四轮定位及车轮平衡1Word格式文档下载.docx

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左右。

否则，会使轮胎产生外侧磨损。

2）前轮前束

安装车轮时，不使汽车两前轮的中心平面平行，而是前端略向内束。

假设两轮前边缘距离为B，两轮后边缘距离为A，那么A-B之差值称为前轮前束，如图3-25所示。

当后边缘的距离比前边缘距离大时，为正前束。

反之为负前束，负前束又称为前张。

前束亦可用前束角（前张角）来表示。

车轮设计了外倾角以后既能防止车轮出现内倾，使轮胎磨损均匀和减轻轮毂外端小轴承的负荷，还能使汽车转向轻便，但也会产生不良影响，因为车轮滚动时有向外滚开的趋势，由于车桥和地面的约束，车轮不可能向外滚开，车轮将在地面上一边向前滚动，一边产生侧向滑动，从而加速轮胎的磨损。

前束的作用正是为了消除车轮外倾带来的这种不良影响，使车轮在每一瞬间滚动方向接近于向着正前方，减小侧向滑动量。

因此，车轮外倾角与前束的关系是相互配合而又相互抵消不良影响的关系。

前轮前束值的大小可以通过改变横拉杆的长度来调整。

3）主销后倾角

在纵向平面内，相对于铅垂线主销上部向后倾斜一定角度γ，这种现象称为主销后倾。

这个角度称之为主销后倾角，如图3-26所示。

主销向后倾斜其角度为正；

主销向前倾斜其角度为负。

现代汽车的主销后倾角一般在2º

～3º

之间。

图3-26主销后倾角示意图

主销后倾的作用是形成回正的稳定力矩。

当主销具有后倾角时，主销轴线延长线与路面交点α将位于车轮与路面接触点b的前面。

当转向轮偶然受到外力作用而稍有偏转，如图3-26所示向右偏转，将使汽车向右转向。

这时由于离心力的作用，在车轮与路面接触点b处，路面对车轮作用着一个侧向反作用力Y，反力Y对车轮形成绕主销轴线作用的力矩YL，其方向正好与车轮偏转方向相反，正是此力矩使车轮回到原来中间的位置，从而保证汽车稳定的直线行驶，故称此力矩为稳定力矩。

但此力矩也不宜过大，否则会造成转向盘沉重。

稳定力矩的大小取决于力臂L和离心力Y，而力臂又取决于主销后倾角的大小。

为了避免转向沉重，设计的主销后倾角不宜过大。

现代汽车的主销后倾角不超过2º

。

由于轮胎气压降低，弹性增加，会使稳定力矩增加。

因此，有些汽车主销后倾角可以减少到接近于零，甚至为负值，如红旗牌轿车主销后倾角为-1º

30′。

4）主销内倾角

在横向平面内，主销上部向内倾斜一个角度β，这种现象称为主销内倾。

这个角度称之为主销内倾角，如图3-27a）所示。

主销内倾角的作用有两个：

主销内倾角能使车轮自动回正。

当转向轮在外力作用下由中间位置偏转一个角度时，转向轮会使整个汽车前部向上抬起一个相应的高度，这样汽车的重力有使转向轮回复到原来中间位置（势能最低状态）的效应，如图3-27b）所示。

主销内倾角能使转向操纵轻便。

主销内倾使主销轴线延长线与路面交点到车轮中心面与地面交线的距离e减小，从而可以减少转向时驾驶员加在转向盘上的力矩，使转向操纵轻便，同时也可减少从转向轮传到转向盘上的冲击力。

但e值也不宜过小，即内倾角不宜过大，否则在转向时，车轮绕主销偏转的过程中，轮胎与路面间将产生较大的滑动，从而增加了轮胎与路面间的摩擦阻力，使转向变得很沉重，而且加速轮胎的磨损。

