1、第四章汽车转向系统性能检测与评价多媒体课件4.1汽车转向系统性能评价指标汽车转向系统性能评价指标 1操纵性与稳定性操纵性与稳定性汽车操纵性汽车操纵性-驾驶员以最少的修正而能维驾驶员以最少的修正而能维持汽车按给定的路线行驶以及按驾驶员愿望持汽车按给定的路线行驶以及按驾驶员愿望转动转向盘以改变汽车行驶方向的能力。转动转向盘以改变汽车行驶方向的能力。 操纵性能的评价：操纵性能的评价： (1)在规定车速下，汽车质心曲线轨迹与在规定车速下，汽车质心曲线轨迹与转向盘转角的关系；转向盘转角的关系； (2)以规定角速度迅速转动转向盘以后，以规定角速度迅速转动转向盘以后，汽车转向横摆角速度随时间变化的关系；汽车
2、转向横摆角速度随时间变化的关系； (3)汽车在圆周行驶时其转向盘上的作用汽车在圆周行驶时其转向盘上的作用力与汽车侧向加速度的关系。力与汽车侧向加速度的关系。 (4)为保证额定车速行驶的汽车轨迹曲率为保证额定车速行驶的汽车轨迹曲率半径能按要求变化，必须在转向盘上施半径能按要求变化，必须在转向盘上施加的作用力。加的作用力。 汽车稳定性汽车稳定性： 汽车在行驶过程中具有抵抗力图改变其行驶汽车在行驶过程中具有抵抗力图改变其行驶方向的各种干扰，并保持稳定行驶的能力。方向的各种干扰，并保持稳定行驶的能力。 汽车汽车操作性操作性和和稳定性稳定性统称为车辆的统称为车辆的操纵稳定性操纵稳定性 影响操纵稳定性的因
3、素：影响操纵稳定性的因素：1）结构因素：）结构因素：转向系性能参数（转向系传动比；转向系性能参数（转向系传动比；转向系效率；转向器的啮合特性，转向系刚度等）转向系效率；转向器的啮合特性，转向系刚度等） 车辆的重心位置、轴距、轮距、质量分配、轮车辆的重心位置、轴距、轮距、质量分配、轮胎型式和气压、悬挂导向装置等胎型式和气压、悬挂导向装置等2）使用因素：）使用因素：道路状况道路状况 气候条件气候条件 左右车轮运动状态左右车轮运动状态2.转向操纵轻便性转向操纵轻便性 转向操纵轻便性转向操纵轻便性驾驶员操纵转向盘的驾驶员操纵转向盘的容易程度。容易程度。 转向沉重容易使驾驶员产生驾驶疲劳或使转向沉重容易
4、使驾驶员产生驾驶疲劳或使车辆操纵失控而导致交通事故。通常采用车辆操纵失控而导致交通事故。通常采用转向助力装置。转向助力装置。 转向助力装置：转向助力装置：液压助力、气压助力、电液压助力、气压助力、电动机助力动机助力3.最小转弯直径最小转弯直径 车辆在转向过程中，转向车辆在转向过程中，转向盘向左或向右转到极限位盘向左或向右转到极限位置时，车辆外转向轮印迹置时，车辆外转向轮印迹中心在其支承面上的轨迹中心在其支承面上的轨迹圆直径中的较大者，称为圆直径中的较大者，称为车辆最小转弯直径。它表车辆最小转弯直径。它表征车辆在最小面积内的回征车辆在最小面积内的回转能力和通过狭窄弯曲地转能力和通过狭窄弯曲地带或
5、绕过障碍物的能力带或绕过障碍物的能力。4.转向车轮的稳定效应转向车轮的稳定效应 当车轮在偶然受外力作用或转向盘稍微转当车轮在偶然受外力作用或转向盘稍微转动而偏离直线行驶时，转向轮应有自动回动而偏离直线行驶时，转向轮应有自动回正恢复直线行驶的能力。正恢复直线行驶的能力。 转向车轮具有的保持自动返回直线行驶的转向车轮具有的保持自动返回直线行驶的能力，称为转向车轮的稳定效应。能力，称为转向车轮的稳定效应。 转向车轮的稳定效应与转向车轮的稳定效应与车轮定位角车轮定位角和和轮胎轮胎的横向弹性的横向弹性有关。有关。5.汽车转向轮的震动汽车转向轮的震动 转向轮的震动转向轮的震动汽车在行驶时，出现转汽车在行驶
6、时，出现转向轮的左右摆动和上下跳动。震动降低了向轮的左右摆动和上下跳动。震动降低了汽车操纵稳定性，使轮胎磨损加剧，增加汽车操纵稳定性，使轮胎磨损加剧，增加了转向机构的动载荷，降低零件使用寿命，了转向机构的动载荷，降低零件使用寿命，影响行驶安全。影响行驶安全。 转向轮的摆动与转向轮的摆动与车辆悬架技术状况车辆悬架技术状况、车辆车辆定位定位、车轮平衡车轮平衡有密切关系。有密切关系。4.2转向系统技术状况检测标准及仪器转向系统技术状况检测标准及仪器 4.2.1.转向系统技术状况检测标准及仪器转向系统技术状况检测标准及仪器 （1）转向盘自由行程及其检测）转向盘自由行程及其检测 转向盘自由转动量转向盘自
