汽车车轮定位检测-汽车检测诊断技术-凌永成-电子.ppt

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1、汽车检测诊断技术汽车检测诊断技术沈阳大学沈阳大学 凌永成凌永成 配配 套套 教教 材材 信信 息息教材名称：汽车检测诊断技术教材名称：汽车检测诊断技术教材主编：凌永成教材主编：凌永成教材定价：教材定价：34RMB出版社：清华大学出版社出版社：清华大学出版社出版时间出版时间/版次：版次：2009年年8月第月第1版版国际标准书号（国际标准书号（ISBN）：）：978-7-302-20268-4 教材所属系列：教材所属系列：普通高等院校汽车工程类规划教材普通高等院校汽车工程类规划教材第第6章章 汽车车轮定位检测汽车车轮定位检测6.1 车轮定位参数车轮定位参数 为使转向车轮操纵轻便、行驶稳定可靠和减少

2、轮为使转向车轮操纵轻便、行驶稳定可靠和减少轮胎的偏磨损，在转向车轮上设计有主销后倾角胎的偏磨损，在转向车轮上设计有主销后倾角 、主销内倾角主销内倾角 、车轮外倾角、车轮外倾角 和前轮前束等参和前轮前束等参数，称为数，称为“转向桥车轮定位转向桥车轮定位”。由于汽车转向轮一般。由于汽车转向轮一般是前轮，故习惯上称为是前轮，故习惯上称为“前轮定位前轮定位”。后轮外倾角和后轮前束称为后轮外倾角和后轮前束称为“后轮定位后轮定位”。其作。其作用是使前后轮胎的行驶轨迹重合，以减少高速行车时用是使前后轮胎的行驶轨迹重合，以减少高速行车时前后车轮轮胎的横向侧滑量和轮胎的偏磨损。前轮定前后车轮轮胎的横向侧滑量和轮

3、胎的偏磨损。前轮定位和后轮定位合称为四轮定位。位和后轮定位合称为四轮定位。前轮定位前轮定位1.主销后倾角主销后倾角 和主销内倾角和主销内倾角 主销后倾角（主销后倾角（caster angle）是在汽车纵向平面内，主）是在汽车纵向平面内，主销上部向后倾斜而与车轮中心的垂线形成的角度销上部向后倾斜而与车轮中心的垂线形成的角度 ，如图，如图6-1所示。所示。图图6-1 主销后倾角主销后倾角 主销后倾角不宜过大，否主销后倾角不宜过大，否则转向时，须在转向盘上施则转向时，须在转向盘上施加较大的力，导致转向盘沉加较大的力，导致转向盘沉重。一般角不超过重。一般角不超过23。目前，乘用车广泛采用目前，乘用车广

4、泛采用低压胎，轮胎与地面接触面低压胎，轮胎与地面接触面增大，从而引起回正力矩增增大，从而引起回正力矩增加，因此加，因此 角可减小到接近角可减小到接近于零，甚至为负值，但不超于零，甚至为负值，但不超过过1。主销内倾角（主销内倾角（SAI，steering axis inclination）是在汽车）是在汽车横向平面内，主销上部向内倾斜而与垂线形成的角度横向平面内，主销上部向内倾斜而与垂线形成的角度 ，如，如图图6-2a所示。所示。主销内倾角有以下两个作用：主销内倾角有以下两个作用：（1）具有自动回正的能力。）具有自动回正的能力。（2）转向轻便。）转向轻便。图图6-2 主销内倾角主销内倾角 主销内

5、倾角不宜过大。主销内倾角不宜过大。否则在转向时，在车轮绕主否则在转向时，在车轮绕主销偏转的过程中，轮胎与路销偏转的过程中，轮胎与路面间将产生较大的滑动，从面间将产生较大的滑动，从而增加轮胎与路面的摩擦阻而增加轮胎与路面的摩擦阻力，这样不仅使转向变得很力，这样不仅使转向变得很沉重，而且会加速轮胎的磨沉重，而且会加速轮胎的磨损。故主销内倾角一般不大损。故主销内倾角一般不大于于8。2.车轮外倾角车轮外倾角 和前轮前束和前轮前束AB 除主销后倾和内倾两个角度用于保证汽车稳定直线行驶除主销后倾和内倾两个角度用于保证汽车稳定直线行驶外，车轮中心平面也不是垂直于地面的，而是向外倾斜一个外，车轮中心平面也不是

