【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 后端的等腰形叫正方梯形，橫拉桿位于前軸前端等腰梯形叫反梯形。二者在作用上沒有區(qū)別。轉(zhuǎn)向梯形又叫轉(zhuǎn)向外展，由于兩只梯形臂都設(shè)計(jì)成直線行駛時(shí)兩側(cè)車輪角度相同，保持兩側(cè)車輪平行，因此無論是向左或右轉(zhuǎn)向，由于內(nèi)側(cè)輪形成比外側(cè)較大1~3186。的轉(zhuǎn)角，使轉(zhuǎn)向中的前輪形成負(fù)前束，且轉(zhuǎn)向角越大，負(fù)前束值也越大，轉(zhuǎn)向時(shí)的負(fù)前束比后橋中的差速器更有利于轉(zhuǎn)向平穩(wěn)。在試轉(zhuǎn)半徑時(shí)，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)到止端，并保持不動(dòng)，節(jié)氣門開度穩(wěn)定，車輪的轉(zhuǎn)彎半在一定的圓周上保持不動(dòng)，似乎是理所當(dāng)然的事，但實(shí)際上轉(zhuǎn)向不足的汽車(又被稱為平穩(wěn)轉(zhuǎn)向，大部分汽車都是這種設(shè)計(jì)的)，轉(zhuǎn)彎隨著旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)增加，會(huì)逐漸加大。這種特性是因前后輪胎側(cè)偏角不同引起的。由于后輪側(cè)偏角小于前輪的側(cè)偏角，在連續(xù)作轉(zhuǎn)彎半徑測(cè)試時(shí)，后輪達(dá)不到前輪行進(jìn)方向而變慢，所以轉(zhuǎn)彎半徑逐漸加大，出現(xiàn)轉(zhuǎn)向不足。轉(zhuǎn)向不足的好處是當(dāng)駕駛員轉(zhuǎn)向時(shí)，即使實(shí)際轉(zhuǎn)向低于自己的設(shè)想，也容易修正過來。(轉(zhuǎn)向前展)轉(zhuǎn)向負(fù)前束是指轉(zhuǎn)向時(shí)內(nèi)側(cè)車輪相對(duì)外側(cè)車輪的角度差。轉(zhuǎn)向系的結(jié)構(gòu)使車輪角度隨轉(zhuǎn)向角度變化而變化，該角度的變化由轉(zhuǎn)向梯形保證，如負(fù)前束不正確，將加劇輪胎磨損，并出現(xiàn)轉(zhuǎn)向噪聲及轉(zhuǎn)向跑偏。后輪外傾角：前輪驅(qū)動(dòng)的轎車后輪通常為負(fù)外傾角。即空載時(shí)后輪向內(nèi)傾斜，承載后或舉升運(yùn)動(dòng)時(shí)垂直于路面。前輪驅(qū)動(dòng)轎車通常為很小的后輪反前束。前輪驅(qū)動(dòng)汽車行駛中的驅(qū)動(dòng)力使后輪心軸受向后的力，后輪的前端距離略大于后端距離。和后輪外傾角一樣，前輪驅(qū)動(dòng)汽車后輪的反前束值比前輪也大1倍左右。后輪前束主要為了使前后車輪以后輪推力為定位基準(zhǔn)，使四個(gè)車輪保持平行，保證汽車直線行駛的穩(wěn)定性。減少后輪在行駛中的側(cè)滑，以最大限度地延長后輪輪胎的使用壽命。車輛的幾何中心線：是恰好穿過前、后輪中央的假想線。推力線：是與后輪中心線成正90度角向前延伸的線。汽車受到猛烈沖擊，或懸架襯套磨損松曠都會(huì)使推力線發(fā)生偏移。推力線如和汽車前、后輪幾何中心線平行，再配合適當(dāng)?shù)闹麂N后傾角和主銷內(nèi)傾角，在筆直的公路上，即使雙手離開轉(zhuǎn)向盤，車輛仍可以保持直線行駛。后輪偏向：指向橋殼或后前移動(dòng)，另一個(gè)后輪移動(dòng)，后輪推力線不再和幾何中心線平行。后軸偏向造成推力線偏離了幾何中心線，見圖26和圖27。推力線偏離幾何中心線，不僅造成行駛跑偏傾向，也加重了汽車轉(zhuǎn)向輪胎的側(cè)滑。圖26后軸未發(fā)生偏向時(shí)中心線和推力線圖27 后軸偏向造成推力線偏離了幾何中心線設(shè)置后輪定位可削弱后軸偏向、偏跡的問題在正常行駛和轉(zhuǎn)向時(shí)的負(fù)面保持正確的后輪外傾角和后輪前束是非常重要的。