汽车检测与诊断技术论文

汽车检测与诊断技术

论文

Inspection and Diagnosis of

Automobile

班级：车辆工程（2）班

姓名：杨辉

学号：080514533

现代汽车行驶系的检测与诊断

一车轮定位的检测

二车轮不平衡的检测

三汽车悬架性能的检测

四汽车行驶系的故障诊断

一车轮定位的检测

车轮定位前轮定位、后轮定位，即四轮定位。前轮定位参数是指前轮前束、前轮外倾角、主销后倾角和主销内倾角，后轮定位参数主要是指后轮前束、后轮外倾角。其检测方法有静态检测法和动态检测法。

（一）车轮定位参数的静态检测

检测仪器：水准车轮定位仪或四轮定位仪。

检测条件：轮胎充气压力符合规定值、轮胎尺寸一致；车轮轴承间隙正常；悬架系统的球头销无过大间隙；制动器制动可靠；油液加满，汽车空载。

(1)车轮前束的检测原理

汽车同轴上的两轮（左右轮），其前端距离小于后端距离的现象，称为车轮前束。

若实测时改变了原厂前束检测点的位置，则必须对原厂规定的前束允许值按改变后的检测位置进行换算，否则会出现较大的检测误差。

b)测点不同时的换算方法c)用指针式前束尺测量车轮前束

车轮前束常用的检测方法有：拉线式测量法和光电测量法等。

1）拉线式测量法。根据前束的定义，在车体摆正、前轮处于直线位置时，分别测量同

轴左右车轮最后端和最前端对应位置间的距离A、B值，即可得到车轮前束值A---B。

2）光电测量法。四轮定位仪检测时，安装在俩前轮和俩后轮上的机头内均装有发光器和光接收器，这样既可利用同一轴上左、右轮互为基准也可以用同一侧的前、后互为基准来测量车轮前束。

（2）车轮外倾角检测原理

车轮外倾角是指车轮中心平面向外

倾斜的角度，车轮外倾角检测时，

必须保证车体摆正，车轮处于直线

位置，因为车轮偏转时车轮外倾角

将发生变化。车轮外倾角的检测，

通常以重力方向作为基准，常用的

检测方法有：气泡水准仪测量法和

倾角传感器测量法等。

1）气泡水准仪测量法。气泡水准车轮定位仪一般由水准仪、支架和转角仪等组成。

车轮外倾角a可直接测量，当有外倾角a的车轮处于直线行驶位置时，垂直于车轮旋转平面安装的水准仪上的测外倾角的气泡管，也垂直于车轮旋转平面，气泡管与水平面的夹角即为车轮外倾角a。气泡管中的水泡偏移车轮一侧，将气泡管调于水平位置时，气泡的位移量或角度调节量即反映了外倾角a的大小。

检测步骤：

1)将车轮处于直线行驶位置。

2)将水准仪的支架正确地安装在前轮的轮辋上。

3)将水准仪上测a, Y的插销插入支架的中心孔内，并使水准仪在左右方向上大致处于水平状态。然后，轻轻拧紧锁紧螺钉以固定水准仪，如图3-35所示。

4)转动水准仪上的a调节盘，直到对应的气泡管内的气泡处于中间位置为止，此时其a调节盘红线所指的角度值即为车轮外倾角。

2）倾角传感器测量法。对于光电式四轮定位仪，安装在被测车轮上的机头内装有电子倾角传感器。检测时，利用电子倾角传感器把车轮的外倾角信号转换成电信号，从而测得车轮外倾角。

（3）主销后倾角的检测。

主销后倾角不能由水准仪直接测量，

而只能利用转向轮绕主销转动时的几何

关系进行间接测量。由于主销后倾，因而

当转向轮绕主销转动时，其转向节枢轴与

水平面之间的夹角就会改变，若在转向轮

规定的转角内测出转向节枢轴与水平面

夹角的变化量，则可间接测出主销后倾

角。

检测步骤：

1)将被测汽车的两前轮分别置于两车轮转角仪上，使主销轴线的延长线基本上通过转盘中心，当车轮处于直线行驶状态时，转角仪的指针应与刻度盘上的“0”刻度对齐；并将后轮置于与转角仪同高的台架上，以保证各车轮都处于同一水平面。