一般内倾角为5º

～8º

这个角度是由车辆设计决定的，一般是不可调的。

a）b）

图3-27主销内倾角

三、实战演练

实训用四轮定位仪检测汽车四轮定位参数

1．四轮定位仪如图3-28所示。

由于汽车行驶速度越来越高，汽车的操纵稳定性对行车安全影响越来越大。

有些汽车，尤其是轿车不仅具有前轮定位，还具有后轮外倾角和后轮前束等定位参数。

因此用四轮定位仪检查汽车四轮定位参数应用广泛。

四轮定位仪可检测的项目包括：

前轮前束、前轮外倾角、主销后倾角、主销内倾角、后轮前束、后轮外倾角、轮距、轴距、推力角和左右轴距差等。

电脑式四轮定位仪由主机、显示器、打印机、前后车轮检测传感器、传感器支架、转盘、刹车锁、转向盘锁及导线等零件构成。

配有专用软件和数据光盘，还配有数码视频图像数据库，能显示检查和调整位置等。

为便于检测和调整，被检汽车需放在举升机上，举升机应处于水平状态。

汽车停放在四柱举升机上如图图3-29所示。

图3-28四轮定位仪

图3-29汽车停放在四柱举升机上

2.检测仪器设备准备

四轮定位仪一套；

待检汽车一部；

通用工具一套，胎压表一只；

方向盘支架一只；

踏板支架一只。

3.检测步骤

1）场地准备

（1）场地应平整水平。

（2）举升机完好，无故障，安全能用。

（3）传感器完好无损。

（4）车道托板活动自如，转角仪完好能用。

安全销能起作用。

2）车辆准备

（1）空载。

（2）制动系无故障。

（3）轮胎气压符合规定：

用胎压表检查轮胎气压，并使之符合规定，如图3-30所示。

图3-30用胎压表检查轮胎气压

图3-31传感器

3）仪器准备

（1）仪器通电显示正常。

（2）车辆上线。

（3）在转角仪上插上安全销。

4）驾驶车辆，使汽车前轮停在转角仪中心。

5）用二次小车举升汽车并检查胎压是否符合规定、检查主销是否松旷、检查悬架、半轴、轮毂轴承是否松旷。

6）在四个轮辋上分别安装支架，系安全绳，注意水平仪气泡管气泡处于正中位置。

7）安装传感器（如图3-31所示）及导线。

把传感器支架安装在轮辋后，把传感器（定位校正头）安装到支架上，并按使用说明书的规定调整水平。

（注意：

车轮与传感器一一对应，不要装错位置）。

8）打开电源开关，微机进入检测界面。

9）点击顺序流程检测图标。

图3-32传感器位置

10）输入被测汽车的车型、生产年份及客户资料。

11）按仪器使用说明书的要求，对固定在车轮上的传感器按1号→4号→3号→2号（图3-32的顺序进行轮缘动态补偿操作，以消除轮辋变形对检测的影响。

注意：

如果所使用的卡具是快速卡具，则只有在钢圈损坏程度较严重时，才需要做轮缘动态补偿（对于AudiA6或PassatB5，测量前必须做轮缘动态补偿）;

如果所使用的是自定心卡具，则对所有车辆必须做偏位补偿。

做轮缘动态补偿的要点是轮胎转动方向应为车辆正常行驶时的转动方向。

12）降下二次举升小车，使车轮落到平台上；

把汽车前部和后部向下压动4～5次，使各部位落到实处。

13）取下安全销，用制动支架压下制动踏板，使汽车处于制动状态。

14）按程序提示转动转向盘至电脑显示“OK”

