到直径为24m的圆周行驶，施加于转向盘外缘的最大切向力不得大于150N（GB7258-2004规定为245N）。B检验方法：1）将转向盘测力仪安装在转向盘上，检查轮胎气压应符合规定。2）从直线行驶过渡到直径为24m的圆周行驶，记录过渡时间和施加于转向盘外缘的最大切向力。 2.原地检测A检验要求： 转向盘的最大转向力不得大于120N。B 检验方法：汽车转向轮置于转角盘上，转动转向盘，使转向轮达到汽车制造厂规定的最大转角，在此转向的全过程中，用转向力测试仪测量转动转向盘的操纵力。转向盘测力仪：结构：操纵盘、主机箱、传感器、连接叉和定位杆等

8、部分。原理：将转向盘测力仪的中心对准被测车辆的转向盘中心，并与转向盘连接牢固，然后转动仪器的操纵盘，使转向盘带动汽车的转向系统以实现转向轮的转向。同时，微机处理器读取测力传感器输出的最大电信号，并根据转向盘的直径换算成圆周上的切向操纵力显示在主机箱的窗口或打印出来。三、车轮定位 1、车轮定位 悬架转向系的安装要求为车轮定位，过去只有转向轮定位，现在为车轮定位。2、车轮定位的目的 保证汽车的操纵稳定性、方向稳定性及最小的轮胎磨损，并在各种路况下保证这些要求的实现。 磨损、变形、损坏会使定位参数发生变化，从而导致严重事故。更换球销、摆臂、横拉杆等零件后对车轮定位参数进行调整也是必须的。 车轮定位就

9、是对悬架及转向系各部件进行调整，以达到原设计功能。3、车轮定位基准几何中心线和推力线重合 车轮中心线：指轮胎上对车轮轴垂直的中心线。几何中心线： 指车身纵向中心平面和过前后两车轴水平面的交线。 推力线： 指后轮总前束的角平分线 。4、定位基准的优缺点 几何中心线定位，后轮位置发生变化，会发生定位问题。 推力线定位。但只要有如下任何一种变形出现，推力线位置便不正确。 四轮定位：就是几何中心线和推力线重合的定位。5、什么时候进行四轮定位？ 直线行驶困难：（转向沉重、发抖、跑偏、不自动复位）驾驶时车感飘浮、颠颤、摇摆等不正常的驾驶感觉。行驶中转向盘不正或行车方向的跑偏现象出现。 轮胎出现不正常磨损：

10、（单边磨损、波状磨损、块状磨损、偏磨等）。汽车更换悬架系统或转向系统有关部件。经碰撞事故维修后。6、检测要求1）检验要求：车辆转向轮的定位参数应符合原厂规定；后轮有定位参数的其参数值符合有关技术条件的规定。2）检验仪器： 前轮定位角测试仪、 四轮定位仪8、定位内容 前轮外倾、前轮前束、主销内倾、主销后倾； 后轮外倾、后轮前束； 纵向对称性、退缩角、转向20前张角、包容角、推力角。 1）外倾角的定义： 转向轮安装时并非垂直于路面，而是向外倾斜一个角度，车轮中心平面与铅垂线的夹角称为外倾角。即汽车在横向平面内，车轮几何中心线与地面铅垂线的夹角。有零外倾正外倾：铅垂线外侧负外倾：铅垂线内侧（1）车轮

11、外倾角2）正外倾角的作用减低作用于转向节上的负荷。防止车轮滑脱。（分力F2）重载时防止内倾（重载时内倾）减小转向操纵力（偏矩小）减少磨损（全面接触） 为了避免汽车承重后，前梁变形引起前轮出现内倾，从而加速轮胎的磨损和加大轮毂外侧轴承负荷。同时，有了外倾角也可以适应拱形路面。3）负外倾角的作用 转向时，如有正外倾，则离心力使外轮外倾加大，加大磨损变形。横向稳定性差，不足转向加大，即增横向稳定和减小胎磨损。A、大型客车和货车外倾角值一般为正值。 1 左右。B、新型的轿车大多数为负值。原因：为了提高高速行驶转向时的稳定性。车轮正外倾和负外倾示意图 负外倾 正外倾车轮外倾时的受力情况（2）主销内倾角