7、由转动量，是指汽车转向轮保持，是指汽车转向轮保持直线行驶位置静止时，轻轻左右晃动转向直线行驶位置静止时，轻轻左右晃动转向盘所测得的游动角度。盘所测得的游动角度。 转向盘的转向力转向盘的转向力，是指在一定行驶条件，是指在一定行驶条件下，作用在转向盘外缘的圆周力。下，作用在转向盘外缘的圆周力。 这两个诊断参数主要用来诊断汽车转向这两个诊断参数主要用来诊断汽车转向轴和转向系中各零件的配合状况。轴和转向系中各零件的配合状况。 该配合状况直接影响汽车操纵稳定性和该配合状况直接影响汽车操纵稳定性和行车安全性。因此，对于新车和在用车都行车安全性。因此，对于新车和在用车都必须进行上述两项诊断参数的检测。必须进
8、行上述两项诊断参数的检测。 转向盘自由转动量和转向力的检测，应转向盘自由转动量和转向力的检测，应采用专用检测仪进行。采用专用检测仪进行。 按照国家标准按照国家标准机动车运行安全技术条件机动车运行安全技术条件（GB 72582004）的规定，方向盘自由）的规定，方向盘自由转动量和转向力应符合以下要求。转动量和转向力应符合以下要求。 1）方向盘自由转动量）方向盘自由转动量 机动车方向盘的最大自由转动量不允许机动车方向盘的最大自由转动量不允许大于：大于： （1）最高设计车速不小于）最高设计车速不小于100km/h的机的机动车：动车：20； （2）三轮汽车：）三轮汽车：45； （3）其他机动车：）其他
9、机动车：30。 2）方向盘转向力）方向盘转向力 机动车在平坦、硬实、干燥和清洁的水机动车在平坦、硬实、干燥和清洁的水泥或沥青道路上行驶，以泥或沥青道路上行驶，以10km/h的速度在的速度在 5s之内沿螺旋线从直线行驶过渡到直径为之内沿螺旋线从直线行驶过渡到直径为24m的圆周行驶，施加于方向盘外缘的最的圆周行驶，施加于方向盘外缘的最大切向力不应大于大切向力不应大于245N。图图5-42 简易转向盘自由转动量检测仪简易转向盘自由转动量检测仪a）检测仪的安装；）检测仪的安装；b）检测仪）检测仪l-指针；指针；2-夹臂；夹臂；3-刻度盘；刻度盘；4-弹簧；弹簧；5-连接板；连接板；6-固定螺钉固定螺钉
10、 （1）用简易转向盘自由转动量检测仪）用简易转向盘自由转动量检测仪检测转向盘自由转动量检测转向盘自由转动量 简易转向盘自由转动量检测仪，只能检简易转向盘自由转动量检测仪，只能检测转向盘的自由转动量。测转向盘的自由转动量。 该仪器主要由刻度盘和指针两部分组成。该仪器主要由刻度盘和指针两部分组成。刻度盘和指针分别固定在转向盘轴管和转刻度盘和指针分别固定在转向盘轴管和转向盘边缘上。向盘边缘上。 测量前应先安装好简易转向盘自由转动测量前应先安装好简易转向盘自由转动量检测仪，测量时应使汽车的两转向轮处量检测仪，测量时应使汽车的两转向轮处于直线行驶位置，轻轻向左（或向右）转于直线行驶位置，轻轻向左（或向右
11、）转动转向盘至空行程一侧的极端位置，调整动转向盘至空行程一侧的极端位置，调整检测仪指针指向刻度盘零度。检测仪指针指向刻度盘零度。 然后，再轻轻转动转向盘至另一侧空行然后，再轻轻转动转向盘至另一侧空行程极端位置，指针所示刻度即为转向盘的程极端位置，指针所示刻度即为转向盘的自由转动量。自由转动量。 2用转向参数测量仪检测用转向参数测量仪检测转向盘自由转动量和转向力转向盘自由转动量和转向力 国产国产ZC-2型转向参数测量型转向参数测量仪，是以微机为核心的智能仪仪，是以微机为核心的智能仪器，可测得转向盘自由转动量器，可测得转向盘自由转动量和转向力。和转向力。 该仪器由该仪器由操纵盘、主机箱、操纵盘、主
12、机箱、连接叉和定位杆连接叉和定位杆四部分组成，四部分组成，如图所示。如图所示。ZC-2型转向参数型转向参数测量仪测量仪l-定位杆；定位杆；2-固定螺栓；固定螺栓；3-电源开关；电源开关；4-电压表；电压表；5-主机箱；主机箱；6-连接叉；连接叉；7-操纵盘；操纵盘；8-打印机；打印机；9-显示器显示器（2）转向盘转向角和转向力检测）转向盘转向角和转向力检测 操纵盘由螺钉固定操纵盘由螺钉固定在三爪底板上，底板在三爪底板上，底板经力矩传感器与三个经力矩传感器与三个连接叉相连，每个连连接叉相连，每个连接叉上都有一只可伸接叉上都有一只可伸缩长度的活动卡爪，缩长度的活动卡爪，以便与被测转向盘相以便与被测
13、转向盘相连接。连接。图图5-43 ZC-2型转向参数型转向参数测量仪测量仪l-定位杆；定位杆；2-固定螺栓；固定螺栓；3-电源开关；电源开关；4-电压表；电压表；5-主机箱；主机箱；6-连接叉；连接叉；7-操纵盘；操纵盘；8-打印机；打印机；9-显示器显示器 主机箱为一圆形结构，固主机箱为一圆形结构，固定在底板中央，其内装有接定在底板中央，其内装有接口板、微机板、转角编码器、口板、微机板、转角编码器、打印机、力矩传感器和电池打印机、力矩传感器和电池等。定位杆从底板下伸出，等。定位杆从底板下伸出，经磁力座吸附在驾驶室内的经磁力座吸附在驾驶室内的仪表盘上。仪表盘上。 定位杆的内端连接有光电定位杆的