6、垂直于地面的，而是向外倾斜一个角度角度 ，称为车轮外倾角（，称为车轮外倾角（camber angle），如图），如图6-3所所示。外倾为正，内倾为负。示。外倾为正，内倾为负。图图6-3 车车轮轮外外倾倾角角 车轮外倾角有以下四个作用：车轮外倾角有以下四个作用：（1）转向轻便。）转向轻便。（2）减小轮胎偏磨。）减小轮胎偏磨。（3）保护轴头螺母。）保护轴头螺母。（4）保持轮胎与拱形路面垂直，减）保持轮胎与拱形路面垂直，减少轮胎偏磨损。少轮胎偏磨损。车轮有了外倾角可与拱形路面相适应。车轮外倾角一般车轮有了外倾角可与拱形路面相适应。车轮外倾角一般为为301。由于车轮外倾角的存在，会使车轮在滚动时类似滚

7、锥而由于车轮外倾角的存在，会使车轮在滚动时类似滚锥而向外滚开，由于转向横拉杆和车桥的约束使车轮不可能向外向外滚开，由于转向横拉杆和车桥的约束使车轮不可能向外滚开，车轮将在地面上出现边滚边滑的现象，从而加重轮胎滚开，车轮将在地面上出现边滚边滑的现象，从而加重轮胎的磨损。为了消除车轮外倾角所带来的副作用，保持汽车正的磨损。为了消除车轮外倾角所带来的副作用，保持汽车正直行驶，车轮应设置前束。直行驶，车轮应设置前束。前桥左、右车轮的旋转平前桥左、右车轮的旋转平面不平行，车轮前端胎面中心面不平行，车轮前端胎面中心线间的距离线间的距离B小于车轮后端胎小于车轮后端胎面中心线间的距离面中心线间的距离A，称为前

8、，称为前轮前束轮前束AB（wheel toe），），如图如图6-4所示。所示。图图6-4 前轮前束前轮前束AB对于每个车轮来说，前端偏向汽对于每个车轮来说，前端偏向汽车中心纵轴线为正前束，前端偏车中心纵轴线为正前束，前端偏离汽车中心纵轴线为负前束（又离汽车中心纵轴线为负前束（又称前张）。总前束（称前张）。总前束（total toe）是左轮前束和右轮前束之和。是左轮前束和右轮前束之和。前轮前束可通过改变横前轮前束可通过改变横拉杆的长度来调整。一般拉杆的长度来调整。一般前束值都小于前束值都小于812 mm。3.包容角包容角 包容角（包容角（included angle，图，图6-5）是主销内倾角与

9、车前）是主销内倾角与车前轮外倾角之和。轮外倾角之和。图图6-5 包容角（包容角（Included Angle）因为包容角是由刚性因为包容角是由刚性零件（转向铰节组件或麦零件（转向铰节组件或麦逊式减震柱）确定的，所逊式减震柱）确定的，所以它一般是不可调的。当以它一般是不可调的。当这些零件变形时主销内倾这些零件变形时主销内倾角将发生变化。因此，包角将发生变化。因此，包容角是一个用来诊断车轴容角是一个用来诊断车轴磨损及减震器变形的有力磨损及减震器变形的有力工具。工具。各种车型的转向轮定位值，各汽车制造厂均有规定。表各种车型的转向轮定位值，各汽车制造厂均有规定。表6-1列出几种常见汽车的转向轮定位值。

10、列出几种常见汽车的转向轮定位值。后轮定位后轮定位1.推力角推力角 后轮定位是后轮定位是通过推力线体现通过推力线体现的。推力线是经的。推力线是经过后桥中心且和过后桥中心且和后桥中心线垂直后桥中心线垂直相交的一条假想相交的一条假想线，指向汽车前线，指向汽车前进方向。汽车的进方向。汽车的纵向几何中心线纵向几何中心线也是一条假想线，也是一条假想线，它是通过汽车前它是通过汽车前桥和后桥中心线桥和后桥中心线的直线。的直线。a）后桥安装正确（推力线和汽车几何中心线重合）后桥安装正确（推力线和汽车几何中心线重合）b）后桥安装偏斜（推力线和汽车几何中心线不重合）后桥安装偏斜（推力线和汽车几何中心线不重合）图图6