2)将水准仪支架安装在前轮上，并调整支架，使支架中心孔轴线与车轮轴线同轴。

3)把水准仪测α、γ的插销插入支架的中心孔内。

4)转动方向盘，使被测前轮向内转20°转角，并将被测车轮保持在该位不动。

5)调整水准仪，使水准仪在垂直于测α、γ插销方向上处于水平状态，然后拧紧锁紧螺钉予以固定。

6)转动水准仪上的γ、β调节盘，使其上的指示红线与蓝、红、黄刻度盘零线重合。调整对应气泡管的旋钮，使汽泡管的气泡处于中间位置。

7)转动方向盘，使被测前轮回转40°的转角，并固定在该位不动。

8)重新转动水准仪上的γ、β调节盘，直到气泡管的气泡又处于中间位置。此时，在蓝盘上读出γ、β盘红线所指示之值，该值即为实测的主销后倾角γ。

（4）主销内倾角的检测。

主销内倾角不能直接测出，而只能利用转向轮绕主

销转动时的几何关系进行间接测量。由于主销内

倾，因而当转向轮绕主销转动一定角度时，其转向

节连同转向轮将会绕转向节枢轴轴线转过一个角

度，测出该角度，即可间接测出主销内倾角。

为消除主销后倾角对测量值的影响以及提高测量

的灵敏度和精度，测量时将转向轮先向内转一定角

度φ（通常为20°），再把其水泡调至水平位置，

然后向相反方向回转2φ的角度。

检测步骤:

1)、2)同主销后倾角检测。

3)将水准仪测β的插销装在支架中心孔内并予以固定。

4)用制动踏板抵压器压下制动踏板，使前轮处于制动状态，以减少测量误差。

5)转动转向盘，使被测前轮向内转20°转角，并将被测车轮保持在该位不动。

6)松开锁紧螺钉，使水准仪在垂直于β插销的方向处于水平状态，然后拧紧锁紧螺钉。

7)转动水准仪上的γ、β调节盘，使其上的指示红线与蓝、红、黄刻度盘零线重合。调整对应气泡管的旋钮，使气泡管的气泡处于中间位置。

8)转动转向盘，使被测前轮回转40°转角，并固定在该位不动。

9)重新转动水准仪上的γ、β调节盘，直到气泡管的气泡重新处于中间位置。此时，γ、β调节盘红线在红刻度盘（测右转向轮）或黄刻度盘（测左转向轮）所指示之值，即为主销内倾角。

2车轮定位的动态检测

（1）车轮侧滑机理：车轮外倾引起侧滑，车轮前束引起侧滑，外倾与前束的综合作用。（2）车辆侧滑量测量原理前轮的侧滑量

可利用双滑板装置进行测量。双滑动板互不

连接，均通过滚动装置平放于地面，且在沿

汽车行驶的纵向受约束不能移动，而在横向

则可自由滑动。一般汽车转向前轮同时存在

着外倾与前束，在两前轮通过可以左右滑动

的滑板时，其侧滑量X为前束和外倾两者的

综合，只有在外倾与前束配合得当时，二者

产生的侧向力相互抵消，才能保持车轮无侧

滑，此时滑动板无侧滑，X=0，若两者侧向

力失去平衡，车轮将沿着较大侧向力的方向

侧滑，产生侧滑量，此时X≠0。当X>0

时，两轮向外侧滑；当X<0时，两轮向内侧

滑。

（3）车轮侧滑的检测双滑板式侧滑试验台主要由测量装置、指示装置和报警装置等组成。

(1)测量装置

由框架、左右两块滑动板、杠杆机构、回位装置、滚轮装置、导向装置、锁止装置、位移传感器及信号传递装置等组成，它能将前轮侧滑量测出并传给指示装置。滑动板的长度一般有500mm、800mm和l000mm三种。滑动板在外力作用下通过滚轮、轨道和两板之间的杠杆机构（双销叉式曲柄），能进行左右等量的相对运动。电气式测量装置：把滑动板的滑动量通过位移传感器变成电信号，再经过放大、处理而传输给指示装置。位移传感器有自整角电机式、电位计式和差动变压器式等多种形式。