12、1）主销内倾角定义： 转向节主销轴线或假想的主销轴线在横向平面内向内倾斜，与铅垂线所形成的夹角称为主销内倾角。2）内倾角的作用n偏置最小，操纵省力。偏置小，回跳、跑偏小。n在大转向角度时，能使转向自动回正。 n过小不回正，低速偏摆（摆振）n左右不等，驱动跑偏 n包容角：内、外倾角的总和。转向节弯曲，包容角变化。n偏矩：主销线与地面交点和胎中心线与地交点的距离。也称摩擦半径，有正负零之分。3）负偏距的作用：n若前轮的制动器制动力不等，左轮大与右轮（F1F2）,会产生制动跑偏，车身偏向是图示的X方向。此时两边不等的制动力，作用在负偏距R上，F1使左轮向A方向偏转， F2使右轮向B方向偏转，两方向效

13、果综合后，使车身偏向图示的Y方向。即Y、X方向相反，但XY，则可减小制动跑偏的趋势。n出现主销内倾角设计增大的趋势（15左右），为了防止汽车出现一侧爆胎时，汽车向该侧剧烈跑偏的现象发生。n4）主销内倾角的回正作用 由于主销内倾，垂直反力Z产生的稳定力矩Mz 。此力矩的方向与前轮转角的方向相反，其阻止前轮偏转的作用，是稳定力矩。（3）主销后倾 1） 定义：转向节主销轴线或假想的主销轴线（某些独立悬架的汽车无实际主销）在纵向平面内向后倾斜，与铅垂线所形成的夹角称为主销后倾角。 主销后倾分为： 正后倾、零和负后倾。2）主销后倾作用行驶中的方向跑偏能自动回正，但转向时费力。回正原理图示。不影响轮胎磨损

14、动力转向的车，后倾大过小易偏摆（摆振），高速摆振胎压低后可减小后倾（起后倾作用 ）主销后倾，侧向反力Y产生的稳定力矩My 设转向轮绕主销按箭头方向偏转，离心力向外，地面侧向反力Y垂直与纸面向内，对主销的力矩My=yrsin。它的作用方向与前轮偏转方向相反，是稳定力矩。rA（4）前束1）前束定义：n 前轮前束是以推力线与几何中心线重合作为参考直线，左右轮胎的中心线与其的夹角。有总前束和单独前束之分。n后轮总前束的角平分线为推力线。n正前束引起车轮内滚而悬架（车轴）使其外移，因而产生侧向外移力，胎外侧磨成羽毛状。n从动轮受阻力外滚增大正前束；驱动轮增大负前束。n为了消除前轮外倾带来的不良后果，在安

15、装前轮时，人为地使两轮中心平面不平行。在沿前进方向上，两轮前端距离小于后端距离。A与B之差就称为前束值。2）前束的作用 消除由于外倾角所产生的轮胎侧滑。因为车轮外倾角作用使车轮顶部朝外倾斜 当车辆向前行驶时，车轮要朝外滚动，从而产生侧滑，会造成轮胎磨损。所以，前束作用是消除由于外倾角所产生的轮胎侧滑 （5）汽车退缩角（轮轴偏移）n轮轴偏移是指两个前轮(或后轮)与地接触点的连线与垂直于推力线的直线间的夹角。当右轮在左轮前方时此角度值为正，在左轮后方时此角度值为负。n退缩角汽车车轴轴线与横向水平线之间的夹角。退缩角越小越好。 其危害：行驶跑偏、制动跑偏 前后轴退缩 后轴退缩 前轴退缩 前后轴平行退

