【正文】 圖 27 后軸偏向造成推力線偏離了幾何中心線 與后輪定位相關(guān)的概念及作用 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。 后軸偏向造成推力線偏離了幾何中心線，見圖 26 和圖 27。推力線如和汽車前、后輪幾何中心線平行，再配沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 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。 推力線：是與后輪中心線成正 90 度角向前延伸的線。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。 和后輪外傾角一樣，前輪驅(qū)動汽車后輪的反前束值比前輪也大 1 倍左右。 前輪驅(qū)動轎車通常為很小的后輪反前束。 ? 后輪定位 后輪定位參數(shù) 后輪外傾角：前輪驅(qū)動的轎車后輪通常為負(fù)外傾角。 前輪前束可通過改變橫拉桿的長度來調(diào)整。當(dāng)兩車輪具有前束時，兩車輪向前滾動時會產(chǎn)生向內(nèi)側(cè)的滑動。因前輪外傾，在滾動時將導(dǎo)致兩側(cè)車輪向外滾開。為消除車輪外傾后帶來的不良后果，在安裝車輪時使汽車兩前輪的中心平面不平行，兩輪前邊緣距離小于后邊緣距離，俯視車輪，汽車的兩個前輪的旋轉(zhuǎn)平面并不完全平行，而是稍微帶一些角度，如此形成前輪前束。 車輪有了外傾角后，在滾動時九類似于圓錐滾動，從而導(dǎo)致兩側(cè)車輪向外滾開。 前輪前束 汽車兩個前輪安裝后，在通過車輪軸線而與地面平行的平面內(nèi)（俯視），兩車輪前端略向內(nèi)束的現(xiàn)象稱為前輪前束。設(shè)計時使轉(zhuǎn)向節(jié)軸頸的軸線與水平面成一角度而獲得（一般 α 為 1176。但是，傾角也不宜過大，否則會使輪胎產(chǎn)生偏磨損。因此，為了使輪胎磨損均勻和減輕輪轂外軸的負(fù)荷，安裝車輪時應(yīng)使車輪有一定的外傾角，以防止車輪內(nèi)傾。 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 圖 33 前輪外傾角 如果空車時車輪的安裝正好垂直于路面，則滿載時車橋?qū)⒁虺休d變形而可能出現(xiàn)車輪內(nèi)傾，這將加速汽車輪胎磨損。 前輪外傾角 前輪安裝在車橋上時，其旋轉(zhuǎn)平面上方略向外傾斜的現(xiàn)象稱為前輪外傾。一般內(nèi)傾角 β 不大于 8176。但 L1 值不宜過小，即主銷內(nèi)傾角不宜過大，否則在車輪繞主銷偏轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)向過程中，輪胎與路面間將產(chǎn)生較大的滑動，輪胎與路面間的摩擦力將增大。此時汽車本身的重力將使轉(zhuǎn)向車輪回到原來的中間位置。 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 圖 32 主銷內(nèi)傾角 主銷內(nèi)傾角 β 有使車輪自動回正的作用，當(dāng)轉(zhuǎn)向輪在外力的 作用下由中間位置偏轉(zhuǎn)一個角度（如圖中雙點畫線位置），理論上車輪的最低點將陷入路面一下 h 距離。主銷軸線與地面垂直直線在汽車橫向平面內(nèi)的夾角 β 稱為主銷內(nèi)傾角。由此可知，車架變形，鋼板彈簧疲勞，轉(zhuǎn)向節(jié)松曠，車橋扭轉(zhuǎn)變形等均將使主銷后傾角發(fā)生變化 。～ 3176。但此力矩不宜過大，否則在轉(zhuǎn)向時為了克服此穩(wěn)定力矩，駕駛員須在轉(zhuǎn)向盤上施加較大力（即轉(zhuǎn)向沉重）。反力 Y 對車輪形成繞主銷軸線作用力矩 YL，其方向正好與車輪偏轉(zhuǎn)方向相反。圖 31 所示。 主銷后傾角 在汽車的縱向平面內(nèi)（汽車側(cè)的面），主銷上部有向后傾斜的現(xiàn)象叫主銷后傾。在承載后車輪能垂直于路面，能扼制轉(zhuǎn)向輪的擺振。在水平面上駕駛員雙手離開轉(zhuǎn)向盤后，汽車仍能直線向前行 駛。 四輪定位的基本參數(shù) ? 前輪定位 轉(zhuǎn)向輪、轉(zhuǎn)向節(jié)和前軸或下擺臂三者之間裝配要具有一定的相對位置，這種具有一定相對位置的裝配關(guān)系叫做前輪定位。 正確的車輪定位校正是非常重要的。 (6) 確保安全駕駛 正確的車論定位最大的好處就是保證安全駕駛。正確的車輪定位，還可以保證四個車輪彼此平行，這樣保證了最小的滾動阻力，再加上正確的輪胎充氣，可確保提高燃油經(jīng)濟(jì)性。 (3) 減少轉(zhuǎn)向機(jī)械和懸架的磨損 由于不同的車輪定位角可以使汽車處于不同的平穩(wěn)關(guān)系中，因此不正確的車輪定位角不僅會加劇車輪的磨損，而且會造成懸架和轉(zhuǎn) 向系統(tǒng)傳動部分的轉(zhuǎn)動部件，如控制臂襯套、球頭銷、主銷襯套等的非正常磨損。 (2) 操縱的穩(wěn)定性 不正確的車輪定位可以加劇轉(zhuǎn)向輪，以至整個轉(zhuǎn)向系的擺振；還可以造成行駛跑偏、高速時轉(zhuǎn)向發(fā)飄、左右牽引、車輪不能自動回正、路面的振動無法被有效的吸收。 