汽车四轮定位的分析与研究31992.docx
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1、长江职业学院毕业设计(论文)题目 汽车车四轮定定位的分分析与研研究学 院 工 学 院 专 业 汽车电电子技术术 学 号 学生姓名 指导教师 日 期 20007.12 .288 开题报告题目: 汽汽车四轮轮定位的的分析与与研究1. 本课题的研研究意义义 随随着汽车车工业的的蓬勃的的兴起和和飞速发发展,各各种新技技术的不不断应用用,使得得汽车的的各种使使用性能能逐步提提高。四四轮定位位就是汽汽车新技技术之一一,车轮轮定位的的正确与与否将直直接影响响汽车的的各种使使用性能能,如汽汽车的动动力性,操操纵稳定定性,安安全性燃燃油经济济性等;若不能能正确的的定位就就造成轮轮胎的非非正常磨磨损,降降低其使使
2、用寿命命。因而而,汽车车在使用用过程中中保持车车轮定位位的标准准值显得得犹为重重要。2.本课题题的研究究问题汽车定位过过程中往往往会出出现定位位不准确确,从而而间接影影响汽车车的操纵纵及安全全性能。本本课题主主要从以以下几个个方面来来分析和和研究汽汽车四轮轮定位。(1) 四轮定定位相关关参数的的分析(2) 四轮定定位的调调整步骤骤和方法法(3) 定位参参数不良良引起的的故障、症症状及具具体的原原因分析析3.本课题题的研究究方法首先完成好好论文的的开题报报告,列列出研究究课题的的内容,然然后收集集相关数数据,并并查阅资资料,必必要时借借助实验验室四轮轮定位仪仪完成好好论文。按此研究的的内容完完成
3、论文文后,它它能使我我们对汽汽车四轮轮定位有有更全面面的了解解和深刻刻的认识识,同时时也为我我们更好好地掌握握四轮定定位提供供了一份份不可少少的资料料。目 录摘要.331 绪论论.41.1 四轮定定位的概概念441.2 汽车故故障与四四轮定位位的关系系41.2.11 汽车方方向跑偏偏 41.2.22 汽车轮轮胎的磨磨损51.3 汽四轮轮定位的的必要性性 52 汽车车四轮定定位的相相关参数数662.1 转向轮轮定位 62.1.11 主销后后倾角62.1.22 主销内内倾角772.1.33 前轮外外倾角82.1.44 车轮前前束992.2 后轮定定位992.2.11 后轮外外倾角 102.2.22
4、 后轮前前束 102.2.33 推力角角 103 四轮轮定位的的调整步步骤和方方法113.1 定位前前的检查查 113.1.11 外观检检查113.1.22 行车高高度测量量113.1.33 车下检检查123.1.44 路试123.2 电脑检检测1123.3 车体调调整123.3.11 前束的的调整123.3.22 车轮外外倾角的的调整133.3.33 主销后后倾角的的调整1443.3.44 主销内内倾角的的调整153.3.55 推力角角的调整整1553.4 电脑复检检1553.5 试车1553.6 修整163.7 打印结结果1164 结语语17致谢18参考文献19摘 要近年来汽车车数量不不断
5、增加加,其中轿轿车均采采用独立立悬架。由由于独立立悬架结结构紧凑凑,零件件刚度低低,抗变变形能力力较差,加加上各摆摆臂的绞绞支点采采用橡胶胶套结构构,因而而在使用用中四轮轮定位很很容易失失准,继继而造成成轮胎的的非正常常磨损,降降低了轮轮胎的使使用寿命命。所以以经常检检测车轮轮定位参参数,并并对它进进行适时时调整,使使其处于于合理的的范围内内,对提提高汽车车的动力力性、操操纵稳定定性、安安全性以以及经济济性有着着重要的的意义。本文结合前前轮定位位的定义义提出了了四轮定定位的概概念,分分析了汽汽车四轮轮定位的的相关角角度和它它们对汽汽车使用用性能及及轮胎的的影响,并并研究了了四轮定定位的调调整步