15）将转向盘回正，电脑显示出车轮的前束及外倾角数值。

16）调整转向盘，并用转向盘支架锁止转向盘，使之不能转动。

17）将安装在四个车轮上的定位校正头的水平仪调到水平线上，此时电脑显示出转向轮的主销后倾角、主销内倾角、转向轮外倾角和前束的数值。

若“超出允许范围”，按电脑提示的调整方法进行针对性调整。

做定位调整前，用方向盘锁将方向盘固定后，再升起举升机到合适调整的高度，将举升机锁止在水平安全位置。

将四个传感器调整为水平状态后，再操作定位仪进入定位调整操作。

18）再次压试汽车，将转向轮左右转动，观察屏幕上数值有无变化，若有变化应重新调整。

19）拆下定位校正头和支架，进行路试，检查四轮定位调整的效果。

4.检测标准

1）四轮定位仪显示屏显示绿色数据为合格数据参数，红色数据为不合格数据参数，黑色数据为不能调整数据参数。

2）四轮定位仪微机储存世界各车型标准数据查阅标准数据库。

四、四轮定位参数故障诊断案例

案例捷达轿车行驶时车轮前部有异响故障的诊断

1.故障现象

一辆捷达CL型轿车，在路面行驶时，听见前部车轮有异响。

2.诊断过程

1）检查前轮轮胎气压是否符合标准。

2）检查左右两侧悬架高度是否一致，检查减振器弹簧是否折断。

3）检查前轮轴承是否松旷，检查转向球头是否松旷。

经检查，上述各部件均正常。

4）再检查前轮定位。

由于捷达轿车主销内倾角和主销后倾角不可调整，前轮前束是靠右边的横拉杆来调整的；

前轮外倾角是靠悬架与轴承壳体的连接螺栓来调整的。

在四轮定位以上检查车轮外倾角，发现车轮外倾角超标。

捷达轿车的前桥悬架上端与车身相连，下端通过两个螺栓与车轮轴承相连。

两个螺栓既起固定悬架与轴承壳体的作用，又可调整车轮外倾角。

该螺栓在悬架上固定的位置发生变化，这必然引起车轮外倾角的变化，车轮外倾角的变化引起行驶时轮胎发响。

5）调整

根据汽车说明书的规定方法，调整车轮外倾角的大小。

6）试车，车轮不再发生异响。

项目二车轮平衡度的检测、校正与轮胎故障的检查

1.了解车轮静不平衡与静平衡、车轮动不平衡与动平衡的概念。

2.掌握车轮不平衡的原因。

3.了解离车式车轮平衡机、就车式车轮平衡机的结构特点及使用方法。

4.会用用重心平衡法进行车轮的静平衡。

5.会用用三点平衡法进行车轮的静平衡。

6.会用离车式车轮平衡机进行车轮的动平衡。

7.会用就车式车轮平衡机进行车轮的动平衡。

8.会用经验法对汽车轮胎故障进行检查和诊断。

1．车轮静不平衡与静平衡

1）车轮的静不平衡

车轮的静不平衡是指车轮质心与其旋转中心不重合。

可做下列实验，支起车轴，调整好轮毂轴承松紧度，用手轻转动车轮，使其自然停转。

车轮停转后在离地最近处作一标记，然后重复上述试验多次。

若车轮经几次转动自然停转后，所做标记的位置一样，则车轮为静不平衡。

如果每次试验的标记都不一样，表明车轮静平衡。

静平衡的车轮，其旋转中心与车轮中心重合。

2）车轮动不平衡与动平衡

在图3-33a中，车轮是静平衡的，在该车轮旋转轴线的径向反位置上，各有一作用半径相同质量也相同的不平衡点m1与m2，且不处于同一平面内。

对于这样的车轮，其不平衡点的离心力合力为零，但离心力的合力矩不为零，转动中产生方向反复变动的力偶M，使车轮处于动不平衡中。

动不平衡的前轮绕主销摆动。

如果在m1与m2同一作用半径的相反方向上配置相同质量m′1与m′2，则车轮处于动平衡中，如图3-33b所示。

动平衡的车轮肯定是静平衡的，因此对车轮主要应进行动不平衡检测。

图3-33车轮平衡示意图

a）车轮静平衡但动不平衡；

b）车轮动平衡且静平衡

图3-34离车式车轮动平衡机

2.车轮不平衡的原因

1）车轮定位不准确。

2）轮辋质量分布不均。

3）轮胎质量分布不均、使用中变形或磨损不均、使用翻新胎或补胎。

4）单胎的充气嘴未与不平衡点标记相隔180°

安装。

并装双胎的充气嘴未相隔180°

5）轮毂、制动鼓（盘）加工时加工误差大。

6）轮毂、制动鼓（盘）非加工面铸造误差大、热处理变形、使用中变形或磨损不均。

7）车轮碰撞严重。

8）侧滑量过大。

9）轮胎在圆周方向与轮辋发生滑移。

10）制动抱死、制动拖滞、紧急刹车、起步过猛。

11）维修时未按标记装复轮胎和车轮。

12）平衡块丢失或或平衡块位置发生变化。

3.车轮平衡机及使用方法

1）车轮平衡机的类型

车轮平衡机分为离车式车轮平衡机和就车式车轮平衡机。

2）离车式车轮平衡机的结构与使用方法

（1）离车式车轮平衡机

离车式车轮动平衡机如图3-34所示。

该动平衡机一般由驱动装置、转轴与支承装置、显示与控制装置、制动装置、机箱和车轮防护罩等组成。

车轮防护罩可防止车轮旋转时其上的平衡块或花纹内夹杂物飞出伤人。

制动装置可使车轮停转。

驱动装置一般由电动机、传动机构等组成，可驱动转轴旋转。

转轴由两个滚动轴承支承，每个轴承均有一能将动反力变为电信号的传感器。

转轴的外端通过锥体和大螺距螺母等固装被测车轮。

驱动装置、转轴与支承装置等均装在机箱内。

近年来生产的车轮动平衡机，其显示与控制装置多为微机式，具有自动诊断和自动系统，能将传感器的电信号通过微机运算、分析、判断后显示出不平衡量及相位。

为了使显示的不平衡量恰是轮辋边缘所加平衡块的质量，还必须将测得的轮辋直径d、轮辋宽度b和轮辋边缘至平衡机机箱的距离a（轮辋外悬尺寸），通过键盘或选择器旋扭输入微机。

