四轮定位仪 图文

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中南林科大
《现代汽车维修检测诊断设备》
第四章 汽车四轮定位仪
4.1 汽车四轮定位的机理
汽车车轮定位主要是前轮定位,现代汽车随着行驶速度的提高、超低压 扁平胎的使用,以及后轮独立悬架的普及,除其车轮定位参数有减少或呈负 值的趋势外,后轮也有定位,即四轮定位。
车轮定位正确与否,将直接影响汽车行驶和制动时的方向稳定性,轮胎 磨损,影响汽车的安全性、舒适性和经济性等。因此,车轮定位值的检测不 仅对在用车十分必要,而且对新车定型和质量抽查也是必不可少的。
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前轮定位:包括前轮外倾、前轮前束、主销后倾和主销内倾,是前轴技术 状况的重要诊断参数。
后轮定位:主要有后轮外倾、后轮前束等。 各附加测量值:如轴距、轮距、转向角等也是重要诊断参数。
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4.1.1 车轮定位基准
车轮的定位基准如图所示,主要有以下三种:
1.车轮中心平面 (f-f)
垂直于车轮旋转轴线的轮胎中心平面 f-f。
2.车辆几何中心线 (a-a)
即汽车的纵向中轴线 a-a,它通过汽车前后 轴的中点,平行于行驶轨道。
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3. 推进角( )和推力线(b-b)
由于两后轮的前束不等、后桥移位或变形等 原因,导致后桥的前进方向与汽车的几何中心线
形成夹角 ,该夹角称为推进角。
表示汽车前进方向的直线 b-b 即为推力线, 实际上它是后轮总前束(左、右轮前束之和)的角 平分线。
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4.1.2 车轮定位的种类
1.以汽车几何中心线定位
它又称为高级四轮定位,是以汽车的几何中 心线为基准,来检查和调整前、后轮前束角。
如果后轮的位置准确,其推力线重合于汽车 的几何中心线,只要将四个车轮的前束调到标准 值,就会产生理想的定位效果;
如果后轮的位置不准确,推力线与汽车的几 何中心线不重合时,即便各个车轮的前束值正确, 仍然会存在异常情况。
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2.以推力线定位
也称为补偿四轮定位,是以不与 汽车的几何中心线重合的后轮推力线 为基准来调整前轮前束角,完成整车 的车轮定位。
对于后轮前束不可调整的车辆来 说,是必须采用的方法。
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3.完全四轮定位
当推力线与汽车几何中心线不重合 时:
① 以后者为基准,进行后轮位置的 调整,使推力线重合于汽车几何中心 线;
② 再以重合了的推力线和汽车几何 中心线为基准调整前轮前束。
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4.1.2 车轮定位参数
1.前束
同轴上左、右两车轮的旋转平面,其前端距离小于后端距离,称为前束。 正常情况下,同轴左、右车轮的前束值应当相等,二者之和称为总前束。 前束值也可用前束角表示。
前束角示意图
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2.主销后倾角
在纵向垂直平面内,主销轴线与通过车轮中心 垂线的夹角称为主销后倾角。
该角使主销轴线与路面的交点落在车轮中心垂 线与路面交点之前,直线行驶的汽车偶然受到路 面侧向力时产生一个偏转角度,由于离心力的存 在,路面与车轮接触点上,产生一个使车轮回正 的力矩,从而保持汽车的稳定直线行驶。
主销
主销后倾角示意图
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主销后倾角一般为2°-3°。现代汽车的速度高, 车轮回正的侧向压力增大,加之超低压子午线扁 平胎的变形大,增加了车轮回正的力臂,二者的 共同作用使回正力矩过大,使车轮振摆。为此, 主销后倾趋于减小,甚至为负值。
比如桑塔纳主销后倾角为0.7°;三峰6481型汽 车的是-0.7°。
主销 主销后倾角示意图
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3.主销内倾角
在汽车横向平面内,转向轮主销轴线与垂线的 夹角称为主销内倾角。
有了这个角度,当汽车转向时,必然会克服汽 车重力将其抬高,当解除转向力后,在汽车重力 作用下车轮自行回正。一般车辆的主销内倾角不 大于8°,但现代汽车的该角度有增大的倾向,比 如捷达的为14°。其原因一方面是汽车的紧急起步、 加速、制动和转向的工况增多,需要减小转向时 轮胎所受地面的侧向阻力;另一方面是提高制动 时汽车行驶稳定性。
