汽车四轮定位的探讨解读.docx

1、汽车四轮定位的探讨解读摘要 四轮定位是以车辆的四轮参数为依据，通过调整以确保车辆良好的行驶性能并具备一定的可靠性。轿车的转向车轮、转向节和前轴三者之间的安装具有一定的相对位置，这种具有一定相对位置的安装叫做转向车轮定位，也称前轮定位。前轮定位包括主销后倾(角)、主销内倾(角)、前轮外倾(角)和前轮前束四个内容。这是对两个转向前轮而言，对两个后轮来说也同样存在与后轴之间安装的相对位置，称后轮定位。后轮定位包括车轮外倾(角)和逐个后轮前束。这样前轮定位和后轮定位总起来说叫四轮定位。本文对四轮定位各参数都有详细的介绍，对四轮定位仪的分类、使用、调整都有一定的介绍和研究关键词：主销后倾；主销内倾；前轮

2、外倾；前轮前束；四轮定位Abstract Four wheel positioning is based on the vehicle four wheel parameters, adjusted to ensure that the vehicle good drive performance and has certain reliability.Between the car steering wheel, steering and front axle three installation has the relative position, this is relative to

3、the location of the installation is called the steering wheel orientation, also known as the front wheel alignment. Wheel alignment including caster (angle), kingpin inclination (angle), camber (angle) and the front wheel four content. This is the two steering wheel, on two rear wheels also exist re

4、lative position installed and the rear axle, said rear wheel alignment. The rear positioning including camber (angle) and one rear wheel before the beam. This front wheel alignment and the rear positioning collectively called four wheel positioning.This paper has a detailed introduction on the param

5、eters of four wheel alignment, four wheel positioning instrument classification, use, adjustment are introduced and studiedKeywords: caster; Sai; camber; front wheel;Four wheel positioning0引言 随着我国经济水平和科学技术水平的大幅提升，国内汽车保有量与日俱增，汽车技术也随之提高，应运而生的道路设施也在不断的改善,路面变的更加平坦更加开阔，汽车的行驶速度也就越来越快。基于这些情况，人们对现代汽车除了要保证良好

6、的行使性能，转向性能和制动之外，还对其安全性与舒适性的要求也越来越高，所以现在汽车业正在向高质量，高性能，高附加值方向发展。而为使汽车直线行驶、转向轻便 ,具有良好的操纵稳定性和行驶安全性 ,并减少轮胎及相关部件的磨损 ,在轮胎安装和车轮的悬挂系统均设置有车轮定位角度 (车轮前束角、车轮外倾角、主销内倾角、主销后倾角、推力角等 ,各汽车生产厂家根据不同车型 ,设置有不同的出厂数据 )。由于汽车在运行中不可避免的机械磨损、颠簸疲劳变形 ,以及碰撞变形、更换减震器等 ,都会导致车轮的实际定位状况与原设计指标及汽车出厂时的安装调试参数有改变 ,甚至有的差别较大。这就需要我们对汽车进行四轮定位的调整。

7、因为如今汽车业如雨后春笋般不断涌现出新车型，其四轮定位规范的准确性、及时性和完整性，以及定位调修的专业性，成为一大关注问题。第1章 四轮定位概述四轮定位是以车辆的四轮参数为依据，通过调整以确保车辆良好的行驶性能并具备一定的可靠性。轿车的转向车轮、转向节和前轴三者之间的安装具有一定的相对位置，这种具有一定相对位置的安装叫做转向车轮定位，也称前轮定位。前轮定位包括主销后倾(角)、主销内倾(角)、前轮外倾(角)和前轮前束四个内容。这是对两个转向前轮而言，对两个后轮来说也同样存在与后轴之间安装的相对位置，称后轮定位。后轮定位包括车轮外倾(角)和逐个后轮前束。这样前轮定位和后轮定位总起来说叫四轮定位。1