(2)指示装置

把测量装置传递来的车轮侧滑量信号按规定的单位

加以显示的装置。指示装置有机械式和电气式两类。目

前大多数采用电气式，其电气式又分为数字式和指针式

两种。图3-44为指针式指示装置，其标定时按汽车每

行驶1km侧滑1m为1格刻度，指示装置在“0”刻度

的两侧有IN, OUT字样，并分别刻有7格以上的刻度。

（3)报警装置

当侧滑量超过规定值后，其报警装置能根据测量装置

的限位开关等发出的信号，用蜂鸣器或信号灯报警，因

而无需再读取指示仪表的数值，节约了检测时间。

（4）.侧滑量检测方法

1)汽车在检测前，应将轮胎充气至规定气压，并除去

轮胎表面的油污、水渍及花纹沟槽内的夹杂物。

2)打开试验台滑动板的锁止装置，并接通电源。

3)将汽车以低于4km/h的速度垂直驶向试验台，使被测前轮平稳地驶过滑板。此时，严禁转动转向盘或制动汽车。

4)当被测汽车的前轮完全通过试验台时，观察仪表指示的方向并读取最大值。

5)检测完毕，锁止滑动板并切断电源

二车轮不平衡的检测

车轮不平衡分为静不平衡和动不平衡，车轮静平衡不一定动平衡，但车轮动平衡就一定也满足静平衡。所以就车轮动平衡进行分析。

车轮动不平衡的检测原理

1）离车式

设不平衡质量为m1和m2，并集中在轮惘的边缘处。车轮转动时，由m1和m2引起的离心力分别为F1和F2，水平传感器A和垂直传感器E感受的支反力分别为FA和FE。

平衡机的测试、校正原理是根据传感器处的动反力来求取两校正面（轮惘两边缘）上的离心力F1和F2 ，而根据F1和F2来确定两校正面所需的平衡块质量和安装方位。

根据力的平衡条件有：

由不平衡质点产生的离心力可通过传感器测得的动反力FA、FE及结构尺寸a、b、c加以算出。而a为平衡机结构参数，为常数；b为被测车轮的宽度；c为被测车轮在平衡机上的安装尺寸，它由平衡机生产厂提供的专用工具测得。只要将b 、c键入平衡机，则其解算电路即可运算出离心力F1和F2的大小；而通过输入轮惘直径d,再依据公式F =mdω/2 ，即可计算出不平衡质量m1和m2 ，并由仪表板相应的仪表显示，其不平衡质量的相位由相位仪表显示。

三汽车悬架性能的检测

随着汽车行驶速度的提高，汽车悬架对车辆的操纵稳定性、行驶平顺性和安全性均具有重要的影响。为保证悬架系统具有良好的工作状态，充分发挥汽车在高速行驶下的使用性能，对在用汽车悬架性能进行经常性的检测是非常必要的。现代伊兰特采用前悬挂麦弗逊式独立悬架，后悬挂后轮安装双联杆式独立悬架。

汽车悬架性能的检测

现代汽车悬架性能的检测是一种快速检测，必须在专用台架上进行。下面以目前广泛使用的谐振式悬架系统检测台为例进行说明。

1）检测台的基本组成它主要由机械部分和检测控制系统俩部分组成。

检测台的机械部分由箱体和左右俩套相同的振动系统构成，其中台面用来支撑车轮、传递振动；电机、凸轮、储能飞轮、弹簧等组成激振器，用来迫使汽车悬架起振。

检测台的检测控制系统主要由计算机、传感器、信号转换器、电磁继电器、直流电源以及专用软件等组成，专用软件是悬架检测台检测控制系统与机械部分相联系的桥梁，它不仅能实现对监测台动作的控制，同时还能对检测台所采集的数据进行分析处理，并最终将检测结果显示、打印出

来.

