1.四轮定位
四轮定位是以车辆的四轮参数为依据,通过调整以确保车辆良好的行驶性能并具备一定的可靠性。
轿车的转向车轮、转向节和前轴三者之间的安装具有一定的相对位置,这种具有一定相对位置的安装叫作转向车轮定位,也称前轮定位。前轮定位包括主销后倾(角)、主销内倾(角)、前轮外倾(角)和前轮前束4个内容。对两后轮来说也同样存在与后轴之间安装的相对位置,称后轮定位。后轮定位包括车轮外倾(角)和逐个后轮前束。前轮定位和后轮定位总体来说叫四轮定位。
2.四轮定位的作用
四轮定位的作用是使汽车保持稳定的直线行驶和转向轻便,并减少汽车在行驶中轮胎和转向机件的磨损。
1)主销后倾角
从侧面看车轮,转向主销(车轮转向时的旋转中心)向后倾倒,称为主销后倾角。设置主销后倾角后,主销中心线的接地点与车轮中心的地面投影点之间产生距离(称作主销纵倾移距,与自行车的前轮叉梁向后倾斜的原理相同),使车轮的接地点位于转向主销延长线的后端,车轮就靠行驶中的滚动阻力被向后拉,使车轮的方向自然朝向行驶方向。设定很大的主销后倾角可提高直线行驶性能,同时主销纵倾移距也增大。主销纵倾移距过大,会使转向盘沉重,而且会因路面干扰而加剧车轮的前后颠簸。
2)主销内倾角
从车前后方向看轮胎时,主销轴向车身内侧倾斜,该角度称为主销内倾角。当车轮以主销为中心回转时,车轮的最低点将陷入路面以下,但实际上车轮下边缘不可能陷入路面以下,而是将转向车轮连同整个汽车前部向上抬起一个相应的高度,这样汽车本身的重力有使转向车轮回复到原来中间位置的效应,因而转向盘容易复位。
此外,主销内倾角还使得主销轴线与路面交点到车轮中心平面与地面交线的距离减小,从而减小转向时驾驶员加在转向盘上的力,使转向操纵轻便,同时也可减少从转向轮传到转向盘上的冲击力。但主销内倾角也不宜过大,否则会加速轮胎的磨损。
3)前轮外倾
从前后方向看车轮时,轮胎并非垂直安装,而是稍微倾倒呈现“八”字形张开,称为负外倾,而朝反方向张开时称正外倾。使用斜线轮胎时,由于使轮胎倾斜触地便于转向盘的操作,所以外倾角设得比较大。汽车一般将外倾角设定得很小,接近垂直。随着扁平子午线轮胎不断普及,由于子午线轮胎的特性(轮胎花纹刚性大,外胎面宽),若设定大外倾角会使轮胎磨偏,降低轮胎摩擦力。还由于助力转向机构的不断使用,也使外倾角不断缩小。尽管如此,设定少许的外倾角可对车轴上的车轮轴承施加适当的横推力。
4)前轮前束
左右前轮分别向内,采用这种结构目的是修正上述前轮外倾角引起的车轮向外侧转动。如前所述,由于有外倾,转向盘操作变得容易。另一方面,由于车轮倾斜,左右前轮分别向外侧转动,为了修正这个问题,如果左右两轮带有相应向内的角度,使角度为0°,左右两轮可保持直线行进,减少轮胎磨损。
上述的4种定位值都是前轮定位的指标。后轮定位值与前轮定位值相似,但大多数轿车的后轮定位不可调。
3.四轮定位应用场景
(1)车辆的行驶性能受到了影响(驾驶者感受最为直接的是跑偏,打方向不自动回轮也算一个)。
(2)因事故造成底盘及悬架的损伤。
(3)轮胎出现磨损异常。要考虑是否是因胎压不正常才导致了异常磨损,一般情况下,胎压过高会加剧胎面中央的磨损,而胎压过低会加剧胎面两侧的磨损;如果一侧出现偏磨,则有可能是外倾角出现偏差。
(4)车桥以及悬架的零件被拆下过。
4.四轮定位要调整的数据
1)主销后倾
作用:增大直线稳定性,转向回正。
2)主销内倾
作用:增大稳定性,转向回正。