8、.1四轮定位1.1.1主销后倾角的概述及机理 1. 主销后倾角 （1）定义 主销安装在前轴上后，在汽车的纵向平面内，主销上端向后倾斜，主销轴线与地面垂直线在汽车纵向平面内的夹角，一般取后倾角小于3度。 （2）作用 形成回正的稳定力矩，使汽车有稳定的直线行驶能力。其中主销后倾角越大，汽车车速越快其平顺性越好，但是转向需要的力矩越大，转向困难！主销后倾角的获得：前轴与钢板弹簧装配时向后倾斜一定角度获得。 （3）机理 主销延长线与地面的交点在轮胎着地点前。当车轮偏离直线行驶状态时，由于汽车本身离心力的作用，路面对车轮作用一个侧向作用力Y。Y对主销形成与车轮偏转方向相反的稳定力矩。 （4）形成方法 钢

9、板弹簧后端吊耳低或钢板弹簧与前桥间加楔块。主销后倾角一般是将前轴连同悬架安装在车架上时，使前轴向后倾斜而形成的。 图1-1 主销后倾角示意图1.1.2主销内倾角的概述及机理1. 主销内倾角1）定义在汽车的横纵平面内，主销上端向内倾斜，主销轴线与地面垂直线在汽车横向平面内的夹角，一般取内倾角58度之间。 2）作用及机理 (1）使前轮自动回正偏离直线行驶时（车轮偏转），会抬高前桥；(2）使转向操纵轻便、减小转向盘上的冲击力减小阻力臂。 3）形成方法 前桥设计和加工保证。 主销后倾和注销内倾都具有车轮自动回正和保持汽车直线行驶的作用区别在于，主销后倾的回正作用随着车速的增高而增大，而注销内倾的回正作

10、用几乎与车速无关。图1-2 主销内倾角示意图及前轮外倾1.1.3前轮外倾角的概述及形成方法 1. 前轮外倾 （1）定义 在汽车的横纵平面内，前轮上端向外倾斜，前轮回转平面与地面垂直面在汽车横向平面内的夹角，一般前轮外倾角为1度。 （2）作用 防止前轮内倾引起的轮毂外轴承受力过大,提高行驶的安全性和转向操纵的轻便性。 （3）形成方法 转向节设计和加工保证。 图1-3 外倾可以保证汽车满载时车轮与地面垂直 图1-4 外倾可以保证汽车满载时车轮与地面垂直1.1.4前轮前束的概述及形成方法 1. 前轮前束 （1) 定义 在俯视平面内，两侧前轮最前端的距离B小于后端的距离A，（A-B）称为前轮前束，一般

11、前束值为0-12mm，有的汽车为与负前轮外倾角相配合，其前束值取负值即负前束。上海桑塔纳前束为-3到-1mm。 （2）作用 消除前轮外倾造成的前轮向外滚开趋势，保证车轮纯滚动，减轻轮胎磨损。 （3）形成方法 改变横拉杆长度。 图1-5 前轮前束1.1.5后轮外倾角和前束的概述 1. 后轮的外倾角和前束 （1）后轮的负外倾角可增加车轮接地点的跨度，增加汽车的横向稳定性； （2）前束可抵消汽车高速行驶且驱动力F较大时，车轮出现的负前束（前张），减少轮胎的磨损； 图1-6 驱动力作用在后轴上的示意图图1-7 驱动力作用在后轴上的示意图第2章 四轮定位仪四轮定位仪有前束尺和光学水准定位仪、拉线定位仪、

12、CCD定位仪、激光定位仪、和3D影像定位仪等几种。其中3D、CCD和激光产品是目前市场上的三大主流产品，3D产品是目前市场上最先进的四轮定位，测量方式先进、测量时间仅为传统定位仪的五分之一，已渐渐进入成熟阶段。2.1四轮定位仪的介绍2.1.1四轮定位仪的定义、目的、历史（1）四轮定位仪定义：汽车四轮定位仪是用于检测汽车车轮定位参数，并与原厂设计参数进行对比，指导使用者对车轮定位参数进行相应调整，使其符合原设计要求，以达到理想的汽车行驶性能，即操纵轻便、行驶稳定可靠、减少轮胎偏磨损的精密测量仪器。市场上主要产品还是CCD为核心技术的产品，如万力开极先锋智能四轮定位仪。CCD汽车四轮定位仪是数据采