3）就车式车轮平衡机

就车式车轮动平衡机一般由驱动装置、测量装置、指示与控制装置、制动装置和小车等组成，如图3-35所示。

驱动装置由电动机、转轮等组成，能带动支离地面的车轮转动。

测量装置由传感磁头、可调支杆、底座和传感器等组成。

它能将车轮不平衡量产生的振动变成电信号，送至指示与控制装置。

指示与控制装置由频闪灯、不平衡度表或数字显示屏等组成。

频闪灯用来指示车轮不平衡点位置，不平衡度表或数字显示屏用来指示车轮的不平衡量。

不平衡量，一般有两个档位。

第一档往往用于初查时的指示，第二档往往用于装上平衡块后复查时指示。

图3-35就车式车轮动平衡机示意图

1-转向节；

2-传感磁头；

3-可调支杆；

4-底盘；

5-转轮；

6-电动机；

7-频闪灯；

8-不平衡度表

制动装置用于车轮停转。

除测量装置外，车轮动平衡机的其余装置都装在小车上，可方便地移动。

4）轮胎的类型

（1）按轮胎内空气压力的大小，轮胎分为高压胎（0.5-0.7MPa）、低压胎（0.2-0.5MPa）和超低压胎（0.2MPa以下）三种。

（2）按轮胎有无内胎，轮胎分为有内胎轮胎（如图3-36所示）和无内胎轮胎（俗称真空胎，如图3-37所示）两种。

（3）按胎体帘布层结构的不同，轮胎分为斜交轮胎和子午线轮胎。

子午线胎在汽车上广泛应用。

图3-36有内胎轮胎

图3-37无内胎轮胎

1-橡胶密封层；

2-胎圈橡胶密封层；

3-气门嘴；

4-橡胶密封垫；

5-气门嘴帽；

6-轮辋

5）轮胎及轮胎异常磨损的检查

轮胎的检查主要是检查轮胎花纹深度、轮胎异常磨损程度和轮胎气压，见表3-4所示。

6）轮胎磨损故障

轮胎磨损的现象及原因见表3-5所示。

表3-4轮胎的检查

胎面花纹深度的检查

轿车轮胎胎冠上花纹磨损至花纹深度小于1.6mm（磨损标志），载货汽车转向轮胎冠上的花纹深度小于3.2mm，其余轮胎胎冠花纹深度小于1.6mm时，应停止使用。

轮胎花纹深度可用深度尺进行测量。

胎面磨耗标志位于胎面花纹沟底部，当胎面磨损到此处时，花纹沟断开，表明轮胎必须停止使用并送去翻新。

为便于用户找到磨耗标志所在的位置，通常在磨耗标志对应的胎肩处标出“TWI”或者“△”等符号。

轮胎异常磨损的检查

检查轮胎的异常磨损，可以发现故障的早期征兆和原因，以便及时排除影响轮胎寿命的不良因素，防止早期磨损和损坏。

异常磨损的种类有胎肩或胎面中间磨损、内侧或外侧磨损、羽片状磨损、锯齿状磨损、碟状磨损等形式。

轮胎气压的检查

轮胎气压可用气压表进行检查

表3-5轮胎磨损的现象及原因

现象

原因

轮胎的中央部分磨损

主要原因是由于充气量过大

轮胎两边磨损

主要原因是充气量不足，或长期超负荷行驶。

轮胎的单边磨损

主要原因是前轮定位失准。

当前轮的外倾角过大时，轮胎的外边形成早期磨损，外倾角过小或没有时，轮胎的内外形成早期磨损。

轮胎胎面出现锯齿状磨损