11、-6 推力线与汽车纵向几何中心线推力线与汽车纵向几何中心线 推力角（推力角（thrust angle，也叫推进角或驱动偏向，也叫推进角或驱动偏向角）是指推力线和汽车的纵向几何中心线不重合时，角）是指推力线和汽车的纵向几何中心线不重合时，推力线与纵向几何中心线形成的夹角。推力线朝左，推力线与纵向几何中心线形成的夹角。推力线朝左，推力角为正，推力线朝右，推力角为负。后轮推力角推力角为正，推力线朝右，推力角为负。后轮推力角是两后轮前束角差值的一半。是两后轮前束角差值的一半。推力角并非设计参数，而是一种故障状态参数，推力角并非设计参数，而是一种故障状态参数，如左后轮和右后轮的前束不等、后轴安装偏斜、车

12、轴如左后轮和右后轮的前束不等、后轴安装偏斜、车轴偏角等，会产生推力角。偏角等，会产生推力角。推力角的存在会使汽车的行驶轨迹偏斜，当推推力角的存在会使汽车的行驶轨迹偏斜，当推力线向汽车几何中心线的左侧偏斜时，后轮将使汽力线向汽车几何中心线的左侧偏斜时，后轮将使汽车顺时针转向。如果驾驶员松脱转向盘，汽车向右车顺时针转向。如果驾驶员松脱转向盘，汽车向右转。若使汽车保持直线行驶，需使汽车前轮不断向转。若使汽车保持直线行驶，需使汽车前轮不断向左偏转进行补偿，这将造成轮胎的羽片状磨损。左偏转进行补偿，这将造成轮胎的羽片状磨损。2.后轮外倾角和前束角后轮外倾角和前束角 后轮外倾角其概念同前轮外倾角。许多前驱

13、动汽车的后后轮外倾角其概念同前轮外倾角。许多前驱动汽车的后轮具有轻微的负车轮外倾角，以便改进转向稳定性。轮具有轻微的负车轮外倾角，以便改进转向稳定性。推力角为零时，后轮单独前束角是指车轮中心线与汽车推力角为零时，后轮单独前束角是指车轮中心线与汽车几何中心线的夹角，左后轮和右后轮的单独前束角应相等。两几何中心线的夹角，左后轮和右后轮的单独前束角应相等。两后轮的前束不一致会形成推力角而引起跑偏。后轮的前束不一致会形成推力角而引起跑偏。3.车轴偏角车轴偏角 对于车轮安装角度正常的汽车，其左侧前后两个车轮中对于车轮安装角度正常的汽车，其左侧前后两个车轮中心线之间的距离应该与右侧前后两个车轮中心线之间的

14、距离相心线之间的距离应该与右侧前后两个车轮中心线之间的距离相等，即左右轴距相等。若车轮前束值失准或车辆发生了严重的等，即左右轴距相等。若车轮前束值失准或车辆发生了严重的碰撞事故，则会导致同一车轴上的两个车轮的位置发生变化，碰撞事故，则会导致同一车轴上的两个车轮的位置发生变化，使右前轮相对于左前轮向前（图使右前轮相对于左前轮向前（图6-7）或向后偏移。）或向后偏移。车轴偏角（车轴偏角（wheel set-back）是指同一车轴左右两个车）是指同一车轴左右两个车轮的位置发生变化后，其实际轴线与理论轴线之间的夹角，轮的位置发生变化后，其实际轴线与理论轴线之间的夹角，如图如图6-7所示。此时，一个车轮

15、较另一个车轮后退些。所示。此时，一个车轮较另一个车轮后退些。右侧车轮如果向前偏移，则车轴偏角为正；右侧车轮如右侧车轮如果向前偏移，则车轴偏角为正；右侧车轮如果向后偏移，则车轴偏角为负。果向后偏移，则车轴偏角为负。图图6-7 车轴偏角车轴偏角 车轴偏角不是设计角度，而车轴偏角不是设计角度，而是车辆由于碰撞事故或调整不当是车辆由于碰撞事故或调整不当而产生的。车轴偏角的出现将导而产生的。车轴偏角的出现将导致左右轴距的差异，这时汽车会致左右轴距的差异，这时汽车会出现跑偏及操纵不稳现象，行驶出现跑偏及操纵不稳现象，行驶方向将偏向轴距较小的一侧。方向将偏向轴距较小的一侧。车轴偏角只有高档的四轮定位仪（需有

