国内外机动车振动噪声控制技术现状及发展趋势

主讲：尤明福第四章汽车底盘技术状况的检测与诊断主讲：尤明福教学目的及要求掌握车轮定位的概念、检测原理及检测方法掌握制动试验台的检测原理、检测方法掌握大灯检测仪的检测方法废气分析仪原理及检测方法教学目的及要求重点：车轮定位的作用及检测方法；废气分析仪的原理及检测方法难点：车轮定位的检测原理；制动试验台的原理及影响精度的因素第一节车轮定位及检测悬架转向系的安装要求为车轮定位，过去只有转向轮定位，现在为车轮定位一、车轮定位1、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。车轮定位就是对悬架及转向系各部件进行调整，以达到原设计功能。且只有电脑四轮定位才是快捷、准确的定位方法。第一节车轮定位及检测2、车轮定位基准几何中心线和推力线重合①车轮中心线：指轮胎上对车轮轴垂直的中心线。②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。③推力线：指后轮总前束的角平分线。第一节车轮定位及检测3、定位基准的优缺点①几何中心线定位，后轮位置发生变化，会发生定位问题。②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。③四轮定位：就是几何中心线和推力线重合的定位。第一节车轮定位及检测４、什么时候进行四轮定位？①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。②轮胎出现不正常磨损：（单边磨损、波状磨损、块状磨损、偏磨等）。③汽车更换悬架系统或转向系统有关部件。④前部经碰撞事故维修后。第一节车轮定位及检测第一节车轮定位及检测5、四轮定位的检测项目主销后倾角转向轮前束值／角及前张角主销内倾角转向20°时的前张角后轮外倾角转向轮轮外倾角轮距、轴距后轮前束值／角推力角轨迹宽度偏差横向偏位轴距偏差轮轴偏移等轴偏位1、主销后倾角γ的分析：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。第一节车轮定位及检测二、车轮定位的概念及作用第一节车轮定位及检测②主销后倾分为：有正后倾、零和负后倾。第一节车轮定位及检测③主销后倾作用a)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b)不影响轮胎磨损c)动力转向的车，后倾大d)过小易偏摆（摆振），高速摆振e)胎压低后可减小后倾（起后倾作用）④调整：a)双叉臂调偏心凸轮b)有撑杆的调撑杆头c)下控制臂等长时后倾、外倾都变，先后再外。第一节车轮定位及检测第一节车轮定位及检测调整外倾动画单击图片动画演示第一节车轮定位及检测调整后倾动画单击图片动画演示第一节车轮定位及检测调整后外倾动画单击图片动画演示第一节车轮定位及检测2、主销内倾角β①主销内倾角β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。第一节车轮定位及检测2、主销内倾角β的分析②内倾角β的作用(1)偏置最小，操纵省力。偏置小，回跳、跑偏小。(2)自动回正(3)过小不回正，低速偏摆（摆振）(4)左右不等，驱动跑偏。第一节车轮定位及检测第一节车轮定位及检测③包容角内、外倾角的总和。转向节弯曲，包容角变化。④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。负偏距的作用：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。第一节车轮定位及检测第一节车轮定位及检测第一节车轮定位及检测3、车轮外倾角α①外倾角α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：铅垂线内侧第一节车轮定位及检测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）③负外倾角的作用如图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。配合负前束第一节车轮定位及检测第一节车轮定位及检测4、前束：①前束定义：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。如图后轮总前束的角平分线为推力线。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。从动轮受阻力外滚增大正前束；驱动轮增大负前束。第一节车轮定位及检测第一节车轮定位及检测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。第一节车轮定位及检测5、前展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。βα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。梯形臂变形则前展变化第一节车轮定位及检测三、侧滑检测（一）侧滑1、定义：侧滑是指车轮胎面在前进过程中的横向滑移现象。2、侧滑的原因：车轮定位不准车轮抱死滑移3、侧滑的影响轮胎磨损降低附着系数，影响制动、驱动、转向第一节车轮定位及检测4、侧滑检测的目的侧滑试验台检测汽车的侧滑量，目的是保证前束和外倾配合得当，使车轮无侧滑5、前束引起的侧滑有前束无外倾，两轮内滚，由于前轴（悬架）的约束车轮被外推，车轮对地面产生向外的侧向力，如有滑板则外移，前束正侧滑、负前束负侧滑（内滑），前轮滚动为正，后轮滚动为负。