13、集部分为四个测量探头。测量探头中的传感器（CCD）分别感应与其相对的测量探头上的红外发射管的光线坐标，经无线发射器传输到机柜中的无线接收器，再经工控机中的COM口传输到电脑主机，进行运算与处理。由于CCD传感器反映了其自身与相对应的测量探头上的红外发射管的相互关系，而测量探头通过四个轮夹与汽车轮辋相连，所以通过8个CCD传感器可以测量出四个轮辋的相互关系，从而确定车轮的定位参数；8个CCD传感器形成一个封闭的四边形，可实现车辆的四轮定位测量。在实际应用中，4个测量探头上的8个CCD传感器，其镜头前面都装有滤光片，以消除可见光对红外发射二极管亮点图像的干扰。数据处理部分为四轮定位仪主机，主要包括

14、一套计算机系统、电源系统及接口系统。其作用是实现用户对四轮定位仪的指令操作，对传感器的图像数据进行采集、处理，并与原厂设计参数一起显示出来，同时指导用户对汽车车轮进行调整，最后打印出相应的报表。（2）四轮定位仪目的：是通过定位角度测量诊断车辆的上述不适症状并予以治疗，它分为前轮定位和后轮定位，前轮定位包括主销后倾角、主销内倾角、前轮外倾角和前轮前束四个内容，后轮定位包括车轮外倾角和逐个后轮前束。一般情况下，新车驾驶3个月后，就应做四轮定位，之后每行驶1万公里，就应轮胎换位如果发生碰撞，应及时做四轮定位。以上谈了汽车四轮定位的重要性，下面谈一下做四轮定位时应注意的问题，在选择汽车养护店时，一定要

15、选择专业的汽车养护店，因为经验、技术兼备的技师配合先进的四轮定位仪，才能为您的爱车提供最佳服务，随着悬挂系统由简入繁的演变，其结构日益复杂，相应的对于四轮定位角度的要求也越来越高，因此，出现了某种车型指定的四轮定位仪，而四轮定位仪并非用来调整、改变定位角度的仪器，它只用来测量定位角度，然后，技师以此为参考，与原厂所定角度比较，对定位角度进行调整、改变，使其回复原设计角度。另外，影响四轮定位的主要因素有：在不平的路面上高速行驶;前轮受外力冲击，上人行道台阶等;经常在原地打死方向;轮胎气压超出标准范围。因此，广大车友在保养您的爱车时，应注意以下几点：通过障碍物时，尽量缓行、绕行;前轮轮胎花纹必须保

16、持一致，这样能确保最佳行驶性能，防止附着力不足、噪音、侧滑、偏磨等现象的出现;更新或修理轮胎后，必须进行轮胎动平衡测试。（3）四轮定位仪的发展历史：Karl Benz兄弟在1885年制造出了世界上第一台汽车。百斯巴特(Beissbarth) 1899年成立。1955年, Hunter开发了第一个利用光学定位的Lite-A-Line。1969年, Hunter开发了第一个计算机定位系统.F60/70 Compute-A-Line 。1991年, 百斯巴特(Beissbarth)开发了第一个运用CCD技术的microline 4000定位仪。2008年，中国三杰宜公司推出了世界上第一台智能四轮定位

17、仪。2010年，深圳米勒公司自主研发的高端产品3D定位仪及大车定位仪上市。2011年，深圳万力开开发了不受环境干扰采用ZIGbee无线通讯技术自动选频的智能定位仪。2013年，圳天元科技在国内首次开发了全自动自适应的移动式3D四轮定位仪。2.1.2 四轮定位仪种类1.激光四轮定位仪：激光是一种新型光源，它是作为测量系统的光源应用于四轮定位仪，由于激光都是以垂直的直线输出的，因此决定了激光产品束度的测量范围较窄，无补偿且需人工计算推力线，其测量精度低，检测速度慢。因光点与刻度的关系，存在人为误差，而且激光很容易受外界干扰，因此用激光做光源应用于四轮定位仪并不理想。激光对人眼视力有一定伤害，所以U