14、内端连接有光电装置，光电装置装在主机箱装置，光电装置装在主机箱内的下部。内的下部。图图5-43 ZC-2型转向参数型转向参数测量仪测量仪l-定位杆；定位杆；2-固定螺栓；固定螺栓；3-电电源开关；源开关；4-电压表；电压表；5-主机箱；主机箱；6-连接叉；连接叉；7-操纵盘；操纵盘；8-打印机；打印机；9-显示器显示器 测量时，把转向参数测量仪对准被测汽测量时，把转向参数测量仪对准被测汽车转向盘中心，调整好三个连接叉上伸缩车转向盘中心，调整好三个连接叉上伸缩卡爪的长度，与转向盘连接并固定好。卡爪的长度，与转向盘连接并固定好。 转动操纵盘，转向力通过底板、力矩传转动操纵盘，转向力通过底板、力矩传
15、感器、连接叉传递到被测转向盘上，使转感器、连接叉传递到被测转向盘上，使转向盘转动以实现汽车转向。向盘转动以实现汽车转向。 此时，力矩传感器将转向力矩转变成电此时，力矩传感器将转向力矩转变成电信号，而定位杆内端连接的光电装置则将信号，而定位杆内端连接的光电装置则将转角的变化转变成电信号。转角的变化转变成电信号。 这两种电信号由微机自动完成数据采集、这两种电信号由微机自动完成数据采集、转角编码、运算、分析、存储、显示和打转角编码、运算、分析、存储、显示和打印。印。 因此，使用该测量仪既可测得转向盘的因此，使用该测量仪既可测得转向盘的转向力，又可测得转向盘的自由转动量。转向力，又可测得转向盘的自由转
16、动量。 4.2.2.最小转弯直径及技术状况标准最小转弯直径及技术状况标准 最小转弯直径和内轮差最小转弯直径和内轮差 转向轴和末轴的转向轴和末轴的内轮印迹中心在内轮印迹中心在车辆支承平面上车辆支承平面上的轨迹圆之差，的轨迹圆之差，被称为内轮差。被称为内轮差。汽车转弯直径示意图汽车转弯直径示意图 机动车运行安全技术条件机动车运行安全技术条件(GB7258-2004)规定规定 机动车辆的最小转弯直径，以前轮轨迹中机动车辆的最小转弯直径，以前轮轨迹中心为基线，测量其值不得大于心为基线，测量其值不得大于24m。 当转弯直径为当转弯直径为24m时，前转向轴和末轴的时，前转向轴和末轴的内轮差（以两内轮轨迹中
17、心计）不得大于内轮差（以两内轮轨迹中心计）不得大于3.5m。 转向盘转至极限转向盘转至极限位置时，图中两位置时，图中两圆之间的通道为圆之间的通道为车辆转弯通道圆。车辆转弯通道圆。 车辆所有点在车车辆所有点在车辆支承平面上的辆支承平面上的投影均位于最大投影均位于最大内圆和最小外圆内圆和最小外圆之间。之间。车辆有左和右转车辆有左和右转弯通道圆。弯通道圆。转弯通道圆的最转弯通道圆的最大内圆直径越大，大内圆直径越大，最小外圆直径越最小外圆直径越小，车辆所需的小，车辆所需的通道宽度越窄，通道宽度越窄，通过性越好。通过性越好。4.3汽车车轮定位及检测设备汽车车轮定位及检测设备 4.3.1.汽车车轮定位汽车
18、车轮定位 在设计汽车时，为使转向轮具有转向轻便、在设计汽车时，为使转向轮具有转向轻便、准确和行驶稳定的性能，在转向车轮上设计有准确和行驶稳定的性能，在转向车轮上设计有主销后倾角、主销内倾角、车轮外倾角和车轮主销后倾角、主销内倾角、车轮外倾角和车轮前束前束等四项参数，统称为前轮定位。它是评价等四项参数，统称为前轮定位。它是评价机动车的操纵性和直线行驶稳定性的重要参数，机动车的操纵性和直线行驶稳定性的重要参数，前轮定位值正确能使汽车的操纵性保持稳定。前轮定位值正确能使汽车的操纵性保持稳定。（1）主销后倾角）主销后倾角 设计转向桥的时候，使主销设计转向桥的时候，使主销在汽车的纵向平面内向后的一在汽车
19、的纵向平面内向后的一个倾角个倾角，即主销轴线和地面垂，即主销轴线和地面垂直线在汽车纵向平面内的夹角。直线在汽车纵向平面内的夹角。 当汽车直线行驶当汽车直线行驶时，若转向轮偶然受时，若转向轮偶然受到外力作用而稍有偏到外力作用而稍有偏转时，这时由于汽车转时，这时由于汽车本身离心力的作用，本身离心力的作用，在车轮与路面接触点在车轮与路面接触点b b处，路面对车轮作处，路面对车轮作用一个侧向反力。反用一个侧向反力。反力对车轮形成绕主销力对车轮形成绕主销轴线作用力矩轴线作用力矩YLYL，其，其方向正好与车轮偏转方向正好与车轮偏转方向相反。方向相反。ab之间距离称为主销后倾拖距之间距离称为主销后倾拖距力矩
