汽车检测技术-3章 底盘检测技术
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授人以鱼不如授人以渔
5）转向前展角 朱明工作室 zhubob@21cn.com 车轮在转弯时两前轮的转角之差称为转向前展角（也称转向 角、转向前张角）。通常将转向20°的转向前展角作为 测量值。
图3―4 转向前展
授人以鱼不如授人以渔
作用：为了在转弯时使汽车以后轴延伸线的瞬时中心为圆心顺 朱明工作室 zhubob@21cn.com 利转弯，避免侧滑引起的轮胎过度磨损。 汽车使用时，由于前轮的碰撞冲击、经常采用紧急制动等原 因引起转向梯形的变形，使转向前展角超过标准值。此时， 车辆在转弯时轮胎会发出尖锐噪声，造成汽车在转向行驶过 程中前轮异常磨损、操纵性变差。 一般来说，转向前展角是不可调整的，只能通过更换零件改 正缺陷。
前束传感器 外倾角传感器 主销内倾角传感器 横角传感器
大箱体
小箱体
授人以鱼不如授人以渔
图3―11 四轮定位仪各传感器的位置
zhubob@21cn.com 传感器机头2偏离零线某一角度α，成像点到零点的距离为x， 聚焦镜片的焦距为f，则传感器机头2的偏角α为 x arctan f
朱明工作室
红外线发射管
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朱明工作室
zhubob@21cn.com
2）对于电脑式四轮定位仪，如果按传感器机头之间、传感器 机头与主机之间的通信方式不同，又分为：有线式和无线式 两种。无线式又分红外光和蓝牙通信两种形式。 有线式采用电缆传输，传输稳定可靠，但使用不方便，并且 线本身容易被拉、压、折断，更换电缆成本高。 红外光传输使用方便，但容易受遮挡，对环境要求较高。 蓝牙通信是一种开放的低成本、短距离的无线连接技术。使 用方便，寿命长，通信稳定可靠。蓝牙无线部分十分小巧， 重量轻，可穿墙通信，只是在穿越障碍时，会损失功率，使 通信距离缩短。
3.1传动系游动角度检测.. 3.2车轮定位检测.. 3.3转向盘自由行程和转向阻力的检测.. 3.4车轮平衡度检测.. 3.5悬架装置检测..
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3．2 车源自文库定位检测
朱明工作室
zhubob@21cn.com
汽车一般在下列情况下要进行车轮定位： 1）直线行驶时需紧握方向盘，否则汽车会跑偏。 2）前轮或后轮出现单侧磨损或快速磨损。 3）转向时方向盘太重、太轻以及快速行驶时方向盘发抖。 4）当车辆发生碰撞事故维修后。 5）更换轮胎、悬架、转向及有关配件后。 6）新车行驶3000km以及每行驶10,000km后。
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3.2.2 车轮定位参数
朱明工作室
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1. 主要定位参数 1）主销后倾角γ 定义：从汽车的侧面看，转向轴中心线与竖直线所成的夹角 称为主销后倾角。规定主销后倾为正，主销前倾为负。 作用：当汽车行驶中，转向轮偶然受外力作用而稍有偏转时， 主销后倾将产生车轮转向反方向的力矩使车轮自动回正，可 保证汽车直线行驶的稳定性。 主销后倾角过大：转向后方向盘回正性好，但会造成转向沉 重。主销后倾角过小：转向后缺乏方向盘自动回正能力，引 起前轮摆振，转向盘摇摆不定，驾驶员失去路感，车速高时 发飘。左右车轮主销后倾角不相等：车辆会朝着主销后倾角 小的一侧跑偏。
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2．其它定位参数 朱明工作室 zhubob@21cn.com 1）推力角 定义：汽车后轮行进方向（即推力线，也称推进线）与汽车 纵向几何中心线形成一个夹角，这个夹角称为推力角（也 称推进角）。汽车纵向几何中心线是指通过汽车前桥和后 桥中心的直线。推力角的正负号规定：推力线左偏时，推 力角为正，反之为负。 推力线一般是指汽车后轮总前束夹角的平分线。根据定义， 推力角在数值上等于后轮左右两轮前束之差的一半。 推力角是一种故障状态参数。汽车行驶时，推力角会使后 轮沿推力线给汽车一个纵向的偏转力矩，造成轮胎异常磨 损、车辆跑偏，严重时将发生后轴侧滑甩尾等危险情况。
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3.2.3 四轮定位仪的结构和检测原理
朱明工作室
zhubob@21cn.com