如出現(xiàn)輪胎畸形磨損，特別是再現(xiàn)后輪胎冠偏磨損(后輪外傾角不對(duì))，后輪胎肩處出現(xiàn)鋸齒形磨損(后輪前束嚴(yán)重超差)，以及后輪懸架發(fā)生早期磨損時(shí)都應(yīng)作四輪定位。設(shè)置后輪前束最主要的目的是為了使后輪推力線和幾何中心重合，設(shè)置后輪外傾角最主要的目的就是改善轉(zhuǎn)向的穩(wěn)定性。 前輪定位與四輪定位的區(qū)別若汽車只做前輪定位(又叫二輪定位)，在定位基準(zhǔn)上就可能發(fā)生偏差，因?yàn)榍拜喍ㄎ皇且詭缀沃行木€，即表示兩前輪和兩后輪之間的中心線為定位基準(zhǔn)，而不是以后輪推力線為定位基準(zhǔn)。一旦后輪定位角發(fā)生偏差，后輪推力線就會(huì)和幾何中心線發(fā)生偏離，形成推力角，無法保證直線行駛時(shí)四個(gè)車輪處于平行狀態(tài)。在直線行駛時(shí)前輪必然脫離定位基準(zhǔn)難以保證行駛的直線性。四輪定位和前輪定位的最大區(qū)別是在定位基準(zhǔn)的選定上。做四輪定位時(shí)是以后輪推力線做車輪定位基準(zhǔn)線，后輪推力線是后輪總前束的中心線，該基準(zhǔn)線由后輪定位角決定。做四輪定位時(shí)先檢測(cè)和調(diào)整后輪定位。如果后輪定位角不對(duì)，而后輪定位在設(shè)計(jì)上又是可以調(diào)整的，則需要換那些變形了的零部件，即負(fù)責(zé)車輪定位的懸架上的部件，常見的是擺臂、減少器以及導(dǎo)向裝置。在后輪定位調(diào)整完后，后輪推力線和幾何中心線重合，再以該參考線為基準(zhǔn)，對(duì)每一個(gè)前輪進(jìn)行測(cè)量調(diào)整，可以保證四個(gè)車輪在直線上行駛位置時(shí)處于平行狀態(tài)，轉(zhuǎn)向系處于幾何中心，滿足車輛在設(shè)計(jì)時(shí)的動(dòng)力學(xué)條件，達(dá)到車輛在設(shè)計(jì)時(shí)的性能要求。任何機(jī)械式的定位裝置都只能做前輪定位，而無法做后輪定位和四輪定位 20第五章 汽車四輪定位的測(cè)量原理四輪定位儀是專門用來測(cè)量車輪定位參數(shù)的設(shè)備。四輪定位儀可檢測(cè)的項(xiàng)目包括：前輪前束值/角(前輪前束角/前張角)、前輪外傾角、主銷后傾角、主銷內(nèi)傾、后輪前束值/角(后輪前束角/前張角)、后輪外傾角、車輛輪距、車輛軸距、轉(zhuǎn)向20度時(shí)的前張角、推力角和左右軸距差等。目前常見的國產(chǎn)或進(jìn)口的四輪定位儀可以用來測(cè)量上述檢測(cè)項(xiàng)目中幾個(gè)中全部項(xiàng)目。在檢測(cè)項(xiàng)目中，車輪前束值/角、車輪外傾角、主銷后傾角和主銷內(nèi)傾角統(tǒng)稱為前輪定位，又稱前輪定位四要素，各種前輪定位儀都能完成其檢測(cè)任務(wù)。但汽車的操縱穩(wěn)定性不僅僅由前輪定位來保證，后輪定位也起著至關(guān)重要的作用，所以，最好使用四輪定位儀檢測(cè)和調(diào)整。目前常用的四輪定位儀有接線式、光學(xué)式、電腦拉線式和電腦激光式四種，它們的測(cè)量原理是一致的，只是采用的測(cè)量方法(或使用的傳感器的類型)及數(shù)據(jù)記錄與傳輸?shù)姆绞讲煌?，下面介紹四輪定位儀可測(cè)量的幾個(gè)重要檢測(cè)項(xiàng)目的測(cè)量原理。前束時(shí)，必須保證車體擺正且方向盤位于中間位置，為了提供車輪前束值（或前束角）的測(cè)量精度，無論是拉線式、光學(xué)式還是電腦式的四輪定位儀，在檢測(cè)車輪前束之前，常通過拉線或光線照射或反射的方式形成一封閉的直角四邊形如圖3－1所示。圖31 8束光線形成封閉的四邊形將待檢車輛置于此四邊形中，通過安裝在車輪上的光學(xué)鏡面或傳感器不僅可以檢測(cè)前輪前束、后輪前束，還可以檢測(cè)出左右車輪的同軸度（即同一車軸上的左右車輪的同軸度）及推力角。因?yàn)樗妮喍ㄎ粌x系統(tǒng)采用的傳感器不同，測(cè)量方法亦有所不同，這里僅就光敏三極管式傳感器來說明一下車輪前束的測(cè)量原理。