20、力矩YL称为稳定力矩称为稳定力矩 在在YL力矩力矩作用下，将使车轮作用下，将使车轮回复到原来中间的位置，从而回复到原来中间的位置，从而保证了汽车稳定的直线行驶。保证了汽车稳定的直线行驶。此力矩称为此力矩称为稳定力矩稳定力矩。 但此力矩也不宜过大但此力矩也不宜过大，否，否则在转向时为了克服此力矩，则在转向时为了克服此力矩，驾驶员必须在转向盘上施加较驾驶员必须在转向盘上施加较大的力（即转向沉重）。大的力（即转向沉重）。 因稳定力矩的大小取决于因稳定力矩的大小取决于力臂力臂L的数值，而力臂的数值，而力臂L又取决又取决于后倾角于后倾角的大小。现在车辆一的大小。现在车辆一般采用的般采用的角不超过角不超过
21、23现现代高速汽车由于轮胎气压降低代高速汽车由于轮胎气压降低弹性增加，而引起稳定力矩增弹性增加，而引起稳定力矩增加，因此加，因此角可以减小到零甚至角可以减小到零甚至为负。为负。（2）注销内倾角）注销内倾角 设计转向桥的时候，使主销在汽车的横向平面设计转向桥的时候，使主销在汽车的横向平面内倾斜一个内倾斜一个角（即主销轴线和地面垂直线在汽车角（即主销轴线和地面垂直线在汽车横向断面内夹角）称为主销内倾角横向断面内夹角）称为主销内倾角。主销内倾角的作用是：主销内倾角的作用是：（1 1）使前轮自动回正；）使前轮自动回正；（2 2）使转向操纵轻便；）使转向操纵轻便；（3 3）减小转向盘上的冲）减小转向盘上
22、的冲击力；击力；自动回正：自动回正：当转向轮在外力作用下由中间位置偏转一个当转向轮在外力作用下由中间位置偏转一个角度时，车轮的最低点将陷入路面以下，但实际上车轮下角度时，车轮的最低点将陷入路面以下，但实际上车轮下边缘不可能陷入地面以下，而是将车轮连同整个汽车前部边缘不可能陷入地面以下，而是将车轮连同整个汽车前部向上抬起一个相应的高度，这样汽车本身的重力有使转向向上抬起一个相应的高度，这样汽车本身的重力有使转向轮回复到原来中间位置的效应。轮回复到原来中间位置的效应。主销内倾还使得主销轴线与路面交点到车轮中心平面与主销内倾还使得主销轴线与路面交点到车轮中心平面与地面交线的距离地面交线的距离c减小。
23、从而可减少转向时驾驶员加在转减小。从而可减少转向时驾驶员加在转向盘上的力，使操纵轻便，同时也可以减少从转向轮传到向盘上的力，使操纵轻便，同时也可以减少从转向轮传到转向盘上的冲击力。但转向盘上的冲击力。但c值也不宜过小，即内倾角不宜过值也不宜过小，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，轮胎与路大，否则在转向时，车轮绕主销偏转的过程中，轮胎与路面将产生较大的滑动，因而增加了轮胎与路面间的摩擦阻面将产生较大的滑动，因而增加了轮胎与路面间的摩擦阻力。这不仅使转向沉重，而且加速了轮胎的磨损。故一般力。这不仅使转向沉重，而且加速了轮胎的磨损。故一般内倾角内倾角不大于不大于8，距离，距离c
24、一般为一般为4060mm（3）前轮外倾）前轮外倾 前轮外倾角是通过车轮中心的汽车横向平面与车前轮外倾角是通过车轮中心的汽车横向平面与车轮平面的交线与地面垂线之间的夹角。轮平面的交线与地面垂线之间的夹角。 前轮外倾角的作用是：前轮外倾角的作用是：（1 1）防止车轮出现内倾；）防止车轮出现内倾；（2 2）减少轮毂外侧小轴承的受力，防止轮胎向外）减少轮毂外侧小轴承的受力，防止轮胎向外滑脱；（滑脱；（3 3）便于与拱形路面接触；）便于与拱形路面接触； 如果空车时车轮的安装正好垂直于路面，则满载时，如果空车时车轮的安装正好垂直于路面，则满载时，车桥将因承载变形，而可能出现车轮内倾，这样将加速车桥将因承载
25、变形，而可能出现车轮内倾，这样将加速汽车轮胎的磨损。另外，路面对车轮的垂直反作用力沿汽车轮胎的磨损。另外，路面对车轮的垂直反作用力沿轮毂的轴向分力将使轮毂压向轮毂外端的小轴承，加重轮毂的轴向分力将使轮毂压向轮毂外端的小轴承，加重了外端小轴承及轮毂紧固螺母的负荷，降低使用寿命。了外端小轴承及轮毂紧固螺母的负荷，降低使用寿命。因此为了使轮胎磨损均匀和减轻轮毂外轴承的负荷，安因此为了使轮胎磨损均匀和减轻轮毂外轴承的负荷，安装车轮时应预先使车轮有一定的外倾角，以防止车轮内装车轮时应预先使车轮有一定的外倾角，以防止车轮内倾。同时车轮有了外倾角也可以与拱形路面相适应。但倾。同时车轮有了外倾角也可以与拱形路