16、车轴偏角只有高档的四轮定位仪（需有8个传感器）才能个传感器）才能测量出来，测量车轴偏角时，要先确定前束正确，因为不正确测量出来，测量车轴偏角时，要先确定前束正确，因为不正确的前束，测量时会产生不正常的车轴偏角数值。的前束，测量时会产生不正常的车轴偏角数值。车轮定位检测车轮定位检测 汽车车轮定位（汽车车轮定位（wheel alignment）的检测有动态和静态）的检测有动态和静态两种方法。两种方法。1.动态测量法动态测量法 动态检测法是汽车在低速直向行驶的状态下，通过测量车动态检测法是汽车在低速直向行驶的状态下，通过测量车轮作用在测试设备上的侧向力或由侧向力产生的侧滑量来检测轮作用在测试设备上的

17、侧向力或由侧向力产生的侧滑量来检测车轮定位角。车轮定位角。动态检测法的检测设备有两种形式：汽车车轮侧滑检验台动态检测法的检测设备有两种形式：汽车车轮侧滑检验台和滚筒式车轮定位检验台。和滚筒式车轮定位检验台。2.静态测量法静态测量法 静态测量法是根据轮胎旋转平面与车轮各定位角间存在的静态测量法是根据轮胎旋转平面与车轮各定位角间存在的直接或间接关系，在汽车车轮静止不动的状态下对车轮定位值直接或间接关系，在汽车车轮静止不动的状态下对车轮定位值进行几何检测。静态测量法的检测设备称为车轮定位仪。进行几何检测。静态测量法的检测设备称为车轮定位仪。车轮定位调整车轮定位调整1.几何中心线定位调整法几何中心线定

18、位调整法 几何中心线定位调整法是以汽车的几何中心线为参考直几何中心线定位调整法是以汽车的几何中心线为参考直线，将两个前轮的前束调整到规定值。长期以来都是用这种线，将两个前轮的前束调整到规定值。长期以来都是用这种方式进行车轮定位调整。如果后轮安装正确，即推力线与几方式进行车轮定位调整。如果后轮安装正确，即推力线与几何中心线重合，则这种方法定位调整效果很好。而当后轮位何中心线重合，则这种方法定位调整效果很好。而当后轮位置不正确时，这种定位调整方法会造成前轮前束调整不当。置不正确时，这种定位调整方法会造成前轮前束调整不当。2.推力线定位调整法推力线定位调整法 推力线定位调整法是将后轮的推力线作为参考

19、直线来进推力线定位调整法是将后轮的推力线作为参考直线来进行前轮前束的调整。当推力线和几何中心线不重合时，前轮、行前轮前束的调整。当推力线和几何中心线不重合时，前轮、后轮与汽车几何中心线不平行。当汽车直线行驶时，四个车后轮与汽车几何中心线不平行。当汽车直线行驶时，四个车轮并不指向正前方，会导致轮胎表面羽片状磨损。轮并不指向正前方，会导致轮胎表面羽片状磨损。3.完全四轮定位调整法完全四轮定位调整法 完全四轮定位调整法是首先测量推力线和汽车的几何中完全四轮定位调整法是首先测量推力线和汽车的几何中心线的相对位置（即测量推力角），然后测量每个后轮的前心线的相对位置（即测量推力角），然后测量每个后轮的前束

20、角并调整至技术参数要求，亦即使推力线与几何中心线重束角并调整至技术参数要求，亦即使推力线与几何中心线重合。合。调整的结果是使四个车轮都平行于几何中心线，而且在调整的结果是使四个车轮都平行于几何中心线，而且在直线行驶时，转向盘处于中心位置。现代的计算机车轮定位直线行驶时，转向盘处于中心位置。现代的计算机车轮定位系统能使四轮定位正确。系统能使四轮定位正确。最后，前轮前束的调整用重合的推力线和几何中心线作最后，前轮前束的调整用重合的推力线和几何中心线作为参考基准。为参考基准。何时进行车轮定位检测何时进行车轮定位检测 汽车发生碰撞事故维修后、换装新的悬架或转向及有关汽车发生碰撞事故维修后、换装新的悬架