1. 四轮定位仪的结构。 （1）定位仪主机 由机柜、计算机、主机接口和打印机组成。 计算机内有四轮定位专用软件，计算机硬盘中存有各种车型 定位参数的数据库和操作帮助系统等。 （2）传感器机头 传感器机头是四轮定位仪的核心部件。上面标有在车轮上的 安装位置，各自不能互换。如果更换任一传感器机头则需要 对所有传感器机头重新进行标定。 传感器机头内主要有控制板、信号光源、位置传感器、倾角 传感器、通信装置、电源等。 （3）通信系统 实现传感器机头之间、传感器机头与主机之 间的数据传递，采用电缆、红外光、蓝牙通信技术
滤镜
聚焦镜片 线阵CCD
红外线
x
传感器机头1
f
传感器机头2
图3―12 入射光角度的测量原理
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倾角传感器 朱明工作室 zhubob@21cn.com 种类：摆锤式、液体可变电容式、可变磁阻式及硅集成电路 等形式。 特点：均以重力方向作为参考基准，测出传感器机头外壳随 着车轮偏转的角度α。
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zhubob@21cn.com （5）转盘 转盘由固定盘、活动盘、扇形刻度尺、游标指针、锁止销和 滚珠等组成
朱明工作室
1-固定盘 2-活动盘 3-滚珠 4-指针 5-刻度尺 图3―7转盘的结构
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（6）附件 包括转向盘锁定杆、制动踏板固定杆等，如图 朱明工作室 3―9所示。
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朱明工作室
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图3―5 四轮定位仪
（4）轮辋夹具
朱明工作室
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2 7 3 4 5
（b ） （a）
6
1-调节手柄 2-传感器紧固螺栓 3-光杆 4-传感器安装轴销 5-丝杆6-轮爪7-锁紧螺钉 a）三爪夹具 b）四爪夹具 图3―6轮辋夹具
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朱明工作室
前束角
zhubob@21cn.com 前束角
（a）
（b）
（c）
图3―1 车轮主要定位参数
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朱明工作室
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2）主销内倾角β 定义：从汽车的前面看，转向轴中心线与竖直线所成的夹角称 为主销内倾角。规定主销内倾为正，主销外倾为负。 作用：使转向轻便，并且使前轮转向后也产生回正力矩。 主销后倾和主销内倾都有使汽车转向自动回正的作用，但主 销后倾的回正作用随车速增大而增大，高速时起主导作用。 主销内倾的回正作用与车速无关，低速起主要作用。 主销内倾角过大时，转向时会使轮胎磨损加剧。
传感器机头外壳
倾角传感器 摆臂 摆锤
图3―14 摆锤式倾角传感器的测量原理
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3.2.2四轮定位仪的分类
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1）按出现的先后情况看：气泡水准式、光学投影式、拉线 式、PSD式、CCD式、3D影像式等形式的车轮定位仪。 气泡水准式定位仪、光学投影式定位仪，它们属于普通的 机械或光学仪表，测量精度低，仅前轮定位 。 拉线式、PSD式、CCD式、3D影像式：属于电脑式四轮 定位仪，它们均应用计算机技术和精密传感技术，由装在 车轮上的传感器将车轮定位角的几何关系转化成电信号接 入微机进行处理，分析和判断，然后由显示器显示和打印 机打印输出，并且可以同时进行四轮定位。
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3）车轮外倾角 α 朱明工作室 zhubob@21cn.com 定义：从汽车前方看轮胎中心线与竖直线所成的角度称为外 倾角。规定车轮外倾为正，车轮内倾为负。 作用：防止车辆满载时，悬架变形造成车轮内倾，避免轮胎 偏磨损和减轻轮毂轴承的负荷。同时，可减少前轮纵向旋 转平面接地点至主销中心线延长线与地面交点的距离，从 而使转向轻便。 车轮外倾角太大时，会造成轮胎外侧出现单边磨损；悬架 系统零件磨损加剧；车辆会朝着外倾角较大的一侧跑偏。 负外倾角太大时，会造成轮胎内侧单边出现磨损；悬架系 统零件磨损加剧；车辆会朝着负外倾角较小的一侧跑偏。
6）包容角 从汽车的前面看，主销轴线与车轮轮胎中心线之间的 夹角，称为包容角。在数值上等于主销内倾角和车轮外倾 角之和。