6、骤骤和各个个角度的的调整方方法。关键词: 四轮定定位 调整 方法 原因 1 绪论论1.1 四轮定定位的概概念我们知道,前前轮定位位有一定定的描述述性概念念:“为了保保证汽车车直线行行驶的稳稳定性和和操纵的的轻便性性,减少少轮胎和和其他机机件的磨磨损,转转向车轮轮、转向向节、前前轴3者与车车架的安安装应保保持一定定的相对对位置关关系,这这种安装装位置称称为前轮轮(转向向轮)定定位。了了解前轮轮定位有有助于更更好地理理解“四轮定定位”这个概概念。四轮定位前前轴的定定位角度度包括后后倾角、前前倾角、前前束角、内内倾角等等,后轴轴的定角角度包括括外倾角角、前束束角、推推力角(线线)。另另外,还还有垂直
7、直且平分分前后轴轴的纵向向几何中中心线、侧侧向偏角角、轴偏偏角、轮轮迹宽差差值。了了解四轮轮定位的的内容后后,可以以给其一一个特性性概念:“使汽车车后轮推推力线与与几何中中心线相相重合且且平分并并垂直于于前后轮轮轴,把把四个车车轮分别别安装在在前后轴轴相应位位置的关关系特点点称“四轮定定位”。1.2 汽车故故障与四四轮定位位的关系系从实际测得得的捷达达轿车的的部分的的定位角角度(左左前轮部部分定位位角度和和后轮左左右外倾倾角、推推力角,见见表1)可以以看出汽汽车故障障与四轮轮定位的的关系。 表1 捷达轿轿车的左左前轮部部分定位位角度及及故障现现象定位角度实测角度值值与标准值比比较故障表现零部件
8、情况况后倾角+2199太大转向沉重,不不能自动动回正,有有向右跑跑偏现象象副车架或下下支臂有有变形外倾角 +0299太大轮胎外缘严严重磨损损,有向向左跑偏偏现象下支臂变形形内倾角+9411 太大 转向不不稳定转向节或半半轴有轻轻度变形形前束角+0233 太大轮胎严重单单边磨损损可调整转向向拉杆1.2.11 汽车方方向跑偏偏汽车不能持持续直线线行驶,不不受外力力的情况况下自动动偏离居居中行驶驶方向的的现象称称为汽车车的方向向跑偏。它它有4种形式式:(1)直行时时向左跑跑偏;(2)直行时时向右跑跑偏;(3)直直行时方方向不稳稳定,向向左稍打打方向盘盘则向左左跑偏,向向右稍打打方向盘盘则向右右跑偏;
9、(4)直行时时向左或或向右来来回跑偏偏,漂浮浮不定。这这些现象象都能通通过给汽汽车做四四轮定位位或四轮轮定位补补偿来解解决。在实际维修修中,有有些汽车车做了四四轮定位位,而且且定位角角度调整整得都在在标准数数据范围围内,但但汽车行行驶中还还是出现现方向跑跑偏现象象。这种种跑偏和和轮胎(包包括气压压、胎纹纹深度)、路路面、风风阻等因因素有很很大关系系。应该该把四轮轮轮胎进进行换位位来确定定轮胎是是否有问问题。由由于汽车车在实际际行驶中中影响定定位的外外界条件件不是特特别理想想,所以以在维修修中应把把四轮定定位调整整到合适适于该车车偏率的的范围内内,使汽汽车都能能有效地地直线行行驶。1.2.22
10、汽车轮轮胎的磨磨损轮胎的磨损损情况主主要受前前束和外外倾角的的影响,另另外,轮轮胎的气气压过高高或过低低都会影影响轮胎胎的正常常磨损。一一般的轮轮胎磨损损情况:(1)胎冠两两肩磨损损;(2)胎冠中中部磨损损;(3)胎冠外外侧磨损损;(4)胎冠内内侧磨损损;(5)胎冠由由外侧向向内侧或或由内侧侧向外侧侧的锯齿齿形磨损损;(6)胎侧的的锯齿形形磨损;(7)胎冠呈呈波浪形形或碟边边磨损;(8)胎冠呈呈棱形磨磨损;(9)肯胎。1.3 汽汽四轮定定位的必必要性为了保持汽汽车直线线行驶的的稳定性性和操作作轻便性性,减轻轻轮胎及及其他机机件的磨磨损,汽汽车车轮轮需要保保持合理理的定位位参数,如如果不然然,不