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4.车轮外倾
车轮平面与汽车纵向垂直面的夹角称为车轮外 倾。
由于它的存在,汽车满载车桥或悬架变形时, 车轮才能垂直于地面,从而防止因车轮内倾导致 的胎肩磨损和车轮轴承与锁紧螺母的损坏。
车轮外倾角一般为1°左右,但对于高速汽车, 转向时其离心力很大,车轮外倾引起外侧的悬架 超负荷和轮胎“吃胎”,因而现代汽车车轮外倾 也呈减小或为负值的趋势,比如:桑塔纳前轮外 倾为-0.5°,后轮外倾为-1.7°。
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5.包容角
主销内倾角与车轮外倾角之和称为包容角。
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6.后轮推进角
也叫推力角或驱动偏向角,它是后轮推力线与汽车 几何中心线形成的夹角,一般规定:推力线位于几何 中心线左侧时,推力角为正;位于右侧时推力角为负。
当左、右后轮的推进角相等时,汽车总推进力的方 向与汽车几何中心线重合,两后轮推进角之和称为总 推进角。
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7.转向前展
汽车转向时,为保证各个车轮具有 同一个转向中心,防止轮胎拖滑,其内 侧车轮的转向角度总是大于外侧车轮的 转向角度,二者之差称为转向前展,它 是由转向梯形确定的。
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4.2 汽车定位仪的发展过程
一、定位仪发展过程: 1)利用拉尺配合机械水平仪,机械倾角仪,机械转盘,进行前 轮定位; 2)单片机主板,拉线式电位计,电子倾角仪来进行电子测量定 位; 3)电脑主机,拉线式电位计,电子倾角仪,电子转盘来测量定 位; 4)电脑主机,CCD镜头,电子倾角仪,电子转盘来测量定位 5)电脑主机,3D数码成像测量来测量定位。
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二、定位仪数据传输方式: 1)有线传输; 2)无线传输:
① 红外线传输; ② 激光传输; ③ 高频电波传输; ④ 超短波传输即所谓的蓝牙传输。
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4.3 四轮定位的操作程序
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第一步:症状询问与试车
仔细倾听并记录司机对车辆不适症状的描述。由定位角度不 当所引起的症状,有些是可以通过目视检查就可以发现的,如 吃胎,有些则不能直观看到。倾听司机的描述是很重要的。必 要时应该去试车以进一步确定可能存在缺陷的大致区域。
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第二步:转向和悬挂系统的检查和维护
在询问或试车工作完成之后,下一步要对车辆进行目视检查。 单靠四轮定位自身,并不足以消除转向故障和磨胎问题,还有其他一些影 响因素。在进行四轮定位工作前,应检查所有转向与悬挂部件: 1)摇动车轮检查减震器功能是否正常,有无漏油现象。 2)检查方向机构各种间隙松紧度,方向机回正能力。 3)检查车轮刹车系统有无不平衡或某个车轮刹车回位不良。 4)检查悬挂高度,误差不超过10 mm。 5)检查轮辋和轮胎是否偏摆,有无损伤变形,或异常磨损;胎压是否正常。
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第三步:定位测量
测量步骤:选择车型 — 轮圈补偿 — 测量 — 车辆调整。
轮圈补偿操作:目前一般采用二次举升后转动轮胎来进行,这样可能在车 辆放下时,悬挂系统不能正确回位,造成测量误差。现有些利用3D数码技 术检测的定位仪有一种独特的补偿程序,是把车向前和向后推动后实现轮圈 补偿。如美国HUNTER定位仪。不做补偿,可能会造成0.1°至 0.2°的偏差。
车辆调整: 1)先调后轮,再调前轮; 2)后轮先调外倾角后调束角; 3)前轮先调主销后倾角,再调外倾角,后调束角。
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4.1 元征 X-531 汽车四轮定位仪 一、 工作原理
X-531四轮定位仪的电气工作原理框图如下图所示。
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二、 仪器结构