正確的車輪定位可以幫助系統(tǒng)中所有不見都處于正常關(guān)系中，可以獲得以下好處：(1) 延長輪胎的使用壽命 一組新的 輪胎，有時表現(xiàn)為某一個輪胎使用不久就會發(fā)生異常磨損，有時發(fā)生在前輪，有時發(fā)生在后輪。正確的車輪叫可以保證汽車轉(zhuǎn)向輕便，轉(zhuǎn)向后能自動回正，汽車轉(zhuǎn)向時、急劇改變車速時和高速行駛時，以及在壞路行駛，或緊急制動時能保證行駛方向的穩(wěn)定性。 基本常識 (1) 什么是汽車的車輪定位 現(xiàn)代汽車的車輪定位是指車輪、懸架系統(tǒng)元件以及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)元件，安裝到車架（或車身）上的 幾何角度與尺寸須符合一定的要求，保證汽車行駛的穩(wěn)定性和安全性，減少汽車的磨損和油耗。 汽車四輪 定位基礎(chǔ)常識 隨著汽車技術(shù)的高度發(fā)展，汽車車速不斷提高，急加速、急減速、急轉(zhuǎn)向、急制動等動作的出現(xiàn)，汽車后輪在行駛過程中受到的沖擊和汽車的載荷，這些都將影響到汽車后輪的運行軌跡。我們相信，隨著大家的不懈努力和 V3D 技術(shù)的不斷完善，中國的四輪定位儀測量技術(shù)和產(chǎn)品水平將會迅速地不斷提高。基 于計算機(jī)視覺技術(shù)的車輪定位參數(shù)檢測是今后這一領(lǐng)域發(fā)展主要方向，國內(nèi)一些定位儀生產(chǎn)廠家和科研單位正在研究這種基于計算機(jī)視覺的 V3D 技術(shù)。至今能普及使用的、精度較高的國產(chǎn)自動化設(shè)備比較少，許多廠家是通過購買國外的傳感器及軟件的方式在國內(nèi)進(jìn)行組裝生產(chǎn)，沒有形成自己的知識產(chǎn)權(quán)，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。 我國在這方面的研究起步較晚，從 60 年代開始引進(jìn)臺架式四輪定位儀， 80 年代初，由武漢汽車研究所研制成功并投產(chǎn)了 GCDΙ 型光束水準(zhǔn)式前輪定位儀，但其自動化程度低，測量過程復(fù)雜，精度、效率較低，儀器功能不健全，只能測量傳統(tǒng)的四個參數(shù)：前束、 外傾、主銷內(nèi)傾及主銷后傾。運用遺傳算法和滿意準(zhǔn)則數(shù)學(xué)模型的廣義形式組成 本測量方法的核心計算環(huán)節(jié)，并結(jié)合實驗得到的映射關(guān)系，實現(xiàn)了車輪定位參數(shù)的動態(tài)測量 [5]。 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 動態(tài)法測量技術(shù)（建立數(shù)學(xué)模型） 動態(tài)法主要是在車輛運行過程中，通過測量車輪外傾角和車輪前束角兩者綜合作用在車輪上，使車輪所承受的測向力和側(cè)向滑移量（側(cè)滑量），來判斷車輪外傾角和車輪前束角二者的配合狀況良好與否。V3D 四輪定位的測量部分使用高分辨率的面陣圖像傳感器（面陣 CCD 或數(shù)碼相機(jī)），而原來機(jī)頭由一反光板代替，目標(biāo)盤上有你一定規(guī)律排列的反光斑，構(gòu)成 V3D 系統(tǒng)的基本原件，圍繞在數(shù)字?jǐn)z像機(jī)周圍的發(fā)光二極管不斷發(fā)射固定頻率的紅外線，目標(biāo)盤接受到光線后，將光線反射攝像機(jī)進(jìn)行成像。 V3D 的技術(shù)是革命性的，完全是有別于傳統(tǒng)定位儀。但隨著國內(nèi)技術(shù)發(fā)展，相信有一天中國在這一領(lǐng)域會取得較大突破 [3]。為此，我們可以看出，基于計算機(jī)視覺技術(shù)的四輪定位方法已經(jīng)在國外獲得廣泛的研究和應(yīng)用。 國外利用輪胎花紋攝影測量圖像傾角來計算車輪外傾角；基于計算機(jī)視覺技術(shù)的四輪定位參數(shù)測量圖像處理方式，即 V3D 三維成像車輛技術(shù)；利用計算機(jī)視覺技術(shù)，建立起圖像傳感器位姿和測量裝置之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，從而計算四輪定位參數(shù)，即動態(tài)法測量技術(shù)（建立數(shù)學(xué)模型）。這種測量技術(shù)利用 CCD（ Charge Coup le 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 Device，即點和耦合器件）攝像機(jī)采集特定圖像，經(jīng)過特定的圖像處理算法和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系，計算出定位參數(shù)。 計算機(jī)視覺技術(shù)已經(jīng)在交通導(dǎo)航，現(xiàn)場勘測，自動化生產(chǎn)，虛擬現(xiàn)實等諸多領(lǐng)域經(jīng)行了成功應(yīng)用，使得其高精度的策測量成為一種新興的，先進(jìn)的測量技術(shù)。 新型測量技術(shù) 車輪定位參數(shù)的檢測對整車安全性與可靠性的影響舉足輕重。 激光式四輪定位儀 激光式車輪定位儀通過光線照射或反射的方式形成一封閉的直角四邊形。也采用電腦控制顯示，并且在電腦中存有各種車型的定位數(shù)據(jù)，以便于實際測量結(jié)果比較。 