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3．定位基准线的选择 朱明工作室 现代四轮定位方法是：先测量推力角，确定推力线与几何中 zhubob@21cn.com 心线相对位置，然后调整后轮前束使推力线与几何中心线重 合。前轮前束的调整用重合的推力线和几何中心线为参考基 准。 4．定位参数的关联性 ①改变车轮外倾角可同时改变主销内倾角。 ②改变前束角会变动车轮外倾角。改变前束角时车轮绕主销 转动，由于主销后倾角的影响，使车轮外倾角发生变动。 ③改变后轮前束会影响前轮单轮的前束。现代四轮定位采用 后轮推力线定位方法确定前轮前束的。如果后轮前束改变， 推力线会发生变动，前轮总前束虽不会因此而改变，但两个 单轮前束会发生变动。
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4）退缩角 朱明工作室 两前轮中心连线与推力线的垂线之间的夹角称为前退缩角。 zhubob@21cn.com 两后轮中心连线的垂线与推力线之间的夹角称为后退缩角。 规定右轮在左轮后面时退缩角为正，反之为负。
前 前 前退缩角
轮距差
推 力 线 后退缩角
轴距差
（a）
（b）
图3―3 轴距差、轮距差和退缩角
朱明工作室
zhubob@21cn.com
.
第三章 底盘检测技术
主讲：朱 明
高级技师、 高级技能专业教师、 汽车维修高级考评员 国家经济师
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第三章 底盘检测技术
朱明工作室
zhubob@21cn.com
常用的底盘检测项目较多，由于部分检测项目直接反 映汽车的整车性能，故将其列为整车检测项目放在第 四章介绍。本章主要介绍下面的检测项目：
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4）前束角 朱明工作室 zhubob@21cn.com 定义：从汽车的正上方向下看，轮胎中心线与汽车纵向几何 中心线之间的夹角称为前束角。规定两轮前边缘距离小于 后边缘距离为正，反之为负。负前束也叫前张角。两个车 轮的前束角之和，即两个轮胎中心线的夹角称为总前束。 作用：消除车轮外倾造成的不良后果，减轻轮毂外轴承的压 力和轮胎的磨损。 前束角太大时，会造成轮胎外侧羽毛状磨损，羽片状磨损 的尖部指向汽车纵向轴线，当用手从内侧向外侧抚摸，胎 纹外缘有锐利的刺手感觉；另外会造成转向不稳定，车轮 发抖。 负前束太大时，会造成轮胎内侧羽毛状磨损，羽片状磨损 的尖部背离汽车纵向轴线，当用手从外侧向内侧抚摸，胎 纹外缘有锐利的刺手感觉；并且转向不稳定，车轮发抖。
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朱明工作室
后轴安装偏斜（图3―2a）、左右后轮前束角不等 （图3―2b）都会产生推力角。
前 前
zhubob@21cn.com
推力角 推 力 线
推 力 线
推力角
（a）
（b）
图3―2 推力角
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朱明工作室 2）轴距差 zhubob@21cn.com 两前轮中心的连线与两后轮中心的连线之间的夹角称为 汽车的轴距差。规定当右侧车轮的距离比左侧车轮的距离 大时，轴距差为正，反之为负。 轴距差也是一种故障状态参数，一般是由于车身撞击而 形成，达到一定程度车辆将出现跑偏，跑偏方向朝向轴 距较小的一侧。 3）轮距差 左侧前后两轮中心的连线与右侧前后两轮中心的连线之 间的夹角称为汽车的轮距差。规定后轮轮距比前轮轮距大 时，轮距差为正，反之为负。
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图3―9转向盘锁定杆（a）和制动踏板固定杆（b）
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2. 四轮定位仪的检测原理 红外8束、16传感器封闭测量
朱明工作室
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左 前 轮
转盘
右 前 轮
左 后 轮
右 后 轮
图3―10测量场的形成
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传感器机头各传感器： 朱明工作室 zhubob@21cn.com 大箱体内的位置传感器用于测量水平纵向的定位角，又称 前束传感器；小箱体内的位置传感器用于测量水平横向定 位角，又称横角传感器。 两个倾角传感器互成90°放置，其中，外倾角传感器能直 接测量车轮中性面的倾角，用于车轮外倾角和主销后倾角 的测量。主销内倾角传感器则通过测量车轮平面绕转向节 轴线的相对转角，计算出主销内倾角的大小。。
