汽车底盘技术状况的检测与诊断Word格式文档下载.docx
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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
二、车轮定位的概念及作用
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。
2主销后倾分为：
有正后倾、零和负后倾。
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。
2、主销内倾角β
①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。
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。
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（F1>
F2）,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X>
Y，则可减小制动跑偏的趋势。
3、车轮外倾角α
①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
v零外倾
v正外倾：
铅垂线外侧
v负外倾：
铅垂线内侧
②正外倾角的作用
v减低作用于转向节上的负荷。
v防止车轮滑脱。
（分力F2）
v重载时防止内倾（重载时内倾）
v减小转向操纵力（偏矩小）
v减少磨损（全面接触）
v③负外倾角的作用如图
v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。
v配合负前束
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
v后轮总前束的角平分线为推力线。
v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。
v从动轮受阻力外滚增大正前束；
驱动轮增大负前束。
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、前展
v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。
β>
α
v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。
v梯形臂变形则前展变化
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：
v车轮定位不准
v车轮抱死滑移
3、侧滑的影响
v轮胎磨损
v降低附着系数，影响制动、驱动、转向
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。
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。
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
（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。
v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：
v双摇臂机构使两板等量内外移，共用回位装置。
v锁止装置使其不动。
v测量装置：
电位计、差动变压器、自整角电机。
v诊断参数：
m/km、极值：
５m/km
v单滑板试验台：
能单独测量单轮侧滑。
v双滑板试验台：
也能反映单轮侧滑。
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。
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。
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。
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。
⑤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。
（见课件图及动画）
2、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
第二节制动系检测
3
检测原理、检测方法
影响精度的因素
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。
（一）制动系统的组成
（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/r
Fz――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
（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。