21、或转向及有关配件后、新车行驶配件后、新车行驶3 000 km后，以及每行驶后，以及每行驶10 000 km或或6个个月后，出现下列问题时需要进行车轮定位检测：月后，出现下列问题时需要进行车轮定位检测：（1）直线行驶时，感觉需要紧握转向盘，往左边或右边拉，）直线行驶时，感觉需要紧握转向盘，往左边或右边拉，才能确保汽车直线行驶。才能确保汽车直线行驶。（2）感觉车身发飘或摇摆不定，方向很难操纵。）感觉车身发飘或摇摆不定，方向很难操纵。（3）前轮或后轮单边磨损或快速吃胎。）前轮或后轮单边磨损或快速吃胎。（4）安装新轮胎后，发现跑偏或吃胎。）安装新轮胎后，发现跑偏或吃胎。6.2 汽车车轮侧滑检测汽车车轮

22、侧滑检测车轮侧滑的产生原因车轮侧滑的产生原因 当转向轮外倾角和前束在使用过程中发生变化，两参数的当转向轮外倾角和前束在使用过程中发生变化，两参数的平衡被破坏，使轮胎处于边滚边滑的状态时，将产生侧向滑移平衡被破坏，使轮胎处于边滚边滑的状态时，将产生侧向滑移现象，称为车轮侧滑。现象，称为车轮侧滑。图图6-8 车轮外倾角和前束综合作用结果车轮外倾角和前束综合作用结果1-转向车轮；转向车轮；2-车轮前束；车轮前束；3-车轮外倾车轮外倾汽车前轮侧滑量对汽车使用性能的影响汽车前轮侧滑量对汽车使用性能的影响1.对汽车动力性、燃料经济性及制动性的影响对汽车动力性、燃料经济性及制动性的影响2.对操纵稳定性的影响

23、对操纵稳定性的影响3.对轮胎磨损的影响对轮胎磨损的影响汽车车轮侧滑试验台的检测原理汽车车轮侧滑试验台的检测原理 检测前轮侧滑量的主要目的是为了判断汽车前轮前束和检测前轮侧滑量的主要目的是为了判断汽车前轮前束和外倾这两个参数配合是否恰当，而非测量这两个参数的具体外倾这两个参数配合是否恰当，而非测量这两个参数的具体数值。数值。可用汽车车轮侧滑试验台（可用汽车车轮侧滑试验台（side slip tester）检测侧向滑）检测侧向滑移量的大小与方向，其实质是让汽车驶过可横向自由滑动的移量的大小与方向，其实质是让汽车驶过可横向自由滑动的滑动板，由于前轮前束和外倾角匹配不当而产生侧向作用力，滑动板，由于前

24、轮前束和外倾角匹配不当而产生侧向作用力，滑动板将产生侧向滑动，测量滑动板移动的大小和方向以表滑动板将产生侧向滑动，测量滑动板移动的大小和方向以表示汽车前轮侧滑量。示汽车前轮侧滑量。1.侧滑试验台的分类侧滑试验台的分类1）滑板式侧滑试验台）滑板式侧滑试验台 滑板式侧滑试验台是通过测量滑板的滑动量来检测车轮滑板式侧滑试验台是通过测量滑板的滑动量来检测车轮侧滑量的。按滑动板数不同，分为单板式滑板式侧滑试验台侧滑量的。按滑动板数不同，分为单板式滑板式侧滑试验台（图（图6-9）和双板式滑板式侧滑试验台（图）和双板式滑板式侧滑试验台（图6-10）两种。）两种。图图6-9 单板式滑板式侧滑试验台单板式滑板式

25、侧滑试验台 图图6-10 双板式滑板式侧滑试验台双板式滑板式侧滑试验台 2）滚筒式侧滑试验台）滚筒式侧滑试验台 滚筒式侧滑试验台（图滚筒式侧滑试验台（图6-11）是通过测量车轮的侧向力）是通过测量车轮的侧向力来检测车轮侧滑量的。来检测车轮侧滑量的。图图6-11 滚筒式侧滑试验台滚筒式侧滑试验台2.双滑板式侧滑试验台的工作原理双滑板式侧滑试验台的工作原理图图6-12 仅车轮前束（滑动板向仅车轮前束（滑动板向外测滑动）外测滑动）图图6-13 仅车轮外倾角（滑动板向仅车轮外倾角（滑动板向内测滑动）内测滑动）3.单滑板式侧滑试验台的工作原理单滑板式侧滑试验台的工作原理图图6-14 单滑板侧滑台的测量原

