【正文】 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(wèn)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。 后軸偏向造成推力線偏離了幾何中心線，見(jiàn)圖 26 和圖 27。推力線如和汽車(chē)前、后輪幾何中心線平行，再配沈陽(yáng)建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 合適當(dāng)?shù)闹麂N(xiāo)后傾角和主銷(xiāo)內(nèi)傾角，在筆直的公路上，即使雙手離開(kāi)轉(zhuǎn)向盤(pán)，車(chē)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(zhǎng)后輪輪胎的使用壽命。 和后輪外傾角一樣，前輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)后輪的反前束值比前輪也大 1 倍左右。 前輪驅(qū)動(dòng)轎車(chē)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(dòng)的轎車(chē)后輪通常為負(fù)外傾角。 前輪前束可通過(guò)改變橫拉桿的長(zhǎng)度來(lái)調(diào)整。當(dāng)兩車(chē)輪具有前束時(shí)，兩車(chē)輪向前滾動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生向內(nèi)側(cè)的滑動(dòng)。因前輪外傾，在滾動(dòng)時(shí)將導(dǎo)致兩側(cè)車(chē)輪向外滾開(kāi)。為消除車(chē)輪外傾后帶來(lái)的不良后果，在安裝車(chē)輪時(shí)使汽車(chē)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(chē)輪，汽車(chē)的兩個(gè)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(chē)輪有了外傾角后，在滾動(dòng)時(shí)九類(lèi)似于圓錐滾動(dòng)，從而導(dǎo)致兩側(cè)車(chē)輪向外滾開(kāi)。 前輪前束 汽車(chē)兩個(gè)前輪安裝后，在通過(guò)車(chē)輪軸線而與地面平行的平面內(nèi)（俯視），兩車(chē)輪前端略向內(nèi)束的現(xiàn)象稱(chēng)為前輪前束。設(shè)計(jì)時(shí)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(guò)大，否則會(huì)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(chē)輪時(shí)應(yīng)使車(chē)輪有一定的外傾角，以防止車(chē)輪內(nèi)傾。 沈陽(yáng)建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 圖 33 前輪外傾角 如果空車(chē)時(shí)車(chē)輪的安裝正好垂 直于路面，則滿(mǎn)載時(shí)車(chē)橋?qū)⒁虺休d變形而可能出現(xiàn)車(chē)輪內(nèi)傾，這將加速汽車(chē)輪胎磨損。 前輪外傾角 前輪安裝在車(chē)橋上時(shí)，其旋轉(zhuǎn)平面上方略向外傾斜的現(xiàn)象稱(chēng)為前輪外傾。一般內(nèi)傾角 β 不大于 8176。但 L1 值不宜過(guò)小，即主銷(xiāo)內(nèi)傾角不宜過(guò)大，否則在車(chē)輪繞主銷(xiāo)偏轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)向過(guò)程中，輪胎與路面間將產(chǎn)生較大的滑動(dòng)，輪胎與路面間的摩擦力將增大。此時(shí)汽車(chē)本身的重力將使轉(zhuǎn)向車(chē)輪回到原來(lái)的中間位置。 沈陽(yáng)建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 圖 32 主銷(xiāo)內(nèi)傾角 主銷(xiāo)內(nèi)傾角 β 有使車(chē)輪自動(dòng)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(gè)角度（如圖中雙點(diǎn)畫(huà)線位置），理論上車(chē)輪的最低點(diǎn)將陷入路面一下 h 距離。主銷(xiāo)軸線與地面垂直直線在汽車(chē)橫向平面內(nèi)的夾角 β 稱(chēng)為主銷(xiāo)內(nèi)傾角。由此可知，車(chē)架變形，鋼板彈簧疲勞，轉(zhuǎn)向節(jié)松曠，車(chē)橋扭轉(zhuǎn)變形等均將使主銷(xiāo)后傾角發(fā)生變化 ?！?3176。但此力矩不宜過(guò)大，否則在轉(zhuǎn)向時(shí)為了克服此穩(wěn)定力矩，駕駛員須在轉(zhuǎn)向盤(pán)上施加較大力（即轉(zhuǎn)向沉重）。反力 Y 對(duì)車(chē)輪形成繞主銷(xiāo)軸線作用力矩 YL，其方向正好與車(chē)輪偏轉(zhuǎn)方向相反。圖 31 所示。 主銷(xiāo)后傾角 在汽車(chē)的縱向平面內(nèi)（汽車(chē)側(cè)的面），主銷(xiāo)上 部有向后傾斜的現(xiàn)象叫主銷(xiāo)后傾。在承載后車(chē)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(kāi)轉(zhuǎn)向盤(pán)后，汽車(chē)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(duì)位置，這種具有一定相對(duì)位置的裝配關(guān)系叫做前輪定位。 正確的車(chē)輪定位校正是非常重要的。 (6) 確保安全駕駛 正確的車(chē)論定位最大的好處就是保證安全駕駛。