16、缩（6）前展n定义：汽车转向时内外轮的转角差。内侧大于外侧，由转向梯形保证。n无前展：汽车直行时两轮平行，转弯时左右轮转动量相同，则两前轮转动中心不在一个交点上，内轮滚动而侧滑、胎磨损严重。n梯形臂变形则前展变化（7）推力角）推力角（8）横向偏位 横向偏位是指左(右)前轮和相应后轮与地接触点连线与推力线的夹角（即轮距向一侧变长或变短）。如果后轮超出前轮，此角度为正。（9）轴偏位（推力角）n实际的前后轴的平分中心线连线与理论车辆几何中心线的夹角，两前轮或两后轮同时横移，其它参数（如前、后轮总前束）不改变，也存在推力角。（10）轴距偏差 轴距偏差是指两前轮之间的连线与两后轮间连线不平行所形成的夹角

17、。当右侧轮距大于左侧轮距时，此角度为正，反之为负。轴距变化，可以引起推力线歪斜，从而产生推力角。（11）轨迹宽度偏差n轨迹宽度偏差是指左前轮和左后轮与地面接触点之间的连线，同右前轮和右后轮与地面接触点之间的连线的夹角。当后部宽度超过前部宽度时，此角度为正。四、四轮定位检测（1）四轮定位仪结构： 主机和机柜、传感器、夹紧装置、转角盘、后滑板、打印机、显示器、四柱举升机、导线等。 A、主机 主机是整个四轮定位仪的核心部件，它负责收集各个传感器传来的信号，并将这些信号整理成数据（即测量数据）并在显示器上显示出来，然后根据测量人员所输入的车型资料从内存中调取相应的规定数据，把测量数据与规定数据相比较，

18、即可得出结论。接着按照预定的方案进行适当的定位调整。整个测量和调整的过程步骤都是在主机的提示和监控下进行的。B、传感器 定位仪共有四个CCD电荷耦合传感器，每个都安装有两个CCD红外测量镜头。C、测量方式： 1）初始化测量； 2）转向20角时的测量； 3）前轮外倾角的测量。检测原理（1） 由前后轮上的传感器产生的八对光束组成一个封闭的四边形，车轮转动一定角度后，光束焦点位置发生变化，据此确定出定位参数。n八传感器测量系统：形成直角四边形，检测出推力角是否合格。n激光器：投射激光束，光敏三极管（或CCD）接收光束。检测原理（2）n前束为零，左右发射光重合。有前束，可测出距离相等。若不等，左右单独

19、前束不等。n推力角，轴距 轮距差：八个传感器测量，四边形。n外倾、内倾、后倾：角度测量仪（可变电位计）n车轮轮辋变形补偿：车轮的径向、端面跳动量即补偿值计入前束、外倾的前值中。（3）四轮定位检测侧视图四轮定位仪四轮定位仪（4）四轮定位检测俯视图(5)四轮定位仪的分类： 根据四轮定位仪的工作原理不同可以分为拉线式、光学式、电脑拉线式和电脑光学式。光学式又可分为激光式和红外线式。（6）四轮定位仪检测方法1）上车前准备工作；2）安装夹具和传感器；3）测量前的准备工作；4）调整前检测；5）定位调整；6）调整后检测。五、侧滑检测 1、侧滑产生的原因 转向轮定位值引起侧滑： 经分析汽车转向轮的前束值与外倾

20、角对其侧滑的影响比较大。转向轮有了前束后，在滚动过程中力图向内收拢，只是由于转向桥不可能缩短，因此，在实际滚动过程中才不至于真正向内滚拢。但由此而形成的这种内向力势必成为加剧轮胎外侧磨损的隐患。 转向轮外倾角的作用与前束作用相反。 由于汽车前束与车轮外倾角匹配不当时，在行驶过程中，车轮与地面之间产生相互作用，使车处于边滚边滑状态，这种现象称之为侧滑。1）测量装置：测量装置由框架、左右两块滑动板、杠杆机构、回位装置、滚轮装置、导向装置、锁止装置、位移传感器及信号传递装置等组成。该装置能把前轮侧滑量测出并传递给指示装置。 2）指示装置：指示装置有指针式和数字式。 2、侧滑试验台结构： 指示装置能把