26、理分析图单滑板侧滑台的测量原理分析图 侧滑的检测标准侧滑的检测标准 侧滑试验台就是用上述原理来测量车轮侧滑量的，其实际侧滑试验台就是用上述原理来测量车轮侧滑量的，其实际显示的侧滑值是左、右车轮侧滑量的平均值。侧滑量的单位用显示的侧滑值是左、右车轮侧滑量的平均值。侧滑量的单位用mkm表示，即汽车每行驶表示，即汽车每行驶1 km产生侧滑的米数。产生侧滑的米数。机动车运行安全技术条件（机动车运行安全技术条件（GB 72582004）规定：）规定：用双滑板式和单滑板式侧滑试验台检测汽车转向轮的横向滑用双滑板式和单滑板式侧滑试验台检测汽车转向轮的横向滑移量时，侧滑量应在移量时，侧滑量应在5mkm之间。之

27、间。双滑板式汽车车轮侧滑试验台的结构双滑板式汽车车轮侧滑试验台的结构 双板式侧滑试验台在国内应用广泛，主要由测量装置、双板式侧滑试验台在国内应用广泛，主要由测量装置、指示装置和报警装置等组成，典型的电气式双板侧滑试验台指示装置和报警装置等组成，典型的电气式双板侧滑试验台结构如图结构如图6-15所示。所示。图图6-15 电气式双板侧滑试验台电气式双板侧滑试验台1-左滑动板；左滑动板；2-导向滚轮；导向滚轮；3-回位弹簧；回位弹簧；4-摆臂；摆臂；5-回位装置；回位装置；6-框架；框架；7-产生电信号产生电信号的自整角电机；的自整角电机；8-指示装置；指示装置；9-接受电信号的自整角电机；接受电信

28、号的自整角电机；10-齿条；齿条；11-小齿轮；小齿轮；12-连杆；连杆；13-限位开关；限位开关；14-右滑动板；右滑动板；15-双销叉式曲柄；双销叉式曲柄；16-轨道；轨道；17-滚轮滚轮1.测量装置测量装置 该装置由框架、左右两块滑动板、杠杆机构、回位装置、该装置由框架、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。它能测出车轮侧滑量并传递给指示装置。等组成。它能测出车轮侧滑量并传递给指示装置。图图6-16双滑板式侧滑台双滑板式侧滑台1-滚轮；滚轮；2-左滑板；左滑板；3-连杆机构；

29、连杆机构；4-复位弹簧；复位弹簧；5-右滑板；右滑板；6-位移传感器位移传感器2.指示装置指示装置 指示装置可分为机械式和电气式两种，电气式的又可分指示装置可分为机械式和电气式两种，电气式的又可分为数字式和指针式两种。为数字式和指针式两种。指针式如图指针式如图6-17所示，它能把测量装所示，它能把测量装置传递过来的滑板侧置传递过来的滑板侧滑量，按汽车每行驶滑量，按汽车每行驶1km侧滑侧滑1m定为一定为一格刻度，车轮向外侧格刻度，车轮向外侧滑动和向内侧滑动分滑动和向内侧滑动分别有别有7格以上的刻度格以上的刻度指示。指示。检测人员从指示仪表上就可获得车轮侧滑量的定量数值，检测人员从指示仪表上就可获

30、得车轮侧滑量的定量数值，并根据指针偏向并根据指针偏向“IN”或或“OUT”的方向确定出侧滑方向。的方向确定出侧滑方向。图图6-17 指针式指示装置指针式指示装置1-指示仪表；指示仪表；2-报警用蜂鸣器或信号灯；报警用蜂鸣器或信号灯；3-电源指示灯；电源指示灯；4-导线；导线；5-电源开关电源开关3.报警装置报警装置 在检测车轮侧滑量时，若侧滑量超过规定值，报警装置能在检测车轮侧滑量时，若侧滑量超过规定值，报警装置能够根据测量装置的限位开关等发出的信号，用蜂鸣器或信号灯够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。以便快速判定检测结果是否合格，为检测工作节约了时报警。以便快速判定检