26、面相适应。但是，外倾角也不宜过大，否则也会使轮胎产生偏磨损。是，外倾角也不宜过大，否则也会使轮胎产生偏磨损。（4）前轮前束）前轮前束 从俯视图看，两侧前轮最前端的距离从俯视图看，两侧前轮最前端的距离B B小于后小于后端的距离端的距离A A，（，（A A- -B B）称为前轮前束。前轮前束的）称为前轮前束。前轮前束的作用是消除前轮外倾造成的前轮向外滚开趋势，作用是消除前轮外倾造成的前轮向外滚开趋势，减轻轮胎磨损。减轻轮胎磨损。 车轮有了外倾角后，在滚动时就类似车轮有了外倾角后，在滚动时就类似于滚锥，从而导致两侧车轮向外滚开。由于滚锥，从而导致两侧车轮向外滚开。由于转向横拉杆和车桥的约束使车轮不可
27、能于转向横拉杆和车桥的约束使车轮不可能向外滚开，车轮将在地面上出现边滚边滑向外滚开，车轮将在地面上出现边滚边滑的现象，从而加速了轮胎的磨损。的现象，从而加速了轮胎的磨损。 前轮前束可通过改变横拉杆的长度来前轮前束可通过改变横拉杆的长度来调整。根据各厂家规定的测量位置，使两调整。根据各厂家规定的测量位置，使两轮前后距离差（轮前后距离差（A-B）符合规定前束值。一）符合规定前束值。一般前轮前束值为般前轮前束值为012mm。 （5）包容角）包容角 （6）转向）转向20时张角时张角 （7）推进角）推进角 （8）轴距差）轴距差4.3.2.汽车车轮定位仪的结构和工作原理汽车车轮定位仪的结构和工作原理 四轮
28、定位仪可检测的项目：前轮前束、四轮定位仪可检测的项目：前轮前束、前轮外倾角、主销后倾角、主销内倾角、前轮外倾角、主销后倾角、主销内倾角、后轮前束、后轮外倾角、车辆轮距、车辆后轮前束、后轮外倾角、车辆轮距、车辆轴距、转向轴距、转向20时前张角、推力角、左右时前张角、推力角、左右轴距差。轴距差。 前轮前束、前轮外倾角、主销后倾角、前轮前束、前轮外倾角、主销后倾角、主销内倾角统称前轮定位，又称为前轮定主销内倾角统称前轮定位，又称为前轮定位四要素。位四要素。 常用的四轮定位仪有拉线式、光学式、常用的四轮定位仪有拉线式、光学式、电脑拉线式和电脑激光式电脑拉线式和电脑激光式4种种1.1.车轮前束和推力角的
29、测量原理车轮前束和推力角的测量原理（1）四轮定位仪的测量原理在测量前束时，必须保证车体摆正且方向盘位于中在测量前束时，必须保证车体摆正且方向盘位于中间位置，为了提高车轮前束值（或前束角）的测量精度，间位置，为了提高车轮前束值（或前束角）的测量精度，无论是拉线式、光学式还是电脑式的四轮定位仪，在检无论是拉线式、光学式还是电脑式的四轮定位仪，在检测车轮前束之前，常通过拉线或光线照射或反射的方式测车轮前束之前，常通过拉线或光线照射或反射的方式形成一封闭的直角四边形。将待检车辆置于此四边形中，形成一封闭的直角四边形。将待检车辆置于此四边形中，通过安装在车轮上的光学镜面或传感器不仅可以检测前通过安装在车
30、轮上的光学镜面或传感器不仅可以检测前轮前束、后轮前束，还可以检测出左右车轮的同轴度轮前束、后轮前束，还可以检测出左右车轮的同轴度（即同一车轴上的左右车轮的同轴度）及推力角等。（即同一车轴上的左右车轮的同轴度）及推力角等。 车轮外倾角、主销后倾角和主销内倾角这三个测量车轮外倾角、主销后倾角和主销内倾角这三个测量参数的测量都是关于角度的测量，参数的测量都是关于角度的测量，除了光学式四轮定位除了光学式四轮定位仪测量车轮外倾角和车轮前束时，采用的不是测量角度仪测量车轮外倾角和车轮前束时，采用的不是测量角度的传感器以外，其余各种类型的四轮定位仪均是采用测的传感器以外，其余各种类型的四轮定位仪均是采用测量
31、角度的传感器量角度的传感器，包括车轮前束角都可以用角度传感器，包括车轮前束角都可以用角度传感器直接或间接测量。直接或间接测量。 主销后倾角和主销内倾角不能直接测出，只能采用主销后倾角和主销内倾角不能直接测出，只能采用建立在几何关系上的间接测量，再由测得的角度推导出建立在几何关系上的间接测量，再由测得的角度推导出主销后倾角及主销内倾角。主销后倾角及主销内倾角。2.2.主销后倾角和主销内倾角的测量原理主销后倾角和主销内倾角的测量原理 其测量方法为：让被检车辆前轮停在转盘中心处，其测量方法为：让被检车辆前轮停在转盘中心处，右轮沿直线行驶方向向右转动右轮沿直线行驶方向向右转动2020时进行测量；左轮沿
