汽车检测技术-3章-底盘检测技术

授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail].第三章底盘检测技术主讲：朱明高级技师、高级技能专业教师、汽车维修高级考评员国家经济师授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]第三章底盘检测技术3.1传动系游动角度检测..3.2车轮定位检测..3.3转向盘自由行程和转向阻力的检测..3.4车轮平衡度检测..3.5悬架装置检测..常用的底盘检测项目较多，由于部分检测项目直接反映汽车的整车性能，故将其列为整车检测项目放在第四章介绍。本章主要介绍下面的检测项目：授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]3．2车轮定位检测汽车一般在下列情况下要进行车轮定位：1）直线行驶时需紧握方向盘，否则汽车会跑偏。2）前轮或后轮出现单侧磨损或快速磨损。3）转向时方向盘太重、太轻以及快速行驶时方向盘发抖。4）当车辆发生碰撞事故维修后。5）更换轮胎、悬架、转向及有关配件后。6）新车行驶3000km以及每行驶10,000km后。授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]1.主要定位参数1）主销后倾角γ定义：从汽车的侧面看，转向轴中心线与竖直线所成的夹角称为主销后倾角。规定主销后倾为正，主销前倾为负。作用：当汽车行驶中，转向轮偶然受外力作用而稍有偏转时，主销后倾将产生车轮转向反方向的力矩使车轮自动回正，可保证汽车直线行驶的稳定性。主销后倾角过大：转向后方向盘回正性好，但会造成转向沉重。主销后倾角过小：转向后缺乏方向盘自动回正能力，引起前轮摆振，转向盘摇摆不定，驾驶员失去路感，车速高时发飘。左右车轮主销后倾角不相等：车辆会朝着主销后倾角小的一侧跑偏。3.2.2车轮定位参数授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]图3―1车轮主要定位参数（a）（b）（c）前束角前束角授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]2）主销内倾角β定义：从汽车的前面看，转向轴中心线与竖直线所成的夹角称为主销内倾角。规定主销内倾为正，主销外倾为负。作用：使转向轻便，并且使前轮转向后也产生回正力矩。主销后倾和主销内倾都有使汽车转向自动回正的作用，但主销后倾的回正作用随车速增大而增大，高速时起主导作用。主销内倾的回正作用与车速无关，低速起主要作用。主销内倾角过大时，转向时会使轮胎磨损加剧。授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]3）车轮外倾角α定义：从汽车前方看轮胎中心线与竖直线所成的角度称为外倾角。规定车轮外倾为正，车轮内倾为负。作用：防止车辆满载时，悬架变形造成车轮内倾，避免轮胎偏磨损和减轻轮毂轴承的负荷。同时，可减少前轮纵向旋转平面接地点至主销中心线延长线与地面交点的距离，从而使转向轻便。车轮外倾角太大时，会造成轮胎外侧出现单边磨损；悬架系统零件磨损加剧；车辆会朝着外倾角较大的一侧跑偏。负外倾角太大时，会造成轮胎内侧单边出现磨损；悬架系统零件磨损加剧；车辆会朝着负外倾角较小的一侧跑偏。授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]4）前束角定义：从汽车的正上方向下看，轮胎中心线与汽车纵向几何中心线之间的夹角称为前束角。规定两轮前边缘距离小于后边缘距离为正，反之为负。负前束也叫前张角。两个车轮的前束角之和，即两个轮胎中心线的夹角称为总前束。作用：消除车轮外倾造成的不良后果，减轻轮毂外轴承的压力和轮胎的磨损。前束角太大时，会造成轮胎外侧羽毛状磨损，羽片状磨损的尖部指向汽车纵向轴线，当用手从内侧向外侧抚摸，胎纹外缘有锐利的刺手感觉；另外会造成转向不稳定，车轮发抖。负前束太大时，会造成轮胎内侧羽毛状磨损，羽片状磨损的尖部背离汽车纵向轴线，当用手从外侧向内侧抚摸，胎纹外缘有锐利的刺手感觉；并且转向不稳定，车轮发抖。授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]2．其它定位参数1）推力角定义：汽车后轮行进方向（即推力线，也称推进线）与汽车纵向几何中心线形成一个夹角，这个夹角称为推力角（也称推进角）。