X-531四轮定位仪由主机、探杆、轮夹、轮夹挂架、转角盘、方向盘固定 架、刹车板固定架等组成。
1. 主机
X-531四轮定位仪主机是用户的 一个操作控制平台。由机柜、计算机、 接口电路、电源等部分构成,接口电路 部分包括主发射接收盒。
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2. 探杆
X-531四轮定位仪配有四个探杆:分别为左前探杆(LF)、左后探杆(LR)、右 前探杆(RF)、右后探杆(RR)。
每个探杆的端部和中部各装一个CCD 传感器,中部装有一个发射接收器。 CCD 传感器把获取的光点坐标无线传输给计算机系统,由计算机系统进行处 理。
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每个探杆的中部有一操作面板,如下图所示,它分为LCD 显示区域和按 键操作区域。
LCD显示区域能实时反映出六种不同的工作状态:“开机画面显示”、 “充电状态显示”、“电子水平显示”、“探杆测量显示”、“探杆状态显 示”、“空闲状态显示”
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三、程序操作流程
打开电源,启动电脑,直接进入测量程序主界面。主界面显示有6项功能: 定位检测、快速测量、系统管理、报表打印、帮助系统、退出系统。
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1. 定位检测
在主界面下,点击[定位检测]图标或按[F2]键进入测量界面。整个测量 过程按照系统的默认顺序:
车型选择 -> 偏心补偿 -> 主销测量 -> 后轴测量 -> 前轴测 量 -> 报表打印
1)车型选择
在做四轮定位之前,必须 先选择该车型的标准数据,界面 显示如下图。
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2)偏心补偿
偏心补偿是为了减小由于钢圈、轮胎的变形和轮夹的安装而引起的误差。 建议每次测量时都选择该操作步骤,以提高测量精度。界面显示如下图
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操作步骤:
1. 使车轮平直,用方向盘固定架固定方向盘,取下刹车板固定架,使车轮 处于自由状态。
2. 分别安装四个轮夹以及探杆(若只做前轮的偏心补偿,可只安装前轮的 两个轮夹及探杆),安装稳固后,用举升机举起车身,使车轮悬空。
3. 分别调整各个探杆,使所有探杆都能达到水平状态,定义此时车轮为0度 状态,这里指的0度是用作与对面车轮旋转180度进行对比而定义的。
4. 按照系统提示操作,将车轮旋转180度,分别进行各个车轮的偏心补偿。
5. 放下车身,使四轮着地。晃动车身,使车轮紧贴地面,补偿操作完毕。
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3)主销测量
主销测量是针对前轮而言的,包括主销内倾及主销后倾。界面显示如下:
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操作步骤:
1. 方向盘调整至正前打直状态,即两前轮分前束相等的时候,操作界面上 的圆形小球会移动到中间位置并且由红色变成绿色,此时调整所有探杆水平。
2. 左偏转方向盘约7度,到达指定位置后,小球再次由红色变成绿色。 3. 回正方向盘,并向右转动方向盘,直至向右偏转约7度,到达指定位置 后小球再次由红色变成绿色。 4. 测量完毕,回正方向盘,系统自动弹出测量结果,界面显示如下图所示:
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主销测量结果显示界面
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3)后轴测量
后轴测量可以测量后轮的定位参数,界面如下图所示:
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此界面能提供有关后轴测量的实时结果,可一边进行调整,一边把测量 结果与参考数据进行对比,把汽车调整至最佳状态,界面如下图所示:
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4)前轴测量
前轴测量可以测量前轮的定位参数,界面如下图所示:
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5)报表打印
报表打印可以打印并储存当前车辆的定位数据,界面如下图所示:
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