（四）制动性诊断参数和标准
１、制动距离，跑偏量（50公里时，20m，2.5m）
２、制动减速度、制动协调时间、制动跑偏量。
３、制动力、制动力差、制动协调时间。
制动协调时间：
从踏板开始动作至车轮达到标准制动力75％所需的时间0.6s。
二、反力式制动试验台：
（一）基本结构：
由电机、减速器、驱动滚筒、测量、举升、测量与指示装置组成。
1、驱动装置：
减速器轴与主滚筒同轴，壳浮动，壳上装测力臂。
2、滚筒装置：
主、副滚筒同轴，表面有保证附着系数的材料（沟槽、粗砂）ф=0.65-0.8。
3、举升装置：
方便车辆进出。
4、测量装置：
制动时，主动齿轮受到滚筒齿轮的反作用力使主（驱）动齿轮与变速器壳一起反转（箱体浮动又偏心安装）壳体上刃口使杠杆移动，杠杆使电位计（自整角电机、差动变压器）信号变化。
5、指示与控制：
１）传感器信号放大后送经计算机显示打印，３秒后指示电机停转，防止剥伤轮胎。
２）可指示制动力差，左右制动力大小，拖滞力。
（二）工作原理：
电机驱动蜗杆－蜗轮－齿轮－滚筒转动。
驱动力F1、F2，刹车时F1′、F2′反作用到滚筒，筒作用到齿轮，前体受力摆动，杠杆力作用到传感器。
滚筒试验台受力情况
滚筒试验台检测受力问题：
检测时，滚筒带动车轮转动，车轮在滚筒上的受力情况如上图示。
其中，N1、N2分别为滚筒的支撑反力，F1、F2分别为滚筒对车轮的摩擦力，G为轮重力（车轮所受载荷），Mr为制动阻力矩，R是车轮半径，角α称为安置角。
图中的Fx代表来自非测试车轮的水平约束力，此处我们暂设Fx=0。
根据力学平衡原理，可以得出：
（N1-N2）sinα+（F1+F2）cosα=0（＝Fx）
（N1+N2）cosα-（F1-F2）sinα=G
以及（F1+F2）R=Mr
由以上各式可得到：
N2-N1=（F1+F2）cotα=（Mr/R）cotα
上式说明，后滚筒承受的压力较前滚筒为大。
而且制动力越大，安置角α越小（例如车轮直径较大），N2与N1的差别就越大（N2增大而N1减小）。
分析表明，当α较小而制动力大到一定程度，有可能出现N1=0，这意味着车轮开始脱离前滚筒，进入一种不稳定的状态，如下图示，会影响测试结果的准确性。
根据力学平衡原理可列出下列关系式：
联立上式解得：
车轮制动时，试验台所能测出的最大制动力受轮胎与滚筒间附着力的限制。
附着力Fφ的大小为：
受安置角α、附着系数φ和水平推力F（与非测试车轮的水平约束力）等三个因素影响，当安置角α、附着系数φ和水平推力F增加时，试验台所能提供的附着力相应增大。
而安置角α与被测车轮的直径D、试验台的结构参数、滚筒中心距L、滚筒直径d有关。
当D、d、减小，L增大时，会使安置角α增大。
为了防止测试制动力时整车滑移，希望受检测车轮不脱离前滚筒，即N1＝0，且F＝0，则可推得sinα－φcosα＝0，即tanα＝φ。
若滚筒附着系数按0.7计，则相应的安置角α约为35°
左右。
α应大于35°
因为：
分母总是大于1的，Fφ＜φG，φ小于1，Fφ必小于G。
三、诊断参数标准：
v制动力：
制动力与轴重的百分比。
空车：
≥60％。
v制动力差：
左右制动力差，与该轴上左、右轮制动力百分比，前轴不大于20％，后轴不大于24％。
v车轮阻滞力：
不大于轴荷的5％。
四、缺点：
v制动时车速低，ABS不起作用。
v无惯性前移，前轴制动力失准。
v车轮大小与安置角有关，影响精度。
v不能测方向稳定性（侧滑、跑偏）
第三节车轮平衡检测
1
检测原理、方法
静、动平衡检测
一、平衡概述：
1、静不平衡：
重心与旋转中心重合为静平衡。
如静不平衡，则不平衡量产生离心力。
F＝mrω2转速越高，离心力越大。
r越大，离心力越大。
m越大离心力越大。
F分解为水平力Fx和垂直分力Fy。
Fx在c、d点大最大，使车轮前后窜动，形成沿中销摆动力矩。
Fy在a、b点大最大，使车轮上下跳动，由于陀螺效应引起摆振。
２、动不平衡：
重心与旋转中心对称，质量分布对车轮中心面对称为动平衡。
如不对称则产生力矩不为零。
不平衡力矩使车轮对主销力矩加大而摆振。
３、不平衡原因：
（１）轮胎、轮辋、轮毂、制动鼓、螺栓等零件变形，端跳，形位公差。
（２）累积误差大。
二、检测原理：
动不平衡：
不平衡力矩作用于两支承处，图示位置。
NR受压向上，Nｔ向下，可在NR下装传感器和Nｔ上装传感器，传感器受力最大时，频闪灯（指示位置的二极管发亮）,１２点钟位置加平衡块。
①N1-N2+F1+F2=0
②N1c－F1a－F2（a+b）＝0
F1=m1ω2r求出m１
N1=0N2=0F1=0F2=0
车轮平衡仪测量原理
第四节 前照灯检测
检测仪原理、检测方法
光学知识
检测目的：
灯泡老化、镜面变黑，发光效率低，发光强度低，振动颠簸影响安装位置，－照射方向改变。
（一）光学基础知识：
光束、发光强度、照度
１、发光强度：
发光强弱的程度，用i表示，单位坎德拉。
L２＝２L1s2=4s1若强度相同，照度差４倍。
２、照度：
单位是勒克斯，照到物体上光线的密度，在光源发光强度不变（或看做点光源）的条件下，照度与离开光源距离的平方成反比，且光束未发散。
照度E＝发光强度I/离开光源距L2
（二）前照灯使用要求
双丝、远光、照100m以内，近光夜间会车用，光束倾向路面，左上部形成暗区，防止炫目，照40m内。