21、测量装置传递来的滑动板侧滑量，按汽车每行驶1km侧滑lm定为一格刻度，所以每一格代表汽车每行驶1km侧滑lm。根据指针偏向IN或OUT的方向确定出侧滑方向。IN表示正前束，OUT表示负前束。3）报警装置。 侧滑试验台有单板侧滑试验台和双板联动侧滑试验台两种。 双板联动侧滑试验台主要由机械和电气两部分组成的，机械部分主要有框架及左右两块滑板、联动机构、回零机构、滚轮及导向机构、限位装置及锁零机构组成。滑板长度有500、800、1000等三种，滑板越长，测试精度越高。电器部分包括位移传感器和电器仪表。 电器部分：目前常用的位移传感器有电位计式和差动变压器式两种。电位计式测量装置的原理差动变压器式传

22、感器结构：初级线圈、次级线圈、铁芯等几部分组成。原理：在初级线圈接入电源U1后，次级线圈即感应输出电压U2，滑板移动时带动铁芯移动，从而引起线圈互感系数的变化，此时的输出电压随之作相应的变化。3、双板联动侧滑检验台的测量原理a、侧滑板仅受到车轮外倾角的作用： 具有外倾角 的车轮在滑动板上滚动时，车轮有向外侧滚动的趋势，由于受到车桥的约束，车轮不可能向外移动，从而通过车轮与滑动板间的附着作用带动滑板向内运动。O右前轮运动形式类似于滚锥。+Sab、侧滑板仅受到车轮前束的作用： 具有前束的车轮在滑动板上前进时，车轮有向内滚动的趋势，但由于受到车桥的约束，在实际前进驶过侧滑台时，车轮不可能向内移动，从

23、而通过车轮与滑动板间的附着作用带动滑板向外侧运动。 前进时，由车轮前束引起的侧滑分量St大于或等于零 。反之，仅具有负前束的车轮在前进时，由车轮负前束引起的侧滑分量St小于或等于零 。 依次类推，车轮后退时的情况 。C、侧滑板受到车轮外倾角前束的同时作用： 汽车转向轮同时具有外倾角和前束角，在前进时外倾所引起的侧滑分量Sa与由前束所引起的侧滑分量St的方向相反，因而两者相互抵消。在后退时两方向相同，两分量相互叠加。4、检测方法1）拔掉滑动板的锁止销钉，接通电源。2）汽车以35kmh的速度垂直侧滑板驶向侧滑试验台，使前轮平稳通过滑动板。3）当前轮完全通过滑动板后，从指示装置上观察侧滑方向并读取、

24、打印最大侧滑量。4）检测结束后，切断电源并锁止滑动板。 对于后轮有定位的汽车，仍可按上述方法检测后轴是的侧滑量，从而诊断后轴的定位值是否失准。 独立悬架和非独立悬架的要求不一样GB7258-2004规定：对前轴采用非独立悬架的汽车，其转向轮的横向滑移量，用侧滑台检测时侧滑量值应在5m/km之间，规定侧滑量方向为外正内负。5、检验标准：六、转向系统常见故障诊断 汽车转向系统常见的故障类型有：转向盘自由转动量过大、转向沉重、直线自动跑偏、前轮摆振等。这些故障现象通常为综合性故障，其故障原因除了与转向系统有关外，还与轮胎、悬架、车身、车架、车轴等有关。1、转向盘自由转动量过大1）故障现象。汽车保持直线行驶位置静止不动时，轻轻来回晃动转向盘，感到游动