32、时进行测量；左轮沿直线行驶方向向左转动直线行驶方向向左转动2020时进行测量（该转向角可直时进行测量（该转向角可直接从转盘上的刻度读出）。具体作法如下：右前轮向右接从转盘上的刻度读出）。具体作法如下：右前轮向右转转2020，读取左前轮下的转盘上的刻度值，读取左前轮下的转盘上的刻度值X X，则，则2020-X-X即即为所要检测的转向为所要检测的转向2020时的前张角。一般汽车在出厂时时的前张角。一般汽车在出厂时都给出都给出2020-X-X的合格范围，将测量值与出厂标准进行比的合格范围，将测量值与出厂标准进行比较即可检测出车轮的转向梯形臂与各连杆是否发生了变较即可检测出车轮的转向梯形臂与各连杆是否
33、发生了变形，如果超出标准值或左右转向前张角不一致，则说明形，如果超出标准值或左右转向前张角不一致，则说明该车的转向梯形臂和各连杆已发生了变形，需要进行校该车的转向梯形臂和各连杆已发生了变形，需要进行校正、调整或更换梯形臂和各连杆。正、调整或更换梯形臂和各连杆。3.3.转向转向2020时前张角的测量原理时前张角的测量原理（2）四轮定位仪的结构 光学式四轮定位仪光学式四轮定位仪主要主要由以下部件组成：由以下部件组成：1 1测试投影仪测试投影仪2 2导轨导轨3 3转盘转盘4 4万能轮镜安装架万能轮镜安装架5 5轮镜轮镜6 6定位测量卷尺定位测量卷尺7 7后轮摆正滑板后轮摆正滑板8 8主销内倾角测试仪
34、主销内倾角测试仪四轮定位仪的结构（光学式）四轮定位仪的结构（光学式） 电脑式四轮定位仪由主机、前后轮检测传感器、电脑式四轮定位仪由主机、前后轮检测传感器、传感器支架、转盘、刹车锁、转向盘锁及导线等零部传感器支架、转盘、刹车锁、转向盘锁及导线等零部件构成。件构成。 四轮定位仪的结构（电脑式） 运用运用CCDCCD技术的四轮定位仪可通过四只技术的四轮定位仪可通过四只CCDCCD电荷耦合传感器对车辆的前、后四个车轮一次测电荷耦合传感器对车辆的前、后四个车轮一次测定其定位角。特别对独立悬架机构的车轮定位检定其定位角。特别对独立悬架机构的车轮定位检测（单个车轮的定位值）具有独特的优势。检测测（单个车轮的
35、定位值）具有独特的优势。检测数据准确，且没有普通侧滑试验台只能检测左、数据准确，且没有普通侧滑试验台只能检测左、右车轮综合作用效果的弊端。它主要由专用举升右车轮综合作用效果的弊端。它主要由专用举升器、传感器、电脑和操纵机构等组成。采用这种器、传感器、电脑和操纵机构等组成。采用这种技术的四轮定位仪精度可以达到很高。技术的四轮定位仪精度可以达到很高。4.3.3车轮定位参数变化故障原因分析车轮定位参数变化故障原因分析 （1）常见定位故障及其调整）常见定位故障及其调整 1主销后倾角的故障与调整主销后倾角的故障与调整 转向沉重转向沉重原因是主销后倾角过大；原因是主销后倾角过大； 汽车行驶不稳定汽车行驶不
36、稳定原因是主销后倾角过小，车原因是主销后倾角过小，车 轮自动回正力矩不足轮自动回正力矩不足。 调整通过改变悬架系统来实现。对调整通过改变悬架系统来实现。对非独立悬架结非独立悬架结构而言构而言，车轴左右两端的转向节主销孔不存在后，车轴左右两端的转向节主销孔不存在后倾角度，后倾角有悬架安装尺寸决定。因此，当倾角度，后倾角有悬架安装尺寸决定。因此，当主销后倾角不符规定时，可以在钢板弹簧下部与主销后倾角不符规定时，可以在钢板弹簧下部与主轴的接触面垫不同厚度的楔形铁片来调整。主轴的接触面垫不同厚度的楔形铁片来调整。 2主销内倾角的故障和调整主销内倾角的故障和调整 主销内倾角过小主销内倾角过小，会使汽车行
37、驶稳定性变差，不，会使汽车行驶稳定性变差，不易保持直线行驶，方向盘操纵频繁，且转向沉重。易保持直线行驶，方向盘操纵频繁，且转向沉重。 非独立悬架的车轴非独立悬架的车轴左、右两端的转向节主销孔有左、右两端的转向节主销孔有固定的内倾角度值，因此，内倾角不符合规定时，固定的内倾角度值，因此，内倾角不符合规定时，必须对前轴进行校正必须对前轴进行校正。 独立悬架的汽车独立悬架的汽车，主销内倾角和车轮外倾角可通，主销内倾角和车轮外倾角可通过调整摆臂长度来实现。过调整摆臂长度来实现。主销内倾角，可通过转主销内倾角，可通过转动上摆臂实现；车轮外倾角通过上摆臂轴与固定动上摆臂实现；车轮外倾角通过上摆臂轴与固定支