5）转向前展角 朱明工作室 zhubob@21cn.com 车轮在转弯时两前轮的转角之差称为转向前展角（也称转向 角、转向前张角）。通常将转向20°的转向前展角作为 测量值。
图3―4 转向前展
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作用：为了在转弯时使汽车以后轴延伸线的瞬时中心为圆心顺 朱明工作室 zhubob@21cn.com 利转弯，避免侧滑引起的轮胎过度磨损。 汽车使用时，由于前轮的碰撞冲击、经常采用紧急制动等原 因引起转向梯形的变形，使转向前展角超过标准值。此时， 车辆在转弯时轮胎会发出尖锐噪声，造成汽车在转向行驶过 程中前轮异常磨损、操纵性变差。 一般来说，转向前展角是不可调整的，只能通过更换零件改 正缺陷。
前束传感器 外倾角传感器 主销内倾角传感器 横角传感器
大箱体
小箱体
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图3―11 四轮定位仪各传感器的位置
zhubob@21cn.com 传感器机头2偏离零线某一角度α，成像点到零点的距离为x， 聚焦镜片的焦距为f，则传感器机头2的偏角α为 x arctan f
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红外线发射管
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2）对于电脑式四轮定位仪，如果按传感器机头之间、传感器 机头与主机之间的通信方式不同，又分为：有线式和无线式 两种。无线式又分红外光和蓝牙通信两种形式。 有线式采用电缆传输，传输稳定可靠，但使用不方便，并且 线本身容易被拉、压、折断，更换电缆成本高。 红外光传输使用方便，但容易受遮挡，对环境要求较高。 蓝牙通信是一种开放的低成本、短距离的无线连接技术。使 用方便，寿命长，通信稳定可靠。蓝牙无线部分十分小巧， 重量轻，可穿墙通信，只是在穿越障碍时，会损失功率，使 通信距离缩短。
3.1传动系游动角度检测.. 3.2车轮定位检测.. 3.3转向盘自由行程和转向阻力的检测.. 3.4车轮平衡度检测.. 3.5悬架装置检测..
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3．2 车源自文库定位检测
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汽车一般在下列情况下要进行车轮定位： 1）直线行驶时需紧握方向盘，否则汽车会跑偏。 2）前轮或后轮出现单侧磨损或快速磨损。 3）转向时方向盘太重、太轻以及快速行驶时方向盘发抖。 4）当车辆发生碰撞事故维修后。 5）更换轮胎、悬架、转向及有关配件后。 6）新车行驶3000km以及每行驶10,000km后。
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3.2.2 车轮定位参数
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1. 主要定位参数 1）主销后倾角γ 定义：从汽车的侧面看，转向轴中心线与竖直线所成的夹角 称为主销后倾角。规定主销后倾为正，主销前倾为负。 作用：当汽车行驶中，转向轮偶然受外力作用而稍有偏转时， 主销后倾将产生车轮转向反方向的力矩使车轮自动回正，可 保证汽车直线行驶的稳定性。 主销后倾角过大：转向后方向盘回正性好，但会造成转向沉 重。主销后倾角过小：转向后缺乏方向盘自动回正能力，引 起前轮摆振，转向盘摇摆不定，驾驶员失去路感，车速高时 发飘。左右车轮主销后倾角不相等：车辆会朝着主销后倾角 小的一侧跑偏。
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2．其它定位参数 朱明工作室 zhubob@21cn.com 1）推力角 定义：汽车后轮行进方向（即推力线，也称推进线）与汽车 纵向几何中心线形成一个夹角，这个夹角称为推力角（也 称推进角）。汽车纵向几何中心线是指通过汽车前桥和后 桥中心的直线。推力角的正负号规定：推力线左偏时，推 力角为正，反之为负。 推力线一般是指汽车后轮总前束夹角的平分线。根据定义， 推力角在数值上等于后轮左右两轮前束之差的一半。 推力角是一种故障状态参数。汽车行驶时，推力角会使后 轮沿推力线给汽车一个纵向的偏转力矩，造成轮胎异常磨 损、车辆跑偏，严重时将发生后轴侧滑甩尾等危险情况。
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3.2.3 四轮定位仪的结构和检测原理