拉線四輪定位儀 以拉線代替激光 對前束角進(jìn)行測量的裝置，該設(shè)備的測量功能進(jìn)一步增強(qiáng)，由于采用了單片機(jī)等微電腦進(jìn)行控制，測量的自動化程度有所提搞。當(dāng)前束角為 0 時，激光束照射在刻度尺的 0 位，當(dāng)前束角不為0 時，激光照射位置發(fā)生偏移。這種測量方法現(xiàn)在已經(jīng)基本淘汰。前束尺是通過測量左右兩輪之間距離的差值來測量前束角的。其中，用較大的篇幅詳細(xì)、重點的論述了 四輪定位的基本參數(shù)、構(gòu)成原理及檢測方法和四輪定位調(diào)整的一般工作程序，常用方法 ，其它幾章主要本著介紹、概括的目的，讓大家略有了解，開拓思路。 本文主要研究內(nèi)容 本論文共分為 六 章。只有車輛的定位數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，它的操控性能、穩(wěn)定性能才能達(dá)到最佳狀態(tài)，輪胎的壽命也才能達(dá)到最長。 四輪定位的作用是使汽車保持穩(wěn)定的直線行駛和轉(zhuǎn)向輕便，并減少汽車在行 駛中輪胎和轉(zhuǎn)向機(jī)件的磨損。后輪定位包括車輪外傾 (角 )和逐個后輪前束。前輪定位包括主銷后傾 (角 )、主銷內(nèi)傾 (角 )、前輪外傾 (角 )和前輪前束四個內(nèi)容。為了保證汽車直線行駛的穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)向的輕便、轉(zhuǎn)向輪回正性能良好，以及減少輪胎和機(jī)件的磨損、增加汽車行駛的安全性，汽車四輪定位的技術(shù)參數(shù)逐步受到駕駛?cè)藛T的重視，同時也為汽車自動駕駛技術(shù)的發(fā)展提供了有 利的條件。比如：外傾角的偏差使車 輪沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 不能垂直于地面，單邊接觸地面的輪胎增加了數(shù)倍的壓強(qiáng)，使單邊接觸地面的輪胎迅速磨損，加上高速、高摩擦引起的高溫，膠質(zhì)軟化，車輛跑偏，減短輪胎使用壽命。及時對轎車進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，為減少底盤機(jī)件的磨損，減少輪胎的消耗，增加駕車的舒適性和安全性，以免因小失大。 簡述四論定位技術(shù) 為使汽車穩(wěn)定行駛，轉(zhuǎn)向輕便，必須用汽車懸掛來保證車身及車輪與地面之間應(yīng)形成一定的相互位置關(guān)系，為了確保三者之間所具有的一定相互位置關(guān)系，稱之為四輪定位。 在現(xiàn)代汽車中 , 操縱穩(wěn)定性和行駛安全性被人們看得越來越重要了。由于更換輪胎或減震器、機(jī)械的磨損、機(jī)件在劇烈顛波中疲勞變形或車架和機(jī)件在碰撞后變形，都會導(dǎo)致四輪定位參數(shù)發(fā)生變化。 Through to research the fundamental of the fourwheelpositioning and positioning equipment , investigate testing principle of positioning parameter, system constitution and so on, bring forward matters needing attention, the basic step, the method correctly of make use of fourwheel alignment equipment. Integrate the experimentation to analyzing the testing system of the fourwheel alignment’s exertion in testing of vehicle and sum up the relation of location parameters. Key words: fourwheel alignment； automobile structure testing principle； exertion 目錄 第一章 緒論 .......................................................... 1 研究本課題意義 ........................................................ 1 簡述四論定位技術(shù) ...................................................... 1 本文主要 研究內(nèi)容 ...................................................... 2 第二章 國內(nèi)外四輪定位的研究方法及研究現(xiàn)狀 ............................. 3 傳統(tǒng)測量技術(shù) .......................................................... 3 光學(xué)水準(zhǔn)定位儀 ...................................................... 3 拉線四輪定位儀