38、架间的垫片来调整支架间的垫片来调整。3.车轮外倾角的故障和调整车轮外倾角的故障和调整 车轮外倾角过大或过小，都会加剧轮胎的车轮外倾角过大或过小，都会加剧轮胎的偏磨损。偏磨损。外倾角过大，轮胎外侧偏磨损严外倾角过大，轮胎外侧偏磨损严重；外倾角过小，轮胎内侧偏磨损严重，重；外倾角过小，轮胎内侧偏磨损严重，还会引起转向沉重还会引起转向沉重。4.车轮前束的故障与调整车轮前束的故障与调整 车轮前束过大或过小都将引起轮胎偏磨损，车轮前束过大或过小都将引起轮胎偏磨损，影响轮胎使用寿命。影响轮胎使用寿命。前束过大，轮胎外侧前束过大，轮胎外侧磨损严重；前束过小，车轮内侧磨损加快。磨损严重；前束过小，车轮内侧磨损
39、加快。 车轮前束值的大小，可通过车轮前束值的大小，可通过改变转向机构改变转向机构的横拉杆长度来实现的横拉杆长度来实现。调整时，需先松开。调整时，需先松开横拉杆长度锁紧螺母，然后用管钳转动调横拉杆长度锁紧螺母，然后用管钳转动调整螺母套管，转动时可使横拉杆向两端伸整螺母套管，转动时可使横拉杆向两端伸长或缩短，以此来调节横拉杆长度。长或缩短，以此来调节横拉杆长度。（2）转向系统常见故障原因分析）转向系统常见故障原因分析 大多数汽车的转向轴是前轴。前轴与转向大多数汽车的转向轴是前轴。前轴与转向系的常见故障有系的常见故障有前轮轮胎磨损不正常前轮轮胎磨损不正常、转转向盘自由行程过大向盘自由行程过大、转向沉
40、重转向沉重、自动跑偏自动跑偏和和前轮摆头前轮摆头等等 1前轮轮胎磨损不正常前轮轮胎磨损不正常 1）现象）现象 轮胎磨损速度加快，胎面形状出现异常。轮胎磨损速度加快，胎面形状出现异常。 2）原因）原因 （1）轮胎气压不符合要求。）轮胎气压不符合要求。 （2）轮胎长期未换位。）轮胎长期未换位。 （3）轮胎质量不佳。）轮胎质量不佳。 （4）轮胎螺栓松动。）轮胎螺栓松动。 （5）前轮定位不正确，尤其是前轮前束与）前轮定位不正确，尤其是前轮前束与前轮外倾配合不正确。前轮外倾配合不正确。 （6）轮毂轴承松旷或转向节与主销松旷。）轮毂轴承松旷或转向节与主销松旷。 （7）纵、横拉杆球头连接处松旷。）纵、横拉杆
41、球头连接处松旷。 （8）转向器在车架（或车身）上的连接松）转向器在车架（或车身）上的连接松动或转向器内部的轴承处、主从动部分动或转向器内部的轴承处、主从动部分的啮合处松旷。的啮合处松旷。 （9）钢板弹簧与车桥连接的）钢板弹簧与车桥连接的U形螺栓松形螺栓松旷。旷。 （10）钢板弹簧与其销的配合松旷。）钢板弹簧与其销的配合松旷。 （11）前轮径向圆跳动或端面圆跳动太）前轮径向圆跳动或端面圆跳动太大。大。 （12）前轮旋转质量不平衡。）前轮旋转质量不平衡。 （13）前轮摆头。）前轮摆头。 （14）前轴与车架（或车身）纵向中心垂）前轴与车架（或车身）纵向中心垂面不垂直或车架（或车身）左右两边的轴面不垂
42、直或车架（或车身）左右两边的轴距不相等。距不相等。 （15）前轴或车架（或车身）弯、扭变形。）前轴或车架（或车身）弯、扭变形。 （16）前轴刚度不足。）前轴刚度不足。 （17）转向横拉杆（尤其是弓形转向横拉）转向横拉杆（尤其是弓形转向横拉杆）或转向横拉杆臂刚度不足。杆）或转向横拉杆臂刚度不足。 （18）前轮放松制动后回位慢或制动拖）前轮放松制动后回位慢或制动拖滞。滞。 （19）转向梯形不能保证两前轮纯滚动，）转向梯形不能保证两前轮纯滚动，出现过多转向或不足转向。出现过多转向或不足转向。 （20）经常超载、偏载、起步过急、高）经常超载、偏载、起步过急、高速转弯或制动过猛。速转弯或制动过猛。 （2
43、1）经常行驶在拱度较大的路面上。）经常行驶在拱度较大的路面上。 3）诊断方法）诊断方法 前轮轮胎磨损不正常示意图如下图前轮轮胎磨损不正常示意图如下图5-19所示，其诊断流程图如图所示，其诊断流程图如图5-20所示。所示。图图5-19 前轮轮胎磨损不正常示意图前轮轮胎磨损不正常示意图前轮轮胎磨损不正常前轮轮胎磨损不正常 察看胎察看胎面胎面磨损是否具有规胎面磨损是否具有规律性？律性？磨损系各部松旷、变磨损系各部松旷、变形、使用不当或轮胎形、使用不当或轮胎质量不佳等原因造成质量不佳等原因造成胎面中部磨损严重还是两侧胎面中部磨损严重还是两侧胎肩磨损严重？胎肩磨损严重？磨损系轮胎气磨损系轮胎气压过低造成
44、压过低造成磨损系轮胎气压磨损系轮胎气压过高造成过高造成胎面内侧胎肩磨损严重还是外胎面内侧胎肩磨损严重还是外侧胎肩磨损严重？侧胎肩磨损严重？磨 损 系 前磨 损 系 前轮 外 倾 过轮 外 倾 过大造成大造成磨损系前轮负外倾、轮胎磨损系前轮负外倾、轮胎长期不换位或前梁外端在长期不换位或前梁外端在垂直平面内向上弯曲造成垂直平面内向上弯曲造成胎面磨损是外重内轻且磨痕从胎面磨损是外重内轻且磨痕从内向外，还是内重外轻且磨痕内向外，还是内重外轻且磨痕从外向内？从外向内？磨损系前轮负前束或磨损系前轮负前束或前梁外端在水平平面前梁外端在水平平面内向后弯曲造成内向后弯曲造成胎面是羽片状磨损，还胎面是羽片状磨损，