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1. 四轮定位仪的结构。 （1）定位仪主机 由机柜、计算机、主机接口和打印机组成。 计算机内有四轮定位专用软件，计算机硬盘中存有各种车型 定位参数的数据库和操作帮助系统等。 （2）传感器机头 传感器机头是四轮定位仪的核心部件。上面标有在车轮上的 安装位置，各自不能互换。如果更换任一传感器机头则需要 对所有传感器机头重新进行标定。 传感器机头内主要有控制板、信号光源、位置传感器、倾角 传感器、通信装置、电源等。 （3）通信系统 实现传感器机头之间、传感器机头与主机之 间的数据传递，采用电缆、红外光、蓝牙通信技术
滤镜
聚焦镜片 线阵CCD
红外线
x
传感器机头1
f
传感器机头2
图3―12 入射光角度的测量原理
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倾角传感器 朱明工作室 zhubob@21cn.com 种类：摆锤式、液体可变电容式、可变磁阻式及硅集成电路 等形式。 特点：均以重力方向作为参考基准，测出传感器机头外壳随 着车轮偏转的角度α。
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1-固定盘 2-活动盘 3-滚珠 4-指针 5-刻度尺 图3―7转盘的结构
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（6）附件 包括转向盘锁定杆、制动踏板固定杆等，如图 朱明工作室 3―9所示。
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图3―5 四轮定位仪
（4）轮辋夹具
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（b ） （a）
6
1-调节手柄 2-传感器紧固螺栓 3-光杆 4-传感器安装轴销 5-丝杆6-轮爪7-锁紧螺钉 a）三爪夹具 b）四爪夹具 图3―6轮辋夹具
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前束角
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（a）
（b）
（c）
图3―1 车轮主要定位参数
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2）主销内倾角β 定义：从汽车的前面看，转向轴中心线与竖直线所成的夹角称 为主销内倾角。规定主销内倾为正，主销外倾为负。 作用：使转向轻便，并且使前轮转向后也产生回正力矩。 主销后倾和主销内倾都有使汽车转向自动回正的作用，但主 销后倾的回正作用随车速增大而增大，高速时起主导作用。 主销内倾的回正作用与车速无关，低速起主要作用。 主销内倾角过大时，转向时会使轮胎磨损加剧。
传感器机头外壳
倾角传感器 摆臂 摆锤
图3―14 摆锤式倾角传感器的测量原理
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3.2.2四轮定位仪的分类
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1）按出现的先后情况看：气泡水准式、光学投影式、拉线 式、PSD式、CCD式、3D影像式等形式的车轮定位仪。 气泡水准式定位仪、光学投影式定位仪，它们属于普通的 机械或光学仪表，测量精度低，仅前轮定位 。 拉线式、PSD式、CCD式、3D影像式：属于电脑式四轮 定位仪，它们均应用计算机技术和精密传感技术，由装在 车轮上的传感器将车轮定位角的几何关系转化成电信号接 入微机进行处理，分析和判断，然后由显示器显示和打印 机打印输出，并且可以同时进行四轮定位。
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3）车轮外倾角 α 朱明工作室 zhubob@21cn.com 定义：从汽车前方看轮胎中心线与竖直线所成的角度称为外 倾角。规定车轮外倾为正，车轮内倾为负。 作用：防止车辆满载时，悬架变形造成车轮内倾，避免轮胎 偏磨损和减轻轮毂轴承的负荷。同时，可减少前轮纵向旋 转平面接地点至主销中心线延长线与地面交点的距离，从 而使转向轻便。 车轮外倾角太大时，会造成轮胎外侧出现单边磨损；悬架 系统零件磨损加剧；车辆会朝着外倾角较大的一侧跑偏。 负外倾角太大时，会造成轮胎内侧单边出现磨损；悬架系 统零件磨损加剧；车辆会朝着负外倾角较小的一侧跑偏。
6）包容角 从汽车的前面看，主销轴线与车轮轮胎中心线之间的 夹角，称为包容角。在数值上等于主销内倾角和车轮外倾 角之和。