光敏三極管為近紅外線接收管，是一種光電變換器件，它的結(jié)構(gòu)與外形如圖32所示。其工作狀態(tài)為：不加電壓，利用P－N接在受光射時(shí)產(chǎn)生正向電壓的原理，把它作為微笑光電池。在光敏三極管后面接一些用于接收信號(hào)的元件，以便及時(shí)對(duì)光敏三極管上所獲得的信號(hào)進(jìn)行分析處理。 圖3－2 光敏二極管的結(jié)構(gòu)和外形 安裝在兩前輪和兩后輪上的光敏三極管式傳感器均有光線的接收和發(fā)射（或反射）功能，通過它們間的發(fā)射和接收剛好能形成類似于圖3－2所示的四邊形。在傳感器的受光面上等距離地將光敏三極管排成一排，在不同位置光敏三極管接收到光線照射時(shí)，該光敏管產(chǎn)生的電信號(hào)就代表了前束角或推力角的大小。其測(cè)量原理的簡(jiǎn)單示意圖如圖3－3所示。 1刻度盤2投射器支臂 3光敏三極管 4激光盤 5投射激光束 6接收激光束 1～4光線接收器 5前輪 6后輪 7汽車縱向軸線 －推力角 圖33 車輪前束角的測(cè)量原理 圖34推力角的測(cè)量原理 依據(jù)上述檢測(cè)原理，同時(shí)可以檢測(cè)出位于該四邊形內(nèi)的待檢車輛前后軸的平行度（即推力角的大小和方向）,其檢測(cè)原理的簡(jiǎn)單示意圖如圖3－4所示。同理，通過安裝在后輪上的傳感器，我們可以檢測(cè)出后輪前束值（后輪前束角）的大小和方向。 主銷后傾角和主銷內(nèi)傾角的測(cè)量原理 車輪外傾角、主銷后傾角和主銷內(nèi)傾角這三個(gè)測(cè)量參數(shù)的測(cè)量都是關(guān)于角度的測(cè)量，除了光學(xué)式四輪定位儀測(cè)量車輪外傾角和車輪前束時(shí)，采用的不是測(cè)量角度的傳感器，其余各種類型的四輪定位儀均是采用測(cè)量角度的傳感器，包括車輪前束角都可以用角度傳感器直接或間接測(cè)量。 以套筒扳手為例，先將扳手桿垂直立于桌面上，扳手接桿與視線垂直并使扳手接桿保持水平，此桿即為轉(zhuǎn)向節(jié)軸（面向車頭看為左前輪軸）。將扳手桿下端向自己面前偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度 ，即形成主銷后傾角，然后由此位置繞扳手手柄軸線分別向里、向外各轉(zhuǎn)動(dòng) 角，這時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn)扳手接桿繞水平面分別向上、向下偏轉(zhuǎn)了 角（如圖35所示）。 a)直行時(shí)，扳手接桿水平 b)向里轉(zhuǎn)向時(shí)， c) 向外轉(zhuǎn)向時(shí)，扳手接桿向上偏轉(zhuǎn) 扳手接桿向下偏轉(zhuǎn) 圖35 主銷后傾角的測(cè)量原理 主銷內(nèi)傾角的測(cè)量原理如圖36所示，在扳手接桿頭部系上一長接桿，長接桿與扳手接桿垂直。將扳手直立于桌面，使長接桿保持水平位置并與視線垂直，再將扳手柄下端向里偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度 ，即形成注銷內(nèi)傾角，然后由此位置繞扳手手柄軸線分別向左、向右各轉(zhuǎn)角，這時(shí)又會(huì)發(fā)現(xiàn)接桿分別沿逆時(shí)針、順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)了 角。 a)直行時(shí)，長接桿水平 b)向左轉(zhuǎn)時(shí)， c) 向外轉(zhuǎn)向時(shí)，長接桿向逆時(shí)針偏轉(zhuǎn) 長接桿向順時(shí)針偏轉(zhuǎn)圖36 主銷內(nèi)傾角的測(cè)量原理 主銷后傾角的測(cè)量原理 以左前輪為例，當(dāng)車輪向左右各轉(zhuǎn)動(dòng) ＝20176。（如圖37所示），ZO為主銷軸線，OB為轉(zhuǎn)向節(jié)車輪軸線，四邊形DEFG表示水平面，四邊形HIJK相對(duì)于平面的夾角為主銷后傾角。