汽车纵向几何中心线是指通过汽车前桥和后桥中心的直线。推力角的正负号规定：推力线左偏时，推力角为正，反之为负。推力线一般是指汽车后轮总前束夹角的平分线。根据定义，推力角在数值上等于后轮左右两轮前束之差的一半。推力角是一种故障状态参数。汽车行驶时，推力角会使后轮沿推力线给汽车一个纵向的偏转力矩，造成轮胎异常磨损、车辆跑偏，严重时将发生后轴侧滑甩尾等危险情况。授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]图3―2推力角（a）（b）推力线推力角前前力线推推力角后轴安装偏斜（图3―2a）、左右后轮前束角不等（图3―2b）都会产生推力角。授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]2）轴距差两前轮中心的连线与两后轮中心的连线之间的夹角称为汽车的轴距差。规定当右侧车轮的距离比左侧车轮的距离大时，轴距差为正，反之为负。轴距差也是一种故障状态参数，一般是由于车身撞击而形成，达到一定程度车辆将出现跑偏，跑偏方向朝向轴距较小的一侧。3）轮距差左侧前后两轮中心的连线与右侧前后两轮中心的连线之间的夹角称为汽车的轮距差。规定后轮轮距比前轮轮距大时，轮距差为正，反之为负。授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]4）退缩角两前轮中心连线与推力线的垂线之间的夹角称为前退缩角。两后轮中心连线的垂线与推力线之间的夹角称为后退缩角。规定右轮在左轮后面时退缩角为正，反之为负。推力线后退缩角轮距差轴距差前前前退缩角（a）（b）图3―3轴距差、轮距差和退缩角授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]5）转向前展角车轮在转弯时两前轮的转角之差称为转向前展角（也称转向角、转向前张角）。通常将转向20°的转向前展角作为测量值。图3―4转向前展授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]6）包容角从汽车的前面看，主销轴线与车轮轮胎中心线之间的夹角，称为包容角。在数值上等于主销内倾角和车轮外倾角之和。作用：为了在转弯时使汽车以后轴延伸线的瞬时中心为圆心顺利转弯，避免侧滑引起的轮胎过度磨损。汽车使用时，由于前轮的碰撞冲击、经常采用紧急制动等原因引起转向梯形的变形，使转向前展角超过标准值。此时，车辆在转弯时轮胎会发出尖锐噪声，造成汽车在转向行驶过程中前轮异常磨损、操纵性变差。一般来说，转向前展角是不可调整的，只能通过更换零件改正缺陷。授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]3．定位基准线的选择现代四轮定位方法是：先测量推力角，确定推力线与几何中心线相对位置，然后调整后轮前束使推力线与几何中心线重合。前轮前束的调整用重合的推力线和几何中心线为参考基准。4．定位参数的关联性①改变车轮外倾角可同时改变主销内倾角。②改变前束角会变动车轮外倾角。改变前束角时车轮绕主销转动，由于主销后倾角的影响，使车轮外倾角发生变动。③改变后轮前束会影响前轮单轮的前束。现代四轮定位采用后轮推力线定位方法确定前轮前束的。如果后轮前束改变，推力线会发生变动，前轮总前束虽不会因此而改变，但两个单轮前束会发生变动。授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]1）按出现的先后情况看：气泡水准式、光学投影式、拉线式、PSD式、CCD式、3D影像式等形式的车轮定位仪。气泡水准式定位仪、光学投影式定位仪，它们属于普通的机械或光学仪表，测量精度低，仅前轮定位。拉线式、PSD式、CCD式、3D影像式：属于电脑式四轮定位仪，它们均应用计算机技术和精密传感技术，由装在车轮上的传感器将车轮定位角的几何关系转化成电信号接入微机进行处理，分析和判断，然后由显示器显示和打印机打印输出，并且可以同时进行四轮定位。3.2.2四轮定位仪的分类授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]2）对于电脑式四轮定位仪，如果按传感器机头之间、传感器机头与主机之间的通信方式不同，又分为：有线式和无线式两种。无线式又分红外光和蓝牙通信两种形式。