11、仅仅会引起起滚动阻阻力增加加、动力力性能下下降,而而且会使使汽车不不能保持持直线行行驶而发发生侧滑滑,使轮轮胎磨损损加剧及及在路面面上容易易引发事事故,汽汽车油耗耗也会增增加,使使经济性性变差。2 汽车车四轮定定位的相相关参数数2.1 转向轮轮定位为了保证汽汽车直线线行驶的的稳定性性和操纵纵的轻便便性,减减少轮胎胎和其他他机件的的磨损,转转向车轮轮、转向向节、前前轴3者与车车架的安安装应保保持一定定的相对对位关系系,这种种安装位位置称为为转向车车轮定位位。2.1.11 主销后后倾角主销后倾角角是转向向轴线向向后倾斜斜的角度度。主销销后倾角角是汽车车纵向平平面观察察时,测测量转向向轴线至至垂直线
12、线之间的的角度而而得,用用表示。如如图1所示。从从垂直线线向后倾倾斜,称称为正主主销后倾倾角;向向前倾斜斜则称为为负主销销后倾角角。向轴轴线的中中心线与与地面有有一个交交点,轮轮胎与路路面接触触面有一一个中心心点,该该点到转转轴中心心线之间间的距离离L称为主主销后倾倾移距。主主销后倾倾角能形成成回正的的稳定力力矩。如如果车辆辆具有正正主销后后倾角,当当汽车直直线行驶驶时,若若转向轮轮偶然受受到外力力作用而而稍有偏偏转(例如向向右偏转转,如图图中箭头头所示),将使使汽车行行驶方向向向右偏偏离。这这时,由由于汽车车本身离离心力的的作用,侧侧向推力力就会对对车轮形形成绕主主销轴线线作用的的力矩YL,
13、其方方向正好好与车轮轮偏转方方向相反反。在此此力矩作作用下,将将使车轮轮回复到到原来中中间的位位置,从从而保证证了汽车车稳定的的直线行行驶。但但此力矩矩不宜过过大,否否则在转转向时为为了克服服此稳定定力矩,驾驾驶员须须在转向向盘上施施加较大大的力(即所谓谓转向盘盘沉重)。主销后倾角角愈大,车车速愈高高,力矩矩YL愈大,转转向轮偏偏转后自自动回正正的能力力也愈强强。一般般角不超超过23。主销销后倾角角一般是是将前轴轴连同悬悬架安装装在车架架上,使使前轴向向后倾斜斜形成的的。 图图 1 图 222.1.22 主销内内倾角在汽车的横横向平面面内(汽车的的前后方方向),主销销上部向向内倾斜斜一个角角度
14、,这这个主销销轴线与与垂线之之间的夹夹角称为主主销内倾倾角,车车辆向左左或向右右转向时时,车轮轮会围绕绕主销轴轴线转动动,该轴轴线称为为转向轴轴线。在在减振器器上支撑撑轴承和和下悬架架臂球节节之间,画画一条假假象直线线,也是是转向轴轴线,如如图2 a)。 主销内内倾角有使车车轮自动动回正的的作用,如如图2 b)所示。当当转向车车轮在外外力作用下由中间间位置偏偏离左右右一个角角度时,车车轮的最最低点将将陷入路路面以下下h处,实际际上车轮轮边缘不不可能陷陷人路面面以下,而而是将转转向轮连连同整个个汽车前前部向上上抬起一一个相应的高度度h,这样样汽车本本身的重重力有使使转向轮轮回复到到原来中中间位置
15、置的效应应,即能自动回正正,主销销内倾角角愈大或或转向轮轮偏转角角愈大,汽汽车前部部就被抬抬起得愈愈高,转向轮自动动回正的的作用就就愈大。 主主销内倾倾角的另另一个作作用是使使转向轻轻便,见见图2a),由于于主销的的内倾使使得主销销轴线与与路面的的交点到到车轮中中心平面面与地面面交线的的距离c减小,转转向时路路面作用用在转向向轮上的的阻力矩矩减小(因力臂c减小),从而而可降低低转向时时驾驶员员加在转转向盘上上的力使使转向操操作轻便便,同时时也可以以减小因因路面不不平而从从转向轮轮传到转转向盘上上的冲击击力。但但c值也不不宜过小小,即内内倾角不不宜过大大,否则则在转向向时,车车轮绕主主销偏转转的
16、过程程中,轮轮胎与路路面间将将产生较较大的滑滑动,因因而增加加了轮胎胎与路面面的摩擦擦阻力,这这不仅使使转向变变得很沉沉重,而而且加速速了轮胎胎的磨损损。故一一般内倾倾角不大于8,距离c一般为4060mmm。但在在一些发发动机前前置、前前轮驱动动的轿车车上,为为了使汽汽车具有有良好的的行驶稳稳定性,其其主销内内倾角均均较大,如如奥迪100型轿车车为142;天津津夏利TJ771000型轿车车为1230。主销内倾角角通过前前梁的设设计来保保证,由由机械加加工来实实现。加加工时将将前梁两两端的主主销轴线线上端内内倾斜就就形成了了内倾角角。悬架类型不不同,转转向轴线线结构有有可能不不同。对对于非独独立