正確的車(chē)輪定位，還可以保證四個(gè)車(chē)輪彼此平行，這樣保證了最小的滾動(dòng)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(chē)輪定位角可以使汽車(chē)處于不同的平穩(wěn)關(guān)系中，因此不正確的車(chē)輪定位角不僅會(huì)加劇車(chē)輪的磨損，而且會(huì)造成懸架和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)傳動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)部件，如控制臂襯套、球頭銷(xiāo)、主銷(xiāo)襯套等的非正常磨損。 (2) 操縱的穩(wěn)定性 不正確的車(chē)輪定位可以加劇轉(zhuǎn)向輪，以至整個(gè)轉(zhuǎn)向系的擺振；還可以造成行駛跑偏、高速時(shí)轉(zhuǎn)向發(fā)飄、左右牽引、車(chē)輪不能自動(dòng)回正、路面的振動(dòng)無(wú)法被有效的吸收。 正確的車(chē)輪定位可以幫助系統(tǒng)中所有不見(jiàn)都處于正常關(guān)系中，可以獲得以下好處：(1) 延長(zhǎng)輪胎的使用壽命 一組新的輪胎，有時(shí)表現(xiàn)為某一個(gè)輪胎使用不久就會(huì)發(fā)生異常磨損，有時(shí)發(fā)生在前輪，有時(shí)發(fā)生在后輪。正確的車(chē)輪叫可以保證汽車(chē)轉(zhuǎn)向輕便，轉(zhuǎn)向后能自動(dòng)回正，汽車(chē)轉(zhuǎn)向時(shí)、急劇改變車(chē)速時(shí)和高速行駛時(shí)，以及在壞路行駛，或緊急制動(dòng)時(shí)能保證行駛方向的穩(wěn)定性。 基本常識(shí) (1) 什么是汽車(chē)的車(chē)輪定位 現(xiàn)代汽車(chē)的車(chē)輪定位是指車(chē)輪、懸架系統(tǒng)元件以及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)元件，安裝到車(chē)架（或車(chē)身）上的幾何角度與尺寸須符合一定的要求，保證汽車(chē)行駛的穩(wěn)定性和安全性，減少汽車(chē)的磨損和油耗。 汽車(chē)四輪定位基礎(chǔ)常識(shí) 隨著汽車(chē)技術(shù)的高度發(fā)展，汽車(chē)車(chē)速不斷提高，急加速、急減速、急轉(zhuǎn)向、急制動(dòng)等動(dòng)作的出現(xiàn)，汽車(chē)后輪在行駛過(guò)程中受到的沖擊和汽車(chē)的載荷，這些都將影響到汽車(chē)后輪的運(yùn)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(guó)的四輪定位儀測(cè)量技術(shù)和產(chǎn)品水平將會(huì)迅速 地不斷提高?；谟?jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的車(chē)輪定位參數(shù)檢測(cè)是今后這一領(lǐng)域發(fā)展主要方向，國(guó)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(jì)算機(jī)視覺(jué)的 V3D 技術(shù)。至今能普及使用的、精度較高的國(guó)產(chǎn)自動(dòng)化設(shè)備比較少，許多廠家是通過(guò)購(gòu)買(mǎi)國(guó)外的傳感器及軟件的方式在國(guó)內(nèi)進(jìn)行組裝生產(chǎn)， 沒(méi)有形成自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。 我國(guó)在這方面的研究起步較晚，從 60 年代開(kāi)始引進(jìn)臺(tái)架 式四輪定位儀， 80 年代初，由武漢汽車(chē)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(dòng)化程度低，測(cè)量過(guò)程復(fù)雜，精度、效率較低，儀器功能不健全，只能測(cè)量傳統(tǒng)的四個(gè)參數(shù)：前束、外傾、主銷(xiāo)內(nèi)傾及主銷(xiāo)后傾。運(yùn)用遺傳算法和滿(mǎn)意準(zhǔn)則數(shù)學(xué)模型的廣義形式組成本測(cè)量方法的核心計(jì)算環(huán)節(jié)，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)得到的映射關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了車(chē)輪定位參數(shù)的動(dòng)態(tài)測(cè)量 [5]。 沈陽(yáng)建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 動(dòng)態(tài)法測(cè)量技術(shù)（建立數(shù)學(xué)模型） 動(dòng)態(tài)法主要是在車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)測(cè)量車(chē)輪外傾角和車(chē)輪前束角兩者綜合作用在車(chē)輪上，使車(chē)輪所承受的測(cè)向力和側(cè)向滑移量（側(cè)滑量），來(lái)判斷車(chē)輪外傾角和車(chē)輪前束角二者的配合狀況良好與否。V3D 四輪定位的測(cè)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(lái)機(jī)頭由一反光板代替，目標(biāo)盤(pán)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?chē)陌l(fā)光二極管不斷發(fā)射固定頻率的紅外線，目標(biāo)盤(pán)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(guó)內(nèi)技術(shù)發(fā)展，相信有一天中國(guó) 在這一領(lǐng)域會(huì)取得較大突破 [3]。為此，我們可以看出，基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的四輪定位方法已經(jīng)在國(guó)外獲得廣泛的研究和應(yīng)用。 