18、L、CE等安全认证很难通过，欧美日本早已淘汰，只是在中国和部分东南亚国家还局部存在。2.PSD四轮定位仪：PSD又称光电位置传感器。几乎所有的外国四轮定位都不使用，只有韩国的机器在大量使用，它的工作原理是：当PSD的受光面某一位置存在光照的情况下，其输出电流会有相应变化，从而可以得到光照位置，它是一种模拟（DC/AC转换，会有数据丢失）器件。虽然通过使用一些特殊的技术可以在一定程度上避免这些问题，但从原理上限制它只能测量单一光点却是改变不了的。PSD只能使用在工业环境里，就是说PSD的温度漂移严重并且受环境光线的影响。温度变化可以使其输出的零位变化几十毫伏，光线的影响使系统取值不稳定，这两项叠

19、加在一起，便使PSD失去了测量精度和设备稳定性，这点是PSD的杀手（测不准，重复性差）。3.CCD四轮定位仪：CCD是一种半导体数字元器件（又称光电藕合器件），它分为线阵CCD和面阵CCD两种。它是20世纪70年代初发展起来的新型半导体集成光电器件，它是在一块硅面上集成了数千个各自独立的光敏元，当光照射到光敏面上时，受光光敏元将聚集光电子，通过移位的方式，将光量输出，产生光位置和光强的信息，因此CCD具有测量精度高（0.05度以内）、无温度系数、使用寿命长等特点。 使用CCD有良好的环境适应能力。其他所有的技术都有各种各样的使用上的限制，比如不能在光线复杂的地方使用、不能有强电磁场、温度不能有

20、太大的变化等等，而这些都是普通的修车车间的典型环境。那些不能开门，不能开窗，早晨凉快测量的数据和中午天热测量就不同，不能有大的电机在附近的要求，对于四轮定位来说，实在是有点过分。因此欧美国家生产的四轮定位仪均采用CCD技术，这也足以说明CCD产品的优势。4.3D四轮定位仪：3D测量方式是采用图像识别技术，用CCD数码相机采集装在车轮反光板上的图像信息，以测量出车轮的相对精度，人工推动车轮前后移动，由CCD摄像头采集信息，求出其坐标和角度。这是一种相当先进的测量方式，欧美用的最多。第3 章 四轮定位的操作规程3.1准备与检测3.1.1定位前车检查为了获得精确的测量值，所有与定位有关的部件必须处于

21、一种良好状态。定位前进行仔细检查，可以查找出影响定位的已受磨损或不良的部件。定位前主要针对如下部件进行检查。1.轮胎气压和轮胎胎面磨损 不均匀的轮胎磨损表示轮胎、转向装置或悬架等某些方面出了故障。轮胎不规则磨损和磨损过快有很多种原因。其中最常见的原因是不适当的充气压力、未定期进行轮胎换位、驾驶习惯不当或原来的四轮定位不正确等。轮胎检查应包括4个步骤： （1）充气压力检查 维修人员应根据厂家所建议的标准压力，对轮胎进行充气。轮胎充气数据通常显示在轮胎胎壁上，有关轮胎气压说明的标签贴在驾驶员侧前门侧壁，以及行李舱盖的内壁或手套箱门内侧等处。如果有一个或一个以上的轮胎充气不足，将导致悬架角度和行车高

22、度的测量值不精确。轮胎的磨痕、羽状磨损、槽形磨损或其他不均匀磨损现象都可以通过目视进行检查，通过检查轮胎胎面磨损指示标记，就能目视检查胎面深度。这些指示标记是轻微凸起的窄条，通过胎面基面从轮胎肩一侧跨到另一侧。当外胎的面磨损量在6 mm以内时，磨损指示标记与胎面表面相平齐。 （2）目视检查 车胎磨损后，胎面纹槽不能尽快排除轮胎与路面间的积水，也就不能防止发生浮滑现象。浮滑现象不仅会造成转向失控，还会使制动作用降低或失效，从而使驾驶员无法控制车辆，这是极其危险的。 为了避免发生浮滑现象，修理技师应交待车主在积水路面要降低车速。较高的车速会增大水的阻力，产生浮滑现象。在有水路面上行驶时，水的压力会