有线式采用电缆传输，传输稳定可靠，但使用不方便，并且线本身容易被拉、压、折断，更换电缆成本高。红外光传输使用方便，但容易受遮挡，对环境要求较高。蓝牙通信是一种开放的低成本、短距离的无线连接技术。使用方便，寿命长，通信稳定可靠。蓝牙无线部分十分小巧，重量轻，可穿墙通信，只是在穿越障碍时，会损失功率，使通信距离缩短。授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]3.2.3四轮定位仪的结构和检测原理1.四轮定位仪的结构。（1）定位仪主机由机柜、计算机、主机接口和打印机组成。计算机内有四轮定位专用软件，计算机硬盘中存有各种车型定位参数的数据库和操作帮助系统等。（2）传感器机头传感器机头是四轮定位仪的核心部件。上面标有在车轮上的安装位置，各自不能互换。如果更换任一传感器机头则需要对所有传感器机头重新进行标定。传感器机头内主要有控制板、信号光源、位置传感器、倾角传感器、通信装置、电源等。（3）通信系统实现传感器机头之间、传感器机头与主机之间的数据传递，采用电缆、红外光、蓝牙通信技术授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]图3―5四轮定位仪授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]2345（a）（b）67（4）轮辋夹具1-调节手柄2-传感器紧固螺栓3-光杆4-传感器安装轴销5-丝杆6-轮爪7-锁紧螺钉a）三爪夹具b）四爪夹具图3―6轮辋夹具授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]（5）转盘转盘由固定盘、活动盘、扇形刻度尺、游标指针、锁止销和滚珠等组成1-固定盘2-活动盘3-滚珠4-指针5-刻度尺图3―7转盘的结构授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]（6）附件包括转向盘锁定杆、制动踏板固定杆等，如图3―9所示。图3―9转向盘锁定杆（a）和制动踏板固定杆（b）授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]2.四轮定位仪的检测原理红外8束、16传感器封闭测量左前轮右前轮左后轮右后轮转盘图3―10测量场的形成授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]传感器机头各传感器：大箱体内的位置传感器用于测量水平纵向的定位角，又称前束传感器；小箱体内的位置传感器用于测量水平横向定位角，又称横角传感器。两个倾角传感器互成90°放置，其中，外倾角传感器能直接测量车轮中性面的倾角，用于车轮外倾角和主销后倾角的测量。主销内倾角传感器则通过测量车轮平面绕转向节轴线的相对转角，计算出主销内倾角的大小。。前束传感器大箱体小箱体外倾角传感器主销内倾角传感器横角传感器图3―11四轮定位仪各传感器的位置授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]滤镜聚焦镜片红外线fx线阵CCD红外线发射管传感器机头1传感器机头2fxarctan传感器机头2偏离零线某一角度α，成像点到零点的距离为x，聚焦镜片的焦距为f，则传感器机头2的偏角α为图3―12入射光角度的测量原理授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]倾角传感器种类：摆锤式、液体可变电容式、可变磁阻式及硅集成电路等形式。特点：均以重力方向作为参考基准，测出传感器机头外壳随着车轮偏转的角度α。倾角传感器摆锤摆臂传感器机头外壳图3―14摆锤式倾角传感器的测量原理授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]以CCD四轮定位仪为例1.前束和推力角、轴距差的测量原理在车轮前束检测前，应保证车体摆正且转向盘位于中间位置。传感器机头上的CCD传感器的零点位置，表示前束或横角为零时对应传感器机头红外发射管的光点成像位置，其位置在设备标定时已进行确定。当车轮（如左右前轮）存在前束时，左后轮其传感器机头上红外发射管的光点，在左前轮测量机头的前束CCD传感器上的成像位置会偏离零点位置形成一个偏差值，测出左前轮的前束角α1；右后轮其传感器机头的光点在右前轮测量机头的前束CCD传感器上的成像位