主要原因是前轮定位调整不当或前悬挂系统位置失常、球头松旷等，使正常滚动的车轮发生滑动或行驶中车轮定位不断变动而形成轮胎锯齿状磨损。

个别轮胎磨损量大

个别车轮的悬挂系统失常、支撑件弯曲或个别车轮不平衡都会造成个别轮胎早期磨损。

出现这种情况后，检查磨损严重车辆的定位情况、独立悬挂弹簧和减振器的工作情况，同时应缩短车轮换位周期。

轮胎出现斑秃形磨损

主要原因是轮胎平衡性差。

当不平衡的车轮高速转动时，个别部位受力大，磨损快。

另外，经常紧急制动也会造成斑秃形磨损，因此应尽量避免紧急制动。

7）轮胎养护

（1）轮胎检查每月至少一次。

在轮胎冷却情况下检查气压，包括备胎胎压在内。

（2）车主发现气压减少过快，要及时查明原因，而不是简单地去轮胎店充气。

充气气压必须按照轿车生产厂家指定的气压值。

（3）胎面花纹沟所剩深度1.6毫米位置设有磨损指示标志。

当轮胎磨损至此磨损指示标志时，轮胎必须被替换。

使用超过磨损指示标志的轮胎在湿地行驶时是很危险的，因为排水性能已大大降低了，从而会严重影响湿地抓地力。

（4）定期检查车轮定位和平衡。

尤其是当发觉车辆过度抖动时，这可能意味着车轮可能定位不良或不平衡。

这些情况不仅会缩短轮胎寿命，而且影响车辆的操控性，危及行车安全。

在轮胎磨损不均匀情况下，如胎肩磨损快于胎面其余部位，可尝试进行轮胎调位。

第一次调位时可将前后轮交叉进行。

即前方左轮换至后方右轮处，前方右轮换至后方左轮处。

此后每行驶1万公里后，为平衡前后轮磨损，可以将前轮轮胎换至后轮处。

（5）在换胎时尤其需要注意的是，同一车轴上的轮胎规格、结构、厂牌、花纹等都应统一。

而且如果单独换胎，要保证与同一轴上的另一条轮胎基本一致的花纹沟槽深度，否则可能引起车辆跑偏。

（6）合理使用轮胎，可以降低轮胎磨损，防止不正常的磨损和损坏。

a.起步要平稳，使轮胎不在地面上滑移。

b.行驶中，尽量避免紧急制动，尤其是高速行驶的满载车辆。

紧急制动时，轮胎不是在地面滚动而是滑动，这样加剧胎面与路面的磨擦，造成胎体磨耗，胎尽以及报废。

因此在转弯下坡、过桥，通过公路、铁路、交叉路口时，应减速缓行，避免紧急制动。

拖带挂车时，应在100m以外即行减速，尽量避免使用制动器，以免轮胎急剧磨损。

c.注意选择好的路面行驶。

如果汽车行经沟槽、坑凹、石块等路面时，尽可能缓慢通过，以免刺伤或碰坏轮胎，如果汽车陷入深沟和行驶在泥宁道路上时，应避免车轮打滑。

d.坚持中速行驶。

e.汽车在严寒气候（气温在-30、-40℃）时长时间停歇后，再起步时，必须要平稳加速。

因为温度低轮胎的弹性也低，急速起步，轮胎处于多而频繁的变形下，轮胎容易损坏。

在最初的20-30mn内，必须以5-7km/n速度行驶，特别是轮胎变热后再提高到普通速度行驶。

f.要经常性的对前轮的车速进行检查和调整，及时定时的进行四轮定位，以减少轮胎的不正常磨损。

实训一用重心平衡法进行车轮的静平衡

1.检测仪器设备准备

车轮平衡器一台；

平衡块一套；

待检轮胎一件。

2.检测步骤

1）将汽车轮胎装于车轮平衡器上。