23、迫使积水垫在胎面之下，适当提高充气压力，较高的轮胎压力可以对抗这种水压，延迟浮滑现象的产生。 （3）用深度尺检查胎面 胎面深度尺比目视检查能够提供更精确的胎面状态指示值，可以把胎面深度尺放置在胎面纹槽中测量轮胎磨损。这类深度尺的操作与铅笔式轮胎压力尺相似，并且读取数据的方式也大体相同。 （4）用手去反复触膜胎面 也可以用手触摸的方式去检查轮胎胎面，手沿着胎面纵向触膜，以发现成沟槽形的或成深凹形的胎面磨损，手沿着胎面横向触摸以发现成锯齿凸起状的胎面磨损。 2.车轮振摆和跑偏 振摆是由于各种原因引起轮胎不稳定旋转的一种情况，车轮和轮胎的振摆是指不规则的上下或左右运动。左右运动就是指车轮或轮胎的横向

24、振摆，上下运动就是指车轮或轮胎的径向振摆。与振摆有关的振动故障只能通过寻找振摆的来源以消除。振摆的修理通常包括车轮中轮胎的再组装或更换、车轮轴承更换、轮毂的更换或轮胎/车轮平衡等几方面。振摆是很容易被看到的。使车辆升离地面并且使车轮旋转，利用一静止物作为参照来观察轮胎胎面和胎壁。不论径向振摆还是横向振摆，对于静止物来说，轮胎都好象在移动。这种目视检查也可以用轮胎平衡仪来完成。千分表和夹具装置能够用来测量车轮和轮胎的振摆，车轮的振摆通常在车轮轮胎内缘处测量。跑偏是指车辆在径直道路上行驶，转向盘在不受任何外力作用的情况下，车辆行驶方向发生偏移。跑偏通常是由下列原因造成的：轮胎结构变形(子午线轮胎横

25、向力)。轮胎配合不当或磨损不均匀。前轮或后轮定位不当。转向助力阀偏离中心。制动调节不匀称或制动器拖滞。轮胎结构能导致车辆跑偏，例如，如果子午线轮胎内的垫带偏离中心，当车辆在路面沿径直方向行驶时，轮胎能产生侧向力。产生侧向力的原因在于轮胎不规则的结构，致使车轮向锥体一样滚动，沿一侧方向跑偏。而后轮很少出现跑偏现象。从车轮定位故障中辩认出轮胎跑偏是非常重要的，以便能完成适当修理。 3.轮毂和轴承 车轮轮毂和轴承是振摆的潜在原因。过度的轴承磨损会引起振摆现象。车轮和轮毂凸缘处生锈和异物也可以引起过度的振摆。另外，如果轮毂双头螺栓安装孔钻位不当，轮毂双头螺栓振摆就可能超出规定极限。当车轮/轮胎总成振摆

26、不能减小到容许极限时，则应卸下车轮和轮胎并进行检查。 4.球头的检查 在检查球头磨损时，确认一下车轮轴承是否调节适当。检查球头油封是否有切口或裂纹。如果部分油封很难观察，可以小心地用手指去触摸油封是否有切口或裂缝。如果出现大量油脂，就证明油封已有裂缝。如发现了切口或裂缝，则应更换球头。 为了检查车辆的球头状况，应举升起车辆前部并使前悬架自由悬挂。握住轮胎的顶部和底部并试图使轮胎底部向内和向外移动，观察是否有与控制臂有关的转向节平行移动。 在接头处如果发现油封有切口或任何松动情况，则应更换球头。在检查球头的时候，应检查转向节支座处球头双头螺栓的紧固情况。这项检查是通过在摇动车轮和轮胎总成的同时感

27、觉双头螺栓末端的移动情况来完成的，应及时更换磨损或损坏的部件。 5.转向横拉杆 转向横拉杆必须有零度自由间隙，但仍能允许悬架回转移动。转向横拉杆磨损后将导致转向盘间隙过大。齿轮齿条转向机构和标准循环球机构上的转向横拉杆均以同样的方式进行检查。 6.随动转向臂 当怀疑随动转向臂与振动有关时，一定要小心。在怀疑转向系统或悬架部件之间有问题时，请先排除下面可能与振动有关的原因：动力不平衡、路面不平整、振摆情况以及车轮和轮胎总成的各种力的变化等。 7.减振器(电子水平控制) 用于后轮驱动电子水平控制系统的空气可调减振器，在进行四轮定位之前应对减振器机械损伤或液体渗漏进行全面检查。如果发现有机械损伤或过