2)检测工作原理

检测悬架性能时，应将被测悬架车轮系统置于检测台面上，然后启动测试程序，检测台则自动控制电动机带动偏心机构进行激振，使整个"台面------汽车"系统振动。激振数秒钟达到角频率为w。的稳定强迫振动后，自动断开电动机电源，接着由储能飞轮以起始频率为w。的角频率进行扫频激振。由于停在台面上车轮的固有频率出于w。和0之间，因此储能飞轮的扫频激振总能使“台面---汽车”系统产生共振。检测控制系统在自动断开电动机电源同时，也启动采样测试装置，通过传感器、测量电路、计算机进行数据采样、处理、分析，测量车轮垂直振动时的受力状况、振动频率、振幅以及振动波形曲线，并经检测系统处理获得汽车悬架性能的评价结果。

汽车悬架性能的检测方法

1）汽车轮胎规格、气压应符合规定值，车辆空载，不乘人。

2）将车辆每轴车轮驶上悬架检测台，使轮胎位于台面的中央位置，驾驶员离车。

3）启动检测台，使激振器迫使汽车悬架产生振动，使频率增加至超过震荡的共振频率。4）在共振点过后，将激振源关断，振动频率减少，并将通过共振点。

5）测量共振时的动态轮荷，记录衰减震动曲线，其纵坐标为动态轮荷，横坐标为时间。测量共振时动态轮荷。计算并显示共振时的最小动态车轮垂载荷与静态车轮垂载荷的百分比值及其同轴左右轮百分比的差值。

2．检测标准GB18565－2001规定，用悬架检测台检测时受检车辆的车轮在受外界激励振动下测得的吸收率（被测汽车共振时的最小动态车轮垂直载荷与静态车轮垂直载荷的百分比