2）使汽车车轮顺时针轻轻转动到自然停止，在轮胎上距地面最近处做第一标记“1”。

3）让车轮翻转到某一角度自然停转后，作出第二标记“2”。

4）使汽车车轮顺时针轻轻转动到自然停止，在轮胎上距地面最近处做第三标记“3”。

5）作1、3连线，找出该线中点，做标记“4”。

6）作2、4连线，找出该线中点，做标记“5”。

7）作车轮中心与“5”的连线，车轮重心必在该线上。

8）在重心的相反方向的轮辋上镶贴一定重量的平衡块，使车轮能在任何位置停止转动。

实训二用三点平衡法进行车轮的静平衡

2）将重量相等3只平衡块m1、m2、m3相隔120°

均匀分布镶贴与轮辋上。

3）缓慢旋转车轮，当m1处于车轮平衡器转轴正上方时停转车轮。

4）若车轮顺时针自然转动，说明重心在右边，将平衡块m1向左移动a1距离，使车轮处于暂时平衡状态。

5）将车轮转过120°

，缓慢旋转车轮，当m2处于车轮平衡器转轴正上方时停转车轮,车轮又有可能处于不平衡状态，需将平衡块m2向左或向右移动a2距离，使车轮再次处于暂时平衡状态。

6）左后进行平衡块m3的移动，方法同上。

7）如此反复，使车轮处于任何位置均能处于静止状态。

实训三用就车式平衡机对轮胎进行动平衡

CEMBL88就车式车轮平衡机一台；

汽车一辆；

举升机一台；

铅块一套。

1）前期准备工作

确定汽车的轴承及悬挂系统处于良好状态，任何损坏都将使平衡困难，又是甚至无法进行。

建议平衡之前，轮胎行驶几公里，以便轮胎与轮辋接触完好。

使用该平衡机之前，检查轮胎安装正确，并且轮辋没有因为受撞击或其他原因而变形。

变形的的轮辋将使驱动困难，造成振动，即使经过平衡后仍如此，可用手转动轮胎来观察轮辋的偏心程度，观察胎面的摆动来判断轮辋的变形。

在转动之前，应清除胎面的污垢，并检查轮胎旋转自由。

2）安装传感器

（1）用千斤顶举起汽车。

（2）尽量使传感器靠近轮胎，然后放低轮胎使悬挂支座稳定地支在传感器上。

（3）装好后，保证胎与平衡机驱动轴中心紧靠，避免轮胎磨损，通过调节传感器支座可调整轮胎离地的高度。

3）安放平衡机

（1）将平衡机移到平衡轮胎前，使机器中心与轮辋中心相对。

图3-38所示为工作图

图3-38就车式车轮平衡机工作图

1-光电传感器；

2-手柄；

3-仪表板；

4-驱动电机

5-磨檫轮；

6-传感器支架；

7-被测车轮

图3-39粘结式平衡块

（2）在轮辋及胎的表面做一些白色标记，如果在轮辋上已有白色标记，使用反射光贴纸作为标记并使它离白色标记尽量远一些。

（3）调整光电传感器的高度使它对准轮胎上的白色标记，当驱动轮贴着轮胎时，光电传感器离胎面最小3cm（最大7cm）。

（4）连接传感器导线。

4）平衡非驱动轮胎（推荐转速600rpm）。

第一次旋转：

（1）按主电源键启动，如果机器已开机，按第一次旋转键，显示灯将亮（第一次旋转）。

（2）将驱动轮靠近轮胎。

（3）转换开关到“I”启动电机（转向与车辆前进方向一致）。

（4）稍等直至