28、度的液体渗漏情况，则应更换减振器。如果减振器外观看起来处于一种良好的状况，则可以进一步对减振器进行检测。通过工作台检查方式进行测试是通常的作法，有些减振器是通过将下部支架从车辆上拆下，同时上部支架仍与车辆连接的方法来进行检查的。在通过工作台检查其状况之前，必须除去所有电子水平控制减振器中的多余空气。当电子水平控制减振器处于平衡状态时，在其气压腔内将产生一些气穴。这种情况通常发生在新装置中。当电子水平控制减振器从车辆上被卸下并平衡放置时也将产生气穴。为了除去电子水平控制气压腔内的空气，需要如下操作：在减振器顶部朝上垂直放置时，手动向上拉伸减振器。在减振器顶部朝下垂直放置时，压缩减振器。反复进行5

29、次拉伸压缩操作，确认是否所有空气都从气压腔内排出。 8.减振器(充气) 充气减振器通常在储液罐中配置一个内部充满压缩氮气的空气腔。因为液体和空气不能混合，所以采用这种设计是为了避免减振器产生气泡。减振器出现如下3种情况应进行检查：性能衰减、噪声和渗漏。 采用下列步骤来检查安装在车辆上的性能衰减的减振器：按轮胎说明上的气压标准对轮胎的气压进行检查和调节。注意车辆正常行驶时的负荷状况。快速压下并弹起最靠近被检振动处的保险杠角，以此方式轮流测试每一个减振器。在每次测试时施加同样的力，并注意在压缩和弹回时的阻力。将这些测试结果与可接受行驶性能的类似车辆进行比较。两个减振器应具有同样的阻力感觉，如果在右

30、后和左后减振器之间存在着显著的差别，则进入下一个检查步骤。在能支撑住车辆的情况下至少能够卸下减振器装置。拆下下部减振器装置端部。在各种速度下，在两个方向以最大行程移动减振器。将右、左减振器上的压缩和弹回阻力进行比较。弹回阻力通常大于压缩力，比例大约为2：1；左和右减振器上的压缩和弹回阻力必须对称；前、后减振器之间有一定差距是可以接受的；如果怀凝一个减振器有故障，则将其操作情况与一个确信无故障的减振器进行对比。 采用下列步骤来检查产生噪声的减振器：检查所有减振器装置的紧固件。如果所有装置端部完好无损，则根据充气减振器检查第3步骤的说明，对怀疑有故障的减振器进行检查。卸下怀疑有故障的减振器的下部支

31、架。如果怀疑其中一个后减振器有故障，则举升起车辆后桥，直至能够卸下减振器。快速地将减振器推进，然后将其拔出，“咝咝”的噪声是正常的并且是可以接受的。其他令人生厌的噪声可能在减振器行程过程中被发现。 如果听到的不是“咝咝”声的噪声，则应更换减振器。 采用下列步骤检查减振器渗漏情况：当怀疑车辆有故障时，应彻底拉出减振器以露出密封件盖表面。检查减振器密封件盖表面是否有油液渗漏迹象。轻微的油液渗漏是可以接受的。允许密封件微渗漏目的是润滑活塞、连杆。减振器装有足够的油液，允许由于轻微渗漏而引起的油液流失。必须更换渗漏的减振器。 9.控制臂轴套 已磨损的控制臂轴套造成在各个方向上移动过度。这种移动将引起各种轮胎磨损、悬架噪声和操纵故障。当车辆在路面行驶时或在施加制动过程中，已受磨损的控制臂轴套将引起沉闷的移动声。控制臂轴套检查如下：检查发动机舱的上控制臂轴套(如果适用的话)，利用强光照射查看轴套的橡胶部件。只要橡胶部件还保持有弹性并且是坚固的，那么轴套橡胶部件如发丝般宽窄的裂纹就是可以接受的，若轴套破裂或损坏则应予更换。举或起车辆并对下控制臂轴套进行目视检查，检查方式与上控制臂的方式一样。检查车架和控制臂是否有与金属部件接触的情况。如果发现有金属部件互相接触的情况，则说明控制臂轴套已失效。在转