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3．定位基准线的选择 朱明工作室 现代四轮定位方法是：先测量推力角，确定推力线与几何中 zhubob@21cn.com 心线相对位置，然后调整后轮前束使推力线与几何中心线重 合。前轮前束的调整用重合的推力线和几何中心线为参考基 准。 4．定位参数的关联性 ①改变车轮外倾角可同时改变主销内倾角。 ②改变前束角会变动车轮外倾角。改变前束角时车轮绕主销 转动，由于主销后倾角的影响，使车轮外倾角发生变动。 ③改变后轮前束会影响前轮单轮的前束。现代四轮定位采用 后轮推力线定位方法确定前轮前束的。如果后轮前束改变， 推力线会发生变动，前轮总前束虽不会因此而改变，但两个 单轮前束会发生变动。
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4）退缩角 朱明工作室 两前轮中心连线与推力线的垂线之间的夹角称为前退缩角。 zhubob@21cn.com 两后轮中心连线的垂线与推力线之间的夹角称为后退缩角。 规定右轮在左轮后面时退缩角为正，反之为负。
前 前 前退缩角
轮距差
推 力 线 后退缩角
轴距差
（a）
（b）
图3―3 轴距差、轮距差和退缩角
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第三章 底盘检测技术
主讲：朱 明
高级技师、 高级技能专业教师、 汽车维修高级考评员 国家经济师
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第三章 底盘检测技术
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常用的底盘检测项目较多，由于部分检测项目直接反 映汽车的整车性能，故将其列为整车检测项目放在第 四章介绍。本章主要介绍下面的检测项目：
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4）前束角 朱明工作室 zhubob@21cn.com 定义：从汽车的正上方向下看，轮胎中心线与汽车纵向几何 中心线之间的夹角称为前束角。规定两轮前边缘距离小于 后边缘距离为正，反之为负。负前束也叫前张角。两个车 轮的前束角之和，即两个轮胎中心线的夹角称为总前束。 作用：消除车轮外倾造成的不良后果，减轻轮毂外轴承的压 力和轮胎的磨损。 前束角太大时，会造成轮胎外侧羽毛状磨损，羽片状磨损 的尖部指向汽车纵向轴线，当用手从内侧向外侧抚摸，胎 纹外缘有锐利的刺手感觉；另外会造成转向不稳定，车轮 发抖。 负前束太大时，会造成轮胎内侧羽毛状磨损，羽片状磨损 的尖部背离汽车纵向轴线，当用手从外侧向内侧抚摸，胎 纹外缘有锐利的刺手感觉；并且转向不稳定，车轮发抖。
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后轴安装偏斜（图3―2a）、左右后轮前束角不等 （图3―2b）都会产生推力角。
前 前
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推力角 推 力 线
推 力 线
推力角
（a）
（b）
图3―2 推力角
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朱明工作室 2）轴距差 zhubob@21cn.com 两前轮中心的连线与两后轮中心的连线之间的夹角称为 汽车的轴距差。规定当右侧车轮的距离比左侧车轮的距离 大时，轴距差为正，反之为负。 轴距差也是一种故障状态参数，一般是由于车身撞击而 形成，达到一定程度车辆将出现跑偏，跑偏方向朝向轴 距较小的一侧。 3）轮距差 左侧前后两轮中心的连线与右侧前后两轮中心的连线之 间的夹角称为汽车的轮距差。规定后轮轮距比前轮轮距大 时，轮距差为正，反之为负。
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图3―9转向盘锁定杆（a）和制动踏板固定杆（b）
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2. 四轮定位仪的检测原理 红外8束、16传感器封闭测量
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左 前 轮
转盘
右 前 轮
左 后 轮
右 后 轮
图3―10测量场的形成
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传感器机头各传感器： 朱明工作室 zhubob@21cn.com 大箱体内的位置传感器用于测量水平纵向的定位角，又称 前束传感器；小箱体内的位置传感器用于测量水平横向定 位角，又称横角传感器。 两个倾角传感器互成90°放置，其中，外倾角传感器能直 接测量车轮中性面的倾角，用于车轮外倾角和主销后倾角 的测量。主销内倾角传感器则通过测量车轮平面绕转向节 轴线的相对转角，计算出主销内倾角的大小。。