31、测结果是否合格，为检测工作节约了时间。间。侧滑试验台的使用和维护侧滑试验台的使用和维护1.侧滑试验台的使用侧滑试验台的使用2.侧滑试验台的维护侧滑试验台的维护3.侧滑试验台的检定和调整侧滑试验台的检定和调整6.3 汽车四轮定位检测汽车四轮定位检测车轮定位仪发展概况车轮定位仪发展概况 车轮定位仪按出现的先后顺序分为气泡水准式、光学投车轮定位仪按出现的先后顺序分为气泡水准式、光学投影式和拉线式、影式和拉线式、CCD式、式、3D影像式等形式。早期的车轮定位影像式等形式。早期的车轮定位仪为前轮定位仪，即只对转向轮车轮定位参数进行测量，如仪为前轮定位仪，即只对转向轮车轮定位参数进行测量，如气泡水准式和光

32、学投影式等。气泡水准式和光学投影式等。现代的车轮定位仪均为四轮定位仪，可同时测量前轮和现代的车轮定位仪均为四轮定位仪，可同时测量前轮和后轮定位参数，为汽车的四轮定位参数调整提供依据，如拉后轮定位参数，为汽车的四轮定位参数调整提供依据，如拉线式、线式、CCD式、式、3D影像式等。从使用情况看，前轮定位仪影像式等。从使用情况看，前轮定位仪和拉线式四轮定位仪已趋淘汰，而和拉线式四轮定位仪已趋淘汰，而CCD式四轮定位仪目前使式四轮定位仪目前使用较多。用较多。前轮定位仪前轮定位仪1.气泡水准式前轮定位仪气泡水准式前轮定位仪 气泡水准式前轮定位仪由三只带刻度的气泡式水准器组气泡水准式前轮定位仪由三只带刻度

33、的气泡式水准器组成，其端部的永久磁铁在测量时吸附在被测车轮的轮毂端面，成，其端部的永久磁铁在测量时吸附在被测车轮的轮毂端面，可测量车轮外倾角、主销内倾角和主销后倾角。配备前束尺可测量车轮外倾角、主销内倾角和主销后倾角。配备前束尺或标杆、标尺和聚光器，可测量车轮前束。或标杆、标尺和聚光器，可测量车轮前束。气泡水准式车轮定位仪的价格低廉、携带方便，但由于气泡水准式车轮定位仪的价格低廉、携带方便，但由于是通过水准仪上的水泡管的刻度直接读数，故精度较低。是通过水准仪上的水泡管的刻度直接读数，故精度较低。2.光学投影式前轮定位仪光学投影式前轮定位仪 学投影式前轮定位仪由车轮镜架、车轮镜、投光器、投学投影

34、式前轮定位仪由车轮镜架、车轮镜、投光器、投影屏和定位装置等组成，如图影屏和定位装置等组成，如图6-18a所示。所示。定位装置用于保证汽车的纵向轴线与投光器的光轴垂直。定位装置用于保证汽车的纵向轴线与投光器的光轴垂直。车轮镜由三块镜片组成，中心镜与车轮平面平行，两片侧镜车轮镜由三块镜片组成，中心镜与车轮平面平行，两片侧镜与中心镜的夹角均为与中心镜的夹角均为20。图图6-18 光学投影式前轮定位仪光学投影式前轮定位仪（a）光学投影式前轮定位仪测量系统；（）光学投影式前轮定位仪测量系统；（b）测量刻度线在投影屏上的影像）测量刻度线在投影屏上的影像1-车轮镜架；车轮镜架；2-车轮镜；车轮镜；3-投光器

35、；投光器；4-投影屏投影屏 十字光线的水平线与刻度的纵坐标相交的点即为车轮外倾十字光线的水平线与刻度的纵坐标相交的点即为车轮外倾角，十字光线的垂直线与刻度的横坐标相交的点即为车轮前束角，十字光线的垂直线与刻度的横坐标相交的点即为车轮前束角，如图角，如图6-18b所示。所示。四轮定位仪四轮定位仪1.四轮定位仪的测量参数四轮定位仪的测量参数 四轮定位仪（四轮定位仪（four-wheels alignmenter）测量的参数有：）测量的参数有：前轮前束值（或角）前轮前束值（或角）;前轮外倾角前轮外倾角;主销后倾角主销后倾角;主销内倾角主销内倾角;后轮前束值（或角）后轮前束值（或角）;后轮外倾角后轮外