3)车轮外倾(负外倾)
作用:增大轮胎接触面,抵消不良影响。
4)前束(前展)
作用:抵消车轮外倾(内倾)造成的不利影响。
对汽车进行四轮定位的方法主要有静态检测法和动态检测法,本节以静态检测法为例介绍汽车四轮定位的原理和检测操作过程。
5.车轮定位的静态检测法
在汽车静止的状态下,根据车轮旋转平面与各车轮定位间存在的直接或间接的几何关系,用专用检测设备对车轮定位进行几何角度的测量,称为静态检测法。使用的检测设备一般有气泡水准式、光学式、激光式、电子式和微机式等前轮定位仪或四轮定位仪。前轮定位仪和四轮定位仪统称为车轮定位仪。
1)气泡水准式车轮定位仪
气泡水准式车轮定位仪一般由转盘、支架、水准仪等组成。由于其具有结构简单、价格低廉、便于携带等优点,在国内汽车维修行业获得了广泛应用。但是,它也存在安装、测试费时费力和不能同时检测前轮定位、后轮定位等不足。
2)光学式车轮定位仪
光学式车轮定位仪一般由转盘、支架、车轮镜和投光装置等组成。投光装置(由投光器和投影屏组成)也像水准仪一样安装在支架上,而支架固定在轮辋上。该定位仪利用光学投影原理,将车轮纵向旋转平面与车轮定位的关系投影到带有指示刻度的投影屏上,从而测得车轮定位值。
3)激光式车轮定位仪
激光式车轮定位仪的检测原理与光学式车轮定位仪相同,只不过采用的是激光投影系统,因而在强烈的阳光下也能清楚地从投影屏读出测量数据。
4)电子式车轮定位仪
电子式车轮定位仪则是在光学式车轮定位仪和激光式车轮定位仪的基础上,由投影屏刻度显示转变为显示屏数字显示。
5)微机式车轮定位仪
微机式车轮定位仪比以上几种车轮定位仪先进,国内外生产的四轮定位仪多以这种类型为主,可同时检测前、后轮的车轮定位参数。微机式车轮定位仪由于采用微电脑技术和精密传感测量技术,并备有完整齐全的配套附件,所以具有测量准确和操作简便等优点。它一般由微机主机、彩色显示器、操作键盘、传感器、转盘、自中式支架、打印机和遥控器等组成,往往制成可移动台式的。
静态检测法具体的操作规程如下。
1)被检测车辆应具备的条件
在检测汽车的四轮定位时,被检测车辆应满足以下要求。
(1)前后轮胎胎压及胎面磨损基本一致。
(2)前后悬架系统的零部件完好、不松旷,减振器性能良好、不漏油。
(3)转向系统调整适当,不松旷。
(4)汽车前、后高度与标准值的差不大于5 mm。
(5)制动系统正常。
这样做的好处有以下几点。
(1)保证车辆行驶的稳定性能,同时在操控上也更有驾驶乐趣。
(2)杜绝因为车辆跑偏而导致的交通事故。
(3)可以减轻汽车轮胎的磨损,延长轮胎的使用寿命。
(4)可以减轻油耗,因为做了四轮定位后可以减轻汽车行驶时的“吃胎”现象,因此也可以降低汽车行驶的油耗。
(5)减少汽车行驶、转向和悬挂系统的损耗,延长这些机件的使用寿命。
2)安装传感器
按照如图4-65所示的步骤安装传感器。
图4-65 传感器安装方法
(a)安装支架;(b)保险锁;(c)安装传感器;(d)接线;(e)二次举升;(f)补偿控制
(1)将传感器和支架从四轮定位仪上拆下来,放在工作台上。
(2)将4个支架安装在4个车轮的轮辋上,并将熔断丝上的螺母拧紧在车轮的打气孔上,防止轮辋安装不稳而掉下。
(3)将4个传感器按照规定安装在车轮上的4个支架上。
(4)用接线将4个传感器连接好,并连接到四轮定位仪后部的接线孔上。(www.daowen.com)
3)电脑进入操作系统
起动四轮定位仪上的电脑,进入操作系统进行操作。