（三）前照灯的特性（性能）
配光特性主要包括配光性能、发光强度和照射方向。
二灯制。
15000cd旧车12000cd。
２、照射方向：
前照灯基准中心高为H，D为两灯中心距，在距离屏幕10m处。
远光灯的照射高度为0.85－0.9H，水平位置左灯左偏不大于100ｍｍ，右偏不大于170ｍｍ。
右灯左偏右偏均为170mm。
近光灯：
明暗截止线转角或中点高为0.6－0.8H。
左右偏均不得超过100ｍｍ。
（四）前照灯的特性（性能）
配光特性：
配光特性即光束的分布。
近光灯要求：
（１）明暗截止线hHH3、HH3与hh成15º
、上方为暗区、下方是明区。
（２）Ⅲ区特别是B50L点，照度不能大于0.3LX。
防炫目。
（３）Ⅳ区代表车前25－50m处，是近光照明区，照度不小于2LX。
（４）Ⅰ区为车前10－25m处，20LX。
（四）检测参数
发光强度、光轴中心、（光束照射方向）。
（五）检测方法
１、发光强度的检测原理：
光电池受光产生光电流，带动光度计指针（电流表）原理摆动指示光强。
２、光轴中心偏斜量检测：
四块光电池，上下接入一个表，左右接一个，上下受光相等，表指针不动，光不等有电流差，指针摆动。
（六）投影式检测仪（见动画）
１、组成：
上下移动立柱，左右移动导轨。
聚光镜、反射镜、投影屏、瞄准器、光度计、上下偏斜指示计，左右计、光轴刻度盘（调节反射镜位置）、五块光电池。
２、原理：
灯光由聚光镜进入反射镜，反射镜显示屏的四个光电池，指示光束左右上下偏斜，一个光度计电池，显示光强。
如光轴偏斜，偏斜计指针摆动。
偏斜计指针摆动，可调反射镜使指针为零，看调的刻度，表示偏斜，上下、左右相同调法。
屏显法：
由屏直读上下、左右偏斜，并能看近光灯。
（七）诊断参数标准
v近光0.6－0.8H，水平左右偏斜不能大于100ｍｍ（10ｍ测）
v远光0.85－0.9H，水平左右偏斜左不能大于100ｍｍ，右不能大于170ｍｍ。
v发光强度
第五节 汽车排放污染物检测
仪器校准
一、汽油车污染物的检测及检测仪结构、原理
（一）检测原理
１、CO、HC分别具有吸收一定波长红外光的性质，其浓度与吸光量成正比。
２、HC成分复杂，折算成正乙烷含量作为HC含量（n个C6H12）
３、光量不等，浓度不等，压力不等，金属膜弯曲，两端电压变化。
（二）组成：
排气取样，分析装置，含量指示装置，校准装置
１、排气取样装置：
保证无水、无尘、无碳渣的废气进入分析装置。
探头、滤清器、导管、水分离器、气泵－开关控制。
２、分析装置：
⏹光源：
（电压７V、工作温度730℃）的灯放置于凹面镜反射器中心。
两光源平行发射，能量严格相等（阻值配对，温度特性同）
v切光器：
电机带动扇形遮光板旋转，交替打开遮断光形成脉冲光（频率8.33Hz）。
电容变化与切光器频率同步，产生充、放电，形成电流。
v气样室：
标准气样室：
充入不吸光的氮气。
测量气样室：
分别由泵吸入废气。
内壁镀金防腐，测量室有可调遮光板。
v检测室：
充入CO，或HC，由电容膜片隔成两室。
v传感器：
电容式传感器装于检测室。
v废气浓度变化，光能变化，温度变化，压力变化，电容变化，充、放电电压变化，电压信号放大送给指示装置。
废气多，光能变化大。
（见动画）
（三）含量指示装置：
１、放大的电压信号用数字式、指针式仪表显示。
CO为体积百分数。
HC为ｐｐｍ，体积百万分数，换成百分数×
10－4
２、仪表指示：
调零，标准调整：
读数转换钮（量程转换）流量变化显示（红绿区，换滤芯）
（四）仪器校准：
１、预热３０分钟（光能稳定）
２、分析仪吸入空气（泵打开）。
如零点不准，调整到零点（电位器调整）。
３、关闭泵，充入CO标准气，指针应指示标准浓度值。
如不准，应调整到指示值，调量距旋钮（电位器调整，光差污染差）
４、HC标准气为丙烷，应换算成正乙烷值。
标准浓度指示值＝标准气样浓度×
换算系数
（仪表值）2.35‰＝５‰×
0.472
换算系数0.472－0.578
５、机械校准（简易校准）：
改变光学遮光板位置挡住光。
模拟光被吸收，校正到标准气体浓度指示值。
HC在400ｐｐｍ、CO为1.5％。
（五）测量方法：
１、仪器准备（略）
２、车辆准备：
①水温、油温正常，点火角正确，加速到额定转速的70%。
１分钟后回怠速。
②取样管深入排气管40cｍ，处于中心。
③量程先大后小，维持15秒后读数，取30秒内平均值。
④测完后应使取样管在空气中再测５分钟，回零后关机。
（HC会吸附）。
欧Ⅱ：
CO：
０％，
HC：
3－4ｐｐｍ。
（六）五气体分析仪：
1、CO2测试与CO、HC相同。
２、O2用氧传感器（监测空燃比，保护三元催化器）
３、NOX：
化学发光分析仪
①使排气中NO2还原为NO。
②NO与O3发生反应，生成的NO2中有１０％处于激励态，回复基态时发出波长为0.59－2.5μｍ的光量，发光强度与废气中NO成正比，用光电检测器即可根据其输出电信号强弱换算出NO的含量。
③NO+O3――NO2+O2
NO2*――NO2+ｈｒ
④也可用红外线检测。
同CO，但检测不准。
⑤HC可用氢火焰离子法。
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