45、还是在胎肩处呈锯齿状磨是在胎肩处呈锯齿状磨损？损？磨损系前轮前束过磨损系前轮前束过大或前梁外端在水大或前梁外端在水平平面内向前弯曲平平面内向前弯曲造成造成磨损系前轮前束过大或磨损系前轮前束过大或负前束造成。当前束过负前束造成。当前束过大时，左右前轮胎面上大时，左右前轮胎面上羽片状磨损的尖部指向羽片状磨损的尖部指向汽车纵向轴线；当为负汽车纵向轴线；当为负前束时，左右前轮胎面前束时，左右前轮胎面上羽片状磨损的尖部背上羽片状磨损的尖部背离汽车纵向轴线离汽车纵向轴线磨 损 系 前磨 损 系 前轮 长 期 在轮 长 期 在超 载 情 况超 载 情 况下 频 繁 使下 频 繁 使用 制 动 ，用 制 动
46、，而 又 未 按而 又 未 按期 换 位 等期 换 位 等原因造成原因造成胎面是波浪状磨损，还胎面是波浪状磨损，还是在胎肩处呈碟片状磨是在胎肩处呈碟片状磨损？损？磨损系前轮旋转磨损系前轮旋转质量不平衡、前质量不平衡、前轮端面圆跳动太轮端面圆跳动太大或轮毂轴承、大或轮毂轴承、转向节、横拉杆、转向节、横拉杆、悬挂等处松旷等悬挂等处松旷等原因造成原因造成磨损系前轮旋磨损系前轮旋转质量不平衡、转质量不平衡、前轮径向圆跳前轮径向圆跳动太大、前轮动太大、前轮摆头或轮毂轴摆头或轮毂轴承、转向节、承、转向节、横拉杆、悬挂横拉杆、悬挂等处松旷等原等处松旷等原因造成因造成结束结束图图5-20 前轮轮胎磨损不正常诊
47、断流程图前轮轮胎磨损不正常诊断流程图 2转向盘自由行程过大转向盘自由行程过大 1）现象）现象 汽车静止，两前轮保持直线行驶位置，汽车静止，两前轮保持直线行驶位置，轻轻来回转动转向盘，感到游动角度很大。轻轻来回转动转向盘，感到游动角度很大。 2）原因）原因 （1）转向盘与转向轴的连接处松旷。）转向盘与转向轴的连接处松旷。 （2）转向器内主、从动部分啮合部位松）转向器内主、从动部分啮合部位松旷或主、从动部分的轴承处松旷。旷或主、从动部分的轴承处松旷。 （3）转向器垂臂轴与垂臂的连接处松旷。）转向器垂臂轴与垂臂的连接处松旷。 （4）纵、横转向拉杆的球头连接处松旷。）纵、横转向拉杆的球头连接处松旷。
48、（5）纵、横转向拉杆臂与转向节的连接）纵、横转向拉杆臂与转向节的连接处松旷。处松旷。 （6）转向节与主销配合处松旷。）转向节与主销配合处松旷。 （7）轮毂轴承处松旷。）轮毂轴承处松旷。 3）诊断方法）诊断方法 按诊断流程图所示方法诊断，如图按诊断流程图所示方法诊断，如图5 -21所示。所示。转向盘自由行程过大转向盘自由行程过大检查各部连接情况检查各部连接情况转向盘与转向轴的连接处转向盘与转向轴的连接处是否松旷？是否松旷？转向器主、从动部分的轴承转向器主、从动部分的轴承处是否松旷？处是否松旷？转向器主、从动部分啮合部转向器主、从动部分啮合部位是否松旷？位是否松旷？故障系松旷故障系松旷造成造成垂臂
49、轴与垂臂的连接处垂臂轴与垂臂的连接处是否松旷？是否松旷？纵、横转向拉杆的球头连纵、横转向拉杆的球头连接处是否松旷？接处是否松旷？转向节与主销的连接处转向节与主销的连接处是否松旷？是否松旷？故障系纵、横转向拉杆臂故障系纵、横转向拉杆臂与转向节的连接处松旷或与转向节的连接处松旷或轮毂轴承处松旷造成轮毂轴承处松旷造成故障系松旷故障系松旷造成造成结束结束图图5-21 转向盘自由行程过大诊断流程转向盘自由行程过大诊断流程图图 3.转向沉重转向沉重 1）现象）现象 汽车行驶中驾驶员向左、右转动转向盘汽车行驶中驾驶员向左、右转动转向盘时，感到沉重费力，无回正感；汽车低速时，感到沉重费力，无回正感；汽车低速转
50、转 弯或掉头时，转动转向盘十分费力。弯或掉头时，转动转向盘十分费力。 2）原因）原因 （1）轮胎气压不足。）轮胎气压不足。 （2）转向器主动部分轴承预紧力太大或）转向器主动部分轴承预紧力太大或 从动部分（垂臂轴）与衬套配合太紧。从动部分（垂臂轴）与衬套配合太紧。 （3）转向器主、从动部分啮合处调整太）转向器主、从动部分啮合处调整太紧。紧。 （4）转向器无油或缺油。）转向器无油或缺油。 （5）转向节与主销配合太紧或缺油。）转向节与主销配合太紧或缺油。 （6）转向节止推轴承缺油或损坏。）转向节止推轴承缺油或损坏。 （7）纵、横转向拉杆的球头连接处调整）纵、横转向拉杆的球头连接处调整太紧或缺油。太紧