LMNP平面是與主銷垂直相交的平面，該平面是HIJK平面以ST為軸轉(zhuǎn)動(dòng) 角（主銷內(nèi)傾角）形成的，OD為車輪向左轉(zhuǎn)動(dòng)20176。時(shí)轉(zhuǎn)向節(jié)軸平面的方向。線段LD、A180。B180。、AB、A180。180。B180。180。、MI、FN和KP均是水平面DEFG上的鉛垂線。 圖37 主銷后傾角的測(cè)量原理計(jì)算圖 由圖37主銷后傾角的測(cè)量原理計(jì)算圖得（推導(dǎo)工程略）： 上式表明 為一特定角度時(shí)，主銷后傾角測(cè)量角 存在唯一確定關(guān)系。通常規(guī)定 轉(zhuǎn)角為20176。，2sin＝，故有： （1） 即主銷后傾角 為實(shí)際測(cè)量角度 。這樣，就可直接讀主銷后傾角 。 仍以左前輪為例，當(dāng)車輪向左右轉(zhuǎn)動(dòng) 時(shí)（如圖38所示），ZO為主銷軸線，OC為轉(zhuǎn)向節(jié)軸線方向，OE為與車輪平面平行且水平的線段。同（1）所述，四邊形DEFG表示水平面，四邊形HIJK相對(duì)于水平面的夾角 為主銷后傾角。四邊形LMNP為與主銷垂直相交的平面，該平面是HIJK平面以ST為軸轉(zhuǎn)動(dòng) 角（主銷內(nèi)傾角）形成的，OE是車輪向右轉(zhuǎn)動(dòng) 20176。，垂直于轉(zhuǎn)向節(jié)軸線且在水平面內(nèi)的線段，OF是車輪向左轉(zhuǎn)動(dòng) 20176。時(shí)，垂直于轉(zhuǎn)向節(jié)軸線且在水平面的線段。由圖38主銷內(nèi)傾角的測(cè)量計(jì)算圖得（推導(dǎo)工程略）： 上式表明當(dāng) 為一特定角度時(shí)，主銷內(nèi)傾角 與測(cè)量角 存在唯一確定關(guān)系。通常規(guī)定 轉(zhuǎn)角為20176。，2sin ＝，故有： （2） 即主銷內(nèi)傾角 為實(shí)際測(cè)量角度 ，這樣，就可以直接讀主銷內(nèi)傾角 。 、圖38 主銷內(nèi)傾角的測(cè)量原理計(jì)算圖 經(jīng)過上述兩部分的分析推導(dǎo)，了解了主銷后傾角、注銷內(nèi)傾角的測(cè)量原理。但必須指出，在上述兩部分推導(dǎo)工程中提及的 、 為車輪向右轉(zhuǎn)動(dòng)20176。時(shí)，傳感器所測(cè)得的實(shí)際角度值； 、 為車輪左轉(zhuǎn)動(dòng)20176。時(shí)傳感器所測(cè)得的角度值。在實(shí)際測(cè)量中，只要按照公式（1）、（2）換算即可?，F(xiàn)常見的四輪定位儀在出廠前就已用上述兩式對(duì)儀表進(jìn)行了標(biāo)定，因此，可直接讀主銷傾角實(shí)際測(cè)量值。 雖然四輪定位儀的類型有所不同，但它們測(cè)量主銷傾角的原理是相同的，所不同的僅僅是它們各自采用的測(cè)量角度的傳感器不同而已，為了便于理解四輪定位儀的測(cè)試過程檢測(cè)方法，下面簡(jiǎn)單介紹幾種常見的測(cè)量角度的傳感器： （1）光電編碼器，基本上可以分為兩大類：圓光柵編碼器和絕對(duì)式編碼器。它們的特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)緊湊、信號(hào)質(zhì)量好、穩(wěn)定可靠和抗干擾能力強(qiáng)。 （2）光電電位器式角度傳感器，沒有金屬絲電刷造成的摩擦力矩，其優(yōu)點(diǎn)是：分辨率高、壽命長、掃描速度快。缺點(diǎn)是：輸出電阻大、輸出信號(hào)要經(jīng)過阻抗匹配變換器。 另外用于測(cè)量角度的傳感器還有電感式傾斜傳感器、小型雙軸斜度傳感器和電位式傳感器。 轉(zhuǎn)向20176。時(shí)前張角的測(cè)量原理 汽車使用時(shí)，由于前輪的碰撞沖擊、長期在不平的路面上行駛和經(jīng)常采用緊急剎車，對(duì)車輛的沖擊作用都可能引起轉(zhuǎn)向梯形的變形。