值）不得小于40%，同轴左右吸收率之差不得大于15%。

四汽车行驶系的故障诊断

汽车行驶系的常见故障有：汽车行驶跑偏、乘坐舒适性不良、前轮摆振和前轮胎磨损不正常。1．汽车行驶跑偏

(1)现象

汽车行驶时，不能保持直线方向，而自动偏向一边。

(2)原因

1)两前轮轮胎气压不等、轮胎直径不等。

2)前轮左右轮毅轴承松紧程度不一致。

3)前后桥两侧的车轮有单边制动或单边拖滞现象。

4)两前轮外倾角、主销后倾角、主销内倾角、前束角不等。

5)前梁、后桥轴管及车架变形。

6)左右悬架弹簧挠度不等或弹力不一。

7)左右轮轴距相差过大，推力角过大。

8)转向节弯曲变形

2 乘坐不舒适性

（1）现象汽车在凸凹不平的路面行车时，车身产生的振动不能迅速衰减，或汽车在高速行车时振动严重，使乘坐的舒适性能受到破坏。

（2）原因

1）减震器不良或损坏

2）悬架系统弹性元件损坏

3）轮胎气压不正常

4）车轮懂不平衡现象严重

5）轮胎磨损过甚或磨损不均

6）传动轴动不平衡

3. 前轮摆振

(1)现象

汽车在某一车速范围内行驶时，汽车出现两前轮各自围绕主销轴线摆振（俗称前轮摆头），感到转向盘发抖、行驶不稳定。

(2)原因

1)车轮变形，前轮的径向圆和端面圆跳动量过大。

2)前轮动不平衡量严重超标。

3)前轮外倾角、前束值不符合标准或不匹配。

4)主销后倾角、主销内倾角超标。

5)前轮轮毂轴承松旷。

6)转向节球销及纵横拉杆球销等连接处松旷。

7)转向器主、从动部分啮合间隙过大。

8)前梁或车架有弯、扭变形。

9)前悬架杆件及转向节变形。

汽车行驶跑偏的故障流程图

轮胎磨损、气压

相同不相同

左右车轮直径相等俩前轮直径不等

路试，制动器、轮毂路试，制动器、轮毂

轴承处温度过高轴承温度正常

该轮制动拖滞或车轮轴

承过紧轴距是否相等，推力角是否为

零

轴距相等轴距不等、推力角过大

推力角正常

俩侧参考点的高度值

车桥、车架弯曲变形，悬架杆件、

转向节有变形

高度值相等高度值不等

悬架正常悬架弹性不一致，有一侧悬架杆变

形

俩前轮的外倾角、主销后倾角、主销内倾

角、前束角不等。

乘坐舒适性不良故障流程图

轮胎磨损不均 轮胎磨损均匀

无变形状况 明显变形

减振器筒体发热、烫手 筒体不发热

温度变化不大 折断损伤

无折断、损伤

正常 老化、损坏

异样

轮胎的磨损及充气 引起振动、乘坐舒适性呗破坏 检查车轮 轮辋变形，车轮动平衡 检查减振器 减振器失效或缺油 检查悬架弹簧 减震器弹簧损坏 检查悬架杆件连接衬套

检查传动轴 悬架杆件衬套损坏

传动轴弯曲变形、平衡块脱落传动管凹陷、动平衡检测

前轮摆振故障流程图

连接部位正常 松旷

松旷 正常

磨耗严重 磨损正常

变形正常 变形量超标

动平衡 动不平衡

前束值超标 前束值正常

外倾角不正常 外倾角正常

检查转向传动机构各连接部位 检测轮毂轴承、转向节球销 检测各球头销连接部位 检测轮毂轴承、转向节球销有故障 检测轮胎花纹磨耗状况 动不平衡 检测前轮是否变检测前轮是否动平衡 轮辋、端面跳动量不正常 检测前轮前束

配重平衡 调整前束值 检测前轮外倾角 外倾角故

障

主销后倾角、主销内倾角不正常

3. 前轮胎磨损不正常

(1)现象

前轮胎磨损速度加快，胎面磨损异常.