17、悬架架,车桥桥每端都都装有一一个主销销。转向向主销轴轴线就相相当于其其他类型型悬架中中的转向向轴线。在在独立悬悬架中,上上球节与与下球节节之间的的连线便便构成了了主销轴轴线。2.1.33 前轮外外倾角向汽车前后后方向看看车轮,轮轮胎并非非垂直安安装,而而是稍微微倾斜。在在汽车的的横向平平面内,前前轮中心心平面向向外倾斜斜一个角角度,如图图3所示,称称为前轮轮外倾角角。轮胎呈现“八”字形张张开时称称为负外外倾,而而呈现“V”字形张张开时称称正外倾倾。前轮轮外倾角角具有提提高转向向操纵轻轻便性和和车轮工工作安全全性的作作用。如如果空车车时车轮轮的装正正好垂直直与路面面,则满满载时车车桥将因因承载变
18、变形而可可能出现现车轮内内倾,这这样将加加速汽车车轮胎的的偏磨损损。另外外,路面面对车轮轮垂直反反作用力力沿轮毂毂的轴向向分力将将使轮毂毂压向轮轮毂外端端的小轴轴承,加加重了外外端小轴轴承及轮轮毂紧固固螺母的的负荷,降降低它们们的使用用寿命,严严重时会会损坏外外端的锁锁紧螺母母而使车车轮松脱脱,造成成交通事事故。因因此,为为了使轮轮胎磨损损均匀和和减轻轮轮毂外轴轴承的负负荷,安安装车轮轮时预先先使其有有一定的的外倾角角,以防防止车轮轮内倾。外倾角也不不宜过大大,否则则也会使使轮胎产产生偏磨磨损。前轮的外倾倾角是在在转向节节的设计计中确定定的。设设计时使使转向节节轴颈的的轴线与与水平面面成一角角
19、度,该该角度即即为前轮轮外倾角角。在使使用不同同斜交轮轮胎的时时期,由由于使轮轮胎倾斜斜触地便便于转向向盘的操操作,所所以外倾倾角设计计得比较较大。随随着汽车车装用的的扁平子子午线不不断普及及,并由由于子午午线轮胎胎的特性性(轮胎花花纹刚性性胎体比比较软,外外胎面宽宽),若设设定较大大外倾角角,会使使轮胎偏偏磨,缩缩短轮胎胎的使用用寿命。现现在的汽汽车一般般都将外外倾角设设定为1左右。为为改善前前桥的稳稳定性,早早期汽车车的车轮轮采用正正外倾角角,使轮轮胎与地地面成直直角,防防止在中中间高于于两边的的路面上上行驶时时,轮胎胎不均匀匀磨损。在在现代汽汽车中,由由于悬架架和车桥桥比过去去的坚固固,
20、加之之路面平平坦,所所以,采采用正外外倾角的的必要性性少了。结结果,在在车轮调调整上,倾倾向于采采用近零零度的外外倾角。某某些车辆辆甚至采采用负外外倾角,以以改善转转向性能能。 图 3 图 42.1.44 车轮前前束俯视车轮,汽汽车的两两个前轮轮的旋转转平面并并不完全全平行,而而是稍微微带一些些角度这种现象称称为前轮轮前束。在在通过两两前轮中中心的水水平面内内,两前前轮的前前边缘距距离B小于两两前轮后后边缘距距离A,A-B之差称称为前轮轮前束,如如图4所示。像像内八字字一样前前端小后后端大的的称为前前束,而而像外八八字一样样后端小小前端大大的称为为后束或或负前束束。 前前轮前束束的作用用是为了
21、了消除由由车轮外外倾而引引起的前前轮“滚锥效效应”。即车车轮有了外倾角角后,在在滚动时时,就类类似于圆圆锥滚动动,从而而导致两两侧车轮轮向外滚滚开。由由于转向横拉拉杆和车车桥的约约束使车车轮不可可能向外外滚开,车车轮犒将将在地面面上出现现边滚边向内滑移移的现象象,从而而增加了了轮胎的的磨损。为为了消除除车轮外外倾带来来的这良良后果,在安装车轮轮时,使使汽车两两前轮的的中心平平面不平平行,两两轮前边边缘距离离B小于后后边缘距离A。这这样可使使车轮在在每一瞬瞬时滚动动方向接接近于向向着正前前方,从从而在很很大程度上减轻和和消除了了由于前前轮外倾倾角产生生的不良良后果。 一般前前束值为为012mmm
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