第一节车轮定位及检测前束引起的侧滑动画演示单击图片动画演示第一节车轮定位及检测6、车轮外倾引起的侧滑外倾两轮外滚，由于约束被拉回，车轮对地面的作用力向内，如有滑板，内移，负外倾，外移，轮前后滚动方向不变。第一节车轮定位及检测正外倾引起的侧滑动画演示单击图片动画演示第一节车轮定位及检测负前束引起的侧滑动画演示单击图片动画演示第一节车轮定位及检测7、车轮外倾＋前束配合结果a)外倾与前束合格，侧滑合格。b)侧滑合格，不一定外倾前束合格c)侧滑不能保证前束外倾具体数值，车轮定位可测d)前进无，后退大合格e)前进内滑、后退仍为内外倾引起f)前进内、后退外前束引起第一节车轮定位及检测（二）侧滑试验台的结构和原理侧滑是前轮外倾与前轮前束共同作用的结果，汽车通过只能横向移动的滑板，观察前轮外倾和前束对滑板的横向推动作用。第一节车轮定位及检测侧滑试验台：滑板下滚轮和导向机构。左右滑动，前后限位。长有500、800、1000mm,侧滑1mm为m/km。结构如图：双摇臂机构使两板等量内外移，共用回位装置。锁止装置使其不动。测量装置：电位计、差动变压器、自整角电机。诊断参数：m/km、极值：５m/km单滑板试验台：能单独测量单轮侧滑。双滑板试验台：也能反映单轮侧滑。第一节车轮定位及检测四、车轮定位检测原理1.气泡水准仪检测：①组成及作用水准仪：测外倾、内倾、后倾转角仪：测左右轮的转角聚光器、标杆配合测前束。聚光器、标尺配合测两轴及前后轮的平行度。第一节车轮定位及检测测量原理第一节车轮定位及检测②主销后倾角OA为主销线，γ为后倾角，OC为转向节轴，OA与OC为直角，OC绕OA转动时形成圆。OC上装一气泡管，气泡上下移动，γ越大，移动量大，间接测γ，建立几何测量关系。第一节车轮定位及检测测量后倾角动画演示单击图片动画演示第一节车轮定位及检测③主销内倾角OC一端垂直于OC装气泡管，左右转时气泡升高，抬高程度取决于β。C点左右转都下移，气泡反向升。第一节车轮定位及检测测量内倾角动画演示单击图片动画演示第一节车轮定位及检测④车轮外倾角：水准仪安装到车轮后，如有外倾，气泡位移，调气泡水平后，位移量为外倾角。第一节车轮定位及检测测量外倾角动画演示单击图片动画演示第一节车轮定位及检测④前束检测聚光器、标杆、三角架I.确定汽车直行位置（正前打直位置）：聚光器装于前轮向后轮投射，三角标尺过后轮轴线与后轴重合，相对几何中心线对称放置。两侧标尺上照射数值相等。II.前束测量：A、距车轮中心以轮辋直径７倍的位置放标杆，聚光器投向标杆，取一，转动车轮投向后标杆，后、前标杆之差为前束值。第一节车轮定位及检测测量前束单击图片动画演示第一节车轮定位及检测B、前束－光束刻度板测量法第一节车轮定位及检测四、电脑四轮定位检测1.几何中心线和推力线重合为基准，使四轮定位参数在该基准上的合理匹配称为四轮定位。2.定位不准的危害（什么时候做调整）①直线行驶困难②前轮摇摆不定③轮胎不正常磨损3.检测参数：主销内倾角、主销后倾角、车轮外倾角、前束、轮距、轴距、推力角和前展。第一节车轮定位及检测４、检测原理及方法①八传感器测量系统：形成直角四边形，检测出推力角是否合格。②激光器：投射激光束，光敏三极管接收光束。③前束为零，左右发射光重合。有前束，可测出距离相等。若不等，左右单独前束不等。第一节车轮定位及检测八束测量系统单击图片动画演示第一节车轮定位及检测EVc005v重锺转向节第一节车轮定位及检测推力角，轴距轮距差：八个传感器测量，四边形。外倾、内倾、后倾：角度测量仪（可变电位计）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。第一节车轮定位及检测5.轮轴偏移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。如图第一节车轮定位及检测第一节车轮定位及检测6.横向偏横向偏位是指左(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。如图第一节车轮定位及检测第一节车轮定位及检测7.轴偏位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。如图第一节车轮定位及检测第一节车轮定位及检测8.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。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。如图第一节车轮定位及检测第一节车轮定位及检测2)、轨迹宽度偏差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。如图第一节车轮定位及检测第二节制动系检测一、复习：制动性评价参数：1.制动力、距离、制动减速度2.制动效能的恒定性3.方向稳定性、跑偏、侧滑、失去转向能力。第二节制动系检测(一）制动系统的组成单击图片动画演示（二）制动力制动器制动力是克服制动器摩擦力矩而在轮缘上施加的切向力。Fu·r＝TuFu＝Tu/r地面制动力：地面对车轮的摩擦力Fxb＝Fz·φ＜Tu/rFz――地面垂直力φ――附着系数Fu可增大，但Fxb不会无限增加。车轮对地面的附着力Fφ＝Fz·φ。Fxb≤Fφф=0.65-0.8一、复习：第二节制动系检测第二节制动系检测（三）制动跑偏制动跑偏由左右不对称因素引起：左右制动力、地面制动力、轮胎气压、悬架刚度、左右载荷。侧滑：制动时车辆横向滑移现象。车轮抱死时车轮与地面横向附着力为零。汽车受横向作用时侧向滑动。前轮抱死后轮未抱死时，整车会以后轴中心发生偏转，但车重心在S点前面，惯性力Fi有回转作用，但弯道方向失控。后轮抱死时以前轴中点S偏移，惯性力加剧侧滑。第二节制动系检测（四）制动性诊断参数和标准１、制动距离，跑偏