(1)输入用户名和用户密码。
(2)输入用户信息或者选择查询用户信息,调入用户信息。
(3)选择需要进行四轮定位的车辆的信息,包括汽车车型和底盘号,并单击<OK>按钮。
(4)电脑屏幕上会显示出车型的规格值和公差,单击<OK>按钮。
(5)之后,电脑屏幕上会显示出不同的胎面状态。选择屏幕上的胎面状态与所检测车型最符合的图标并单击<OK>按钮。
(6)进入胎面深度的操作。检查待检测车辆4个轮胎胎面沟槽的深度,在电脑屏幕上按照对应顺序输入各个轮胎胎面沟槽的深度,并单击<OK>按钮。
(7)之后,进入胎面压力的操作。检查待检测车辆4个轮胎压力的大小,在电脑屏幕上按照对应顺序输入各个轮胎的压力,并单击<OK>按钮。
(8)进入补偿控制。
4)补偿控制
(1)补偿方式选择三点补偿。
(2)移动二次举升装置到车桥下,二次举升汽车。
(3)长按传感器上的补偿按钮,直到绿灯熄灭、红灯闪烁后,旋转传感器旋钮,松开传感器。
(4)逆时针转动车轮,直到绿灯亮后,将水平仪中的气泡调整到中心,旋转传感器的旋钮锁紧传感器,使其不能与车轮相对转动。
(5)重复(3)、(4)步骤,直到红灯不闪烁,红绿两盏灯同时亮。这时,电脑屏幕上的红色字“传感器需要补偿”转变为黑色字“传感器良好”,说明这个轮胎补偿完毕。
(6)继续按上面的步骤,对余下的轮胎进行补偿,直到4个车轮完成补偿后,单击电脑的<继续>按钮,进行下一步操作。
5)二次举升机的操作方法
下面以QJY30-4CB型四柱桥式二次举升机为例,介绍二次举升机的操作方法。
(1)一次举升:将控制面板侧的红色开关拨到<0>后,按下控制面板红色按钮<↑>,这时托板托起汽车上升,直至上升到恰当的高度,松开按钮。这时,为了安全起见,应按下旁边的绿色按钮<↓>,使托板下降一小段距离,直到托板不能下降,发出“咔”响声。此时托板被锁紧,防止在检测和维修过程中造成安全事故。
(2)二次举升:在一次举升之后,将控制面板侧的红色开关拨到<1>,这时按下控制面板的红色按钮<↑>,便能进行二次举升。
(3)下降:二次举升后,直接按下绿色按钮<↓>,便能下降二次举升装置。之后,将控制面板侧的红色开关拨到<0>,按下控制面板红色按钮<↑>,上升一小段距离,拉下机械保险锁臂后,再按下旁边的绿色按钮<↓>,托板就能依照按下绿色按钮的时间控制下降的距离。
6)车辆测量调整图解
图4-66和图4-67所示是定位仪电脑显示器显示的前后轮的调整条。
图4-66 前轮调整条
图4-67 后轮调整条
进行轮胎补偿后,继续操作会进入车辆测量调整的界面。这时屏幕上会显示前轮的6条调整条,显示红色的调整条说明车轮需要进行定位,显示绿色的调整条说明车轮不需要调整或者车轮已经调整好。当前轮的6条调整条都显示绿色时,说明汽车的前轮已经调整好。单击屏幕右边的按钮,可以对汽车的后轮或者其他参数进行调整。
(1)单击<调整图解>按钮后,单击<前一调整图>或者<后一调整图>可以查看前轮前束、后倾角、前轮外倾角和后轮前束等车轮定位的调节位置和调整方法。
(2)单击<OK>按钮,返回到车辆测量调整的界面。然后,对汽车的主销后倾角、主销内倾角、前轮外倾角、前轮前束、后轮外倾角和后轮前束进行调整,直到调整条的颜色全部都显示绿色,调整结束,四轮定位完成。
(3)车轮定位调整图解如图4-68所示。
图4-68 车轮定位调整图解
(a)前轮外倾角;(b)前轮后倾角;(c)前轮前束;(d)后轮前束