國(guó)外利用輪胎花紋攝影測(cè)量圖像傾角來(lái)計(jì)算車(chē)輪外傾角；基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的四輪定位參數(shù)測(cè)量圖像處理方式，即 V3D 三維成像車(chē)輛技術(shù)； 利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)，建立起圖像傳感器位姿和測(cè)量裝置之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，從而計(jì)算四輪定位參數(shù)，即動(dòng)態(tài)法測(cè)量技術(shù)（建立數(shù)學(xué)模型）。這種測(cè)量技術(shù)利用 CCD（ Charge Coup le 沈陽(yáng)建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 Device，即點(diǎn)和耦合器件）攝像機(jī)采集特定圖像，經(jīng)過(guò)特定的圖像處理算法和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系，計(jì)算出定位參數(shù)。 計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)已經(jīng)在交通導(dǎo)航，現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)，自動(dòng)化生產(chǎn)，虛擬現(xiàn)實(shí)等諸多領(lǐng)域經(jīng)行了成功應(yīng)用，使得其高精度的策測(cè)量成為一種新興的，先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)。 新型測(cè)量技術(shù) 車(chē)輪定位參數(shù)的檢測(cè)對(duì)整車(chē)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(chē)輪定位儀通過(guò)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(chē)型的定位數(shù)據(jù)，以便于實(shí)際測(cè)量結(jié)果比較。 拉線四輪定位儀 以拉線代替激光對(duì)前束角進(jìn)行測(cè)量的裝置，該設(shè)備的測(cè)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(cè)量的自動(dòng)化程度有所提搞。當(dāng)前束角為 0 時(shí)，激光束照射在刻度尺的 0 位，當(dāng)前束角不為0 時(shí)，激光照射位置發(fā)生偏移。這種測(cè)量方法現(xiàn)在已經(jīng)基本淘汰。前束尺是通過(guò)測(cè)量左右兩輪之間距離的差值來(lái)測(cè)量前束角的。其中，用較大的篇幅詳細(xì)、重點(diǎn)的論述了 四輪定位的基本參數(shù)、構(gòu)成原理及檢測(cè) 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(kāi)拓思路。 本文主要研究?jī)?nèi)容 本論文共分為 六 章。只有車(chē)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(zhǎng)。 四輪定位的作用是使汽車(chē)保持穩(wěn)定的直線行駛和轉(zhuǎn)向輕便，并減少汽車(chē)在行駛中輪胎和轉(zhuǎn)向機(jī)件的磨損。后輪定位包括車(chē)輪外傾 (角 )和逐個(gè)后輪前束。前輪定位包括主銷(xiāo)后傾 (角 )、主銷(xiāo)內(nèi)傾 (角 )、前輪外傾 (角 )和前輪前束四個(gè)內(nèi)容。為了保證 汽車(chē)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(chē)行駛的安全性，汽車(chē)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(shí)也為汽車(chē)自動(dòng)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(chē)輪沈陽(yáng)建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(chē)輛跑偏，減短輪胎使用壽命。及時(shí)對(duì)轎車(chē)進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，為減少底盤(pán)機(jī)件的磨損，減少輪胎的消耗，增加駕車(chē)的舒適性和安全性，以免因小失大。 簡(jiǎn) 述四論定位技術(shù) 為使汽車(chē)穩(wěn)定行駛，轉(zhuǎn)向輕便，必須用汽車(chē)懸掛來(lái)保證車(chē)身及車(chē)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(chēng)之為四輪定位。 在現(xiàn)代汽車(chē)中 , 操縱穩(wěn)定性和行駛安全性被人們看得越來(lái)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(chē)架和機(jī)件在碰撞后變形，都會(huì)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(jiǎn)述四論定位技術(shù) ...................................................... 1 本文主要研究?jī)?nèi)容 ...................................................... 2 第二章 國(guó)內(nèi)外四輪定位的研究方法及研究現(xiàn)狀 ................................ 3 傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù) .......................................................... 3 光學(xué)水準(zhǔn)定位儀 ...................................................... 3 拉線四輪定位儀 ...