(2)原因

1)前轮胎气压过高或过低。

2)前轮定位不正确，尤其是前轮外倾和前束不正确。

3)前轮径向圆跳动量、端面圆跳动量过大以及车轮动不平衡。

4)前轮毂轴承松旷。

5)转向节球销及纵横拉杆球销等连接处松旷。

6)前轮轮胎长期未换位。

7)前梁弯、扭变形或前悬架杆件及转向节变形。

前轮胎磨损不正常故障流程图

胎冠中部 胎冠俩肩 轮胎外侧或 正常 胎冠出现 局部出现磨光 胎冠上一侧 磨损 磨损过快 内侧磨损 磨损 羽片状磨损 的斑点 产生扇形磨损 过快

一侧轮胎磨损正常，一侧严重 俩轮胎磨损正常

正常 松旷

变形超标 变形正常

检查前轮胎的胎面

轮胎气压过高 气压不足 前轮外倾角不正常 左右俩前轮胎面 前轮前束值不正常

前轮不平衡 轮胎不换位或悬架位置不当 磨损异常车轮的悬架

系统及转向节部件不

正常

检查转向球销、主销、轮毂轴承 检查车轮变形

改变前轮前束和外倾角的大小 前轮严重超标 检查前梁、前悬架杆件及转向节是否变形

四轮定位仪检测简介

四轮定位仪是专门用来测量车轮定位参数的设备。不但能检测前轮定位，而且还能检测后轮定位参数。

可检测的项目：车轮前束及前张角、车轮外倾角、主销后倾角、主销内倾角、转向20°时的前张角、推力角和左右轴距差等，如图3-38所示。

尽管四轮定位仪的形式有多种多样，但它们的基本测量原理却是一致的，只是采用的测量方法（或使用的传感器类型）及数据记录与传输的方式有所不同。

四轮定位仪的结构四轮定位仪由主机、传感器

机头、通信系统和机械部分等组成。

四轮定位仪的检测原理

各传感器机头通过轮夹与汽车轮辋相连，四轮定

位参数信息通过四个传感器机头的各个传感器来

反映，传感器机头中的CCD图像传感器分别感应

与其相对应的红外发射管的相互关系，通过8个

CCD图像传感器的图像可以计算出四个轮辋的关

系，再加上两个机头上的两个倾角传感器测量的

倾角，即可以测定车轮的所有定位参数

NOTE:数据处理由主机完成，通过专用软件，主

机对检测的数据进行处理，与原厂的数据进行对

比，同时指导使用者对汽车定位参数进行调整，

最终打印出相应的报表

四轮定位仪的使用方法

a,测试前的准备

1）对被测量车辆进行检查：轮胎气压是否符合规定，轮胎尺寸是否一致，车轮轴承间隙是否正常，悬架系统，转向及拉杆球头销有无过大间隙等。若不符合要求，应先进行修复，否则会导致检测结果不准确。

2）根据汽车的轴距和轮距确定转向盘和后滑板的位置，确保检测时各车轮能保持在水平位置，避免倾角测量产生误差。

3）用锁销把转向盘锁紧，将汽车行驶至举升机上，使前轮正好处于转角盘中心，当车轮处于直线行驶状态时，转向盘的指针应该与刻度盘盘上的“0”刻度对齐。车辆停稳后进行驻车制动，以确保车辆不移动和人员安全，然后松开锁销

4）将轮夹装在轮辋上，然后按照规定的前后左右位置分别将传感器机头牢固的安装在汽车相应的四个车轮上

5）调节各个传感器机头，是水准仪气泡处于中间位置，以保证传感器机头处于水平位置基本程序的操作

1)打开设备电源，启动电脑。进过电脑自检进入Windows操作系统，系统自动运行四轮定位仪的专用软件，显示器屏幕进入测量主界面。

2）点击车型选定，进入下一层菜单，选择车型数据并开始检测或偏心补偿

3）偏心补偿。为减少轮辋变形及轮夹安装误差对检测精度的影响，四轮定位仪设计了偏心补偿的功能，以补偿双侧车轮的同轴度，偏心补偿时，架起车轮并松开驻车制动器，按界面提示操作要求，依次对各个车轮进行偏心补偿

4）按照显示器界面的提示，将驻车制动器拉紧，用制动踏板固定架将行车制动踏板压紧，将车辆二次举升复位，使前轮落在转向盘中心，再用力压几下车身，使汽车恢复原始状态。然后，按下传感器的MEMORY键或者M键就进入测量界面【若不进行偏心补偿，没有步骤3、4，按F1直接进入测量界面】

5）按显示器界面的提示，对车轮定位参数检测和调整。

a,检测标准

汽车车轮定位值的大小是根据汽车的设计要求确定的，不同的车型值是不同的，因此，车轮定位的检测标准应该与该车技术条件规定的车轮定位参数值一致。

b,检测结果分析

汽车前束：参数值超标时，容易导致车轮侧滑，轮胎磨损加剧（严重时轮胎成羽毛状磨损）。调整方法：依赖左右转向横拉杆中的调整螺母进行调整;调整时两边应对称调整，保证汽车直线行驶时左右前轮的前束角相等，否则，汽车易出现跑偏、转向轮和车身发生干涉。

车轮外倾角：若车轮外倾角超标，容易使车轮侧滑，导致车轮的快速磨损及转向拉力，影响汽车安全。如果两前轮外倾角相差过大，则车辆会向正外倾角较大的一侧偏驶；前轮负外倾角值过大时，车轮很容易出现“飞脱”的危险。（前轮外倾角一般不能调整，所以当出现超标时，应检查悬架系统零部件是否弯曲变形或损坏，转向节和车桥是否变形或装配不良。找出原因，排除故障后，重新测量前轮外倾角，直到符合标准为止）

主销后倾角和主销内倾角：过大时，导致汽车转向沉重，转向轮回正过猛;过小时，导致汽车转向轮不容易自动回正。（主销内倾角和主销后倾角一般不可调整，如果超标应该检查汽车的悬架系统零部件、转向节、车桥或车身是否弯曲变形或者装配不良，带找出原因排除故障后，对其进行重新参数的测量，直到符合标准为止）。