7)四轮定位的调整过程
(1)调整主销后倾角和车轮外倾角。主销后倾角和车轮外倾角可以通过在车架内侧和控制臂销轴之间增加或者减少垫片进行调整。通过在销轴端增、减垫片可以调整主销后倾角;在前后螺栓增加或减少等量垫片可以调整车轮外倾角。
(2)调整前轮前束。图4-69为车轮定位调整位置,在调整前轮前束之前,先确定当前轮朝向正前方时转向盘处于中央位置,然后松开转向横拉杆调整套筒上的锁紧螺栓,必要时松开防尘罩夹子,通过转动套筒改变横拉杆的长度来调整前轮前束。
图4-69 车轮定位调整位置
(3)调整后轮外倾角。图4-70为后轮前束的调整,对于有些半独立悬架,可以在后轴和后轴固定座之间加装不同厚度的垫片来改变后轮外倾角和后轮前束,后轮外倾角可以通过改变后轴上方或下方的垫片厚度来调整。对于其他一些悬架,后轮外倾角可以通过在转向节上端和滑柱之间加装楔形隔套来调整。此外,有些汽车的后轮外倾角是通过控制臂或拖臂固定座处的偏心螺栓和凸轮来调整。
(4)调整后轮前束。如图4-70所示,松开后轮转向横拉杆锁紧螺栓,转动偏心螺栓,从而改变后轮前束。
图4-70 后轮前束的调整
车轮定位的调整过程中,各个参数之间是相互影响的,假若调整过程中无论怎样调整都不能达到满意值,此时就需要考虑是否需要更换零件。
8)数据标准与故障分析
(1)部分汽车车型的四轮定位参数如表4-30所示。
表4-30 部分四轮定位参数
(2)对汽车四轮定位参数的分析。当检测车辆的定位值与标准值不符时,偏差值的大小会在不同程度上影响汽车的行驶系统,造成方向转向沉重、发抖、跑偏、不正、不归位,或者轮胎出现单边磨损、波状磨损、块状磨损、偏磨等不正常磨损,以及驾驶人驾驶时车感漂浮、颠簸、摇摆等现象,此时就需要对汽车四轮定位值进行调整,使汽车性能达到最佳。
9)注意事项
(1)桥式二次举升机的操作注意事项
①举升机最大载荷不得超过额定值。
②将待修车辆升至所需高度后,再按向下按钮,使横梁挡块平稳地插入立柱保险板上的方孔内,托板处于锁紧状态。
③下降时,先用右手按一下向上按钮,使托板上升一小段距离后,左手拉下手柄,使4块挡块脱离保险板,再按向下按钮使托板下降到适当高度。
④严禁挡块在保险板方孔内,托板处于锁紧状态下硬按手柄。
⑤举升机工作一段时间后,如发现桥面有倾斜现象,可调节立柱顶面的钢丝绳,使桥面调在一个水平面上。
⑥注意电动机的转向标记,顺时针为油泵工作转向,若相反,应转换顺序。
⑦配二次举升的举升机在二次举升时,应注意小车活塞杆上的警戒线,当活塞杆超越警戒线时,应立即停止举升。
⑧配二次举升的举升机,切忌接通二次举升开关(二刀二闸开关)而进行二次举升;或在接通二次举升开关状态下,升降举升机。
(2)四轮定位仪的操作注意事项
①安装支架到轮辋上,需将熔断丝的螺母拧紧在车轮的打气孔上,防止支架安装不稳而造成支架和传感器跌坏。
②传感器是四轮定位仪的重要元件,安装和拆下的过程中应防止发生碰撞,以免损坏传感器。使用前,要对传感器进行校正,以保证测试精度。
③4个传感器之间是靠红外线传递信号的,检测的过程中人和物都应该避免在两传感器之间遮挡红外线的传递。
④移动四轮定位仪时,应避免使其受到振动,否则可能使传感器及电脑受到损坏。在检测四轮定位前须进行车轮传感器补偿,以免造成较大的测量误差。
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