因此會(huì)造成汽車在轉(zhuǎn)向行駛工程中前輪異常磨損，操縱性變差并間接影響汽車的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。 為了檢測(cè)汽車的轉(zhuǎn)向梯形臂與各連桿是否發(fā)生變形，在四輪定位儀中均設(shè)置了轉(zhuǎn)向20176。時(shí)，前張角的檢測(cè)項(xiàng)目。其測(cè)量方法為：讓被檢車輛前輪停在轉(zhuǎn)盤中心出，右輪沿直線行駛方向向右轉(zhuǎn)20176。時(shí)進(jìn)行測(cè)量；左輪沿直線行駛方向左轉(zhuǎn)動(dòng)20176。時(shí)進(jìn)行測(cè)量（該轉(zhuǎn)向角可直接從轉(zhuǎn)盤上的刻度讀出）。具體作法如下： 右前輪向右轉(zhuǎn)20176。，讀取左前輪下的轉(zhuǎn)盤上的刻度X，則20176。X即為所要檢測(cè)的轉(zhuǎn)向20176。時(shí)的前張角。 一般汽車在出廠時(shí)都已給出20176。X的合格范圍，將測(cè)量值與出廠值進(jìn)行比較即可檢測(cè)出車輛的轉(zhuǎn)向梯形臂與各連桿是否發(fā)生了變形，如果超出標(biāo)準(zhǔn)值或左右轉(zhuǎn)向前張角部一致，則說明該車的轉(zhuǎn)向梯形臂和各連桿已發(fā)生了變形，需要進(jìn)行校正、調(diào)整或更換梯形臂和各連桿。 第六章 汽車四輪定位測(cè)試系統(tǒng) 由對(duì)四輪定位儀測(cè)量模型的研究可知，四輪定位儀對(duì)車輪前束和車輪外傾采用直接測(cè)量，其精度可以通過對(duì)傳感器進(jìn)行嚴(yán)格標(biāo)定得到保證，而主銷內(nèi)傾和主銷后傾采用間接測(cè)量，使用了基于不同測(cè)量模型推導(dǎo)的計(jì)算公式，在主銷傾角測(cè)量角相同的情況下會(huì)得到不同的主銷傾角，因此對(duì)于主銷傾角的測(cè)量來說，測(cè)量模型的理論誤差大于傳感器的標(biāo)定精度，需要對(duì)不同模型測(cè)量的結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。同時(shí)，主銷軸線處于空間一般位置，主銷傾角為主銷在汽車縱橫平面內(nèi)的投影與垂直與水平面的軸線間的夾角，難以對(duì)四輪定位儀主銷傾角的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行檢定。 汽車四輪定位測(cè)試系統(tǒng)的組成四輪定位系統(tǒng)的基本組成方式有2種：地溝式和舉升器式。以下將簡(jiǎn)單介紹2種四輪定位系統(tǒng)的特點(diǎn)和組成方式。一、地溝式四輪定位系統(tǒng)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)底，特別適用于高度較低、不能使用舉升器的車間；但需掘地溝，準(zhǔn)備時(shí)間長；由于經(jīng)濟(jì)上的原因，用戶可能需選用不同品牌的轉(zhuǎn)盤、滑板和二次舉升器；工作頻率低；工作空間較。組成方式如表41所示。表41地溝式四輪定位系統(tǒng)所需設(shè)備數(shù)量功能四輪定位機(jī)1臺(tái)四輪定位機(jī)是四輪定位系統(tǒng)最重要的組成部分。只需簡(jiǎn)單的操作，四輪定位機(jī)就可以測(cè)量并顯示出汽車四個(gè)車輪定位角度，幫助操作人員進(jìn)行調(diào)整。前輪轉(zhuǎn)盤1套前輪轉(zhuǎn)盤要求既可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，也可以左右滑動(dòng)。這樣就保證了車輪后傾角轉(zhuǎn)側(cè)和定位角度調(diào)整過程中無地面阻力。后輪滑板1套后輪滑板只要求可以左右滑動(dòng)。如果長度太短，則要求其可以前后移動(dòng)。后輪滑板的作用是保證后輪可以自由左右移動(dòng)，無地面阻力。二次舉升器1個(gè)二次舉升器是四輪定位系