36、倾角;汽车最大转向角汽车最大转向角;推力角推力角;转向转向20时的推力角时的推力角;汽车轴距汽车轴距;汽车左右轮轴距差汽车左右轮轴距差图图6-19 四轮定位仪的检测项目四轮定位仪的检测项目（a）车轮前束和前张角；（）车轮前束和前张角；（b）车轮外倾角；（）车轮外倾角；（c）主销后倾角；）主销后倾角；（d）主销内倾角；（）主销内倾角；（e）转向）转向20的前张角；（的前张角；（f）推力角；（）推力角；（g）左右轴距差）左右轴距差2.四轮定位仪的结构四轮定位仪的结构 四轮定位仪主要由定位平台、转盘、附件、测量机头和四轮定位仪主要由定位平台、转盘、附件、测量机头和定位仪主机等组成。定位仪主机等组成。

37、1）定位平台）定位平台 定位平台用于汽车四轮定位检测和调整时提供符合要求定位平台用于汽车四轮定位检测和调整时提供符合要求的场地，有地沟和举升器两种形式，如图的场地，有地沟和举升器两种形式，如图6-20所示。所示。图图6-20 测试用地沟或举升器测试用地沟或举升器2）转盘）转盘 转盘由固定盘、活动盘、扇形刻度尺、游标指针、锁止销转盘由固定盘、活动盘、扇形刻度尺、游标指针、锁止销和滚珠等组成，如图和滚珠等组成，如图6-21所示。所示。活动盘上装有指活动盘上装有指针，以指示车轮转过针，以指示车轮转过的角度。有的转盘装的角度。有的转盘装有位移传感器，构成有位移传感器，构成电子转盘，可将转盘电子转盘，可

38、将转盘转过的角度转换成电转过的角度转换成电信号，并通过电缆传信号，并通过电缆传送给计算机。检测中送给计算机。检测中应将锁止销取下，而应将锁止销取下，而检测前后可用锁止销检测前后可用锁止销将活动盘锁止，以便将活动盘锁止，以便前轮上下转盘。前轮上下转盘。图图6-21 转盘的结构转盘的结构1-固定盘；固定盘；2-活动盘；活动盘；3-滚珠；滚珠；4-指针；指针；5-刻度尺刻度尺 车轮绕主销转动时的运动轨迹如图车轮绕主销转动时的运动轨迹如图6-22所示，所示，C为车轮接为车轮接地中心，地中心，O为转动前后车轮中心线的交点。为转动前后车轮中心线的交点。图图6-22 车轮回转时的轨迹车轮回转时的轨迹 转盘的

39、作用是：转盘的作用是：（1）在主销倾角的检测中，）在主销倾角的检测中，便于静止汽车前轮转向，并转便于静止汽车前轮转向，并转至规定的角度。至规定的角度。（2）测试两前轮的最大转向）测试两前轮的最大转向角。用转盘可测出前轮最大转角。用转盘可测出前轮最大转向角（即左、右转向极限角）。向角（即左、右转向极限角）。检查时，先用锁销将上转盘与底座锁住，转角仅指针对检查时，先用锁销将上转盘与底座锁住，转角仅指针对准准“0”刻度。将汽车转向轮直线驶上转角仪转盘中心位置，刻度。将汽车转向轮直线驶上转角仪转盘中心位置，保证车轮处于直线水平位置，转向盘位于直线行驶中心位置。保证车轮处于直线水平位置，转向盘位于直线行

40、驶中心位置。拔下插销，可以开始测量。将转向盘分别向左和向右转到极拔下插销，可以开始测量。将转向盘分别向左和向右转到极限位置，即可测出左、右极限转向角。限位置，即可测出左、右极限转向角。3）轮辋卡夹）轮辋卡夹图图6-23 轮轮辋辋卡卡夹夹 4）附件）附件图图6-24 附件附件5）定位仪主机）定位仪主机图图6-25 四轮定位仪主机四轮定位仪主机6）测量机头）测量机头A.拉线式拉线式 拉线式四轮拉线式四轮定位仪采用角位定位仪采用角位移传感器测量车移传感器测量车轮定位参数。角轮定位参数。角位移传感器实质位移传感器实质上是一个带摆臂上是一个带摆臂的滑线旋转电位的滑线旋转电位计，摆臂旋转一计，摆臂旋转一定

41、角度时，带动定角度时，带动电位计的电刷转电位计的电刷转动，从而改变输动，从而改变输出电阻，最终导出电阻，最终导致传感器的输出致传感器的输出电压变化。电压变化。图图6-26 拉线式四轮定位的测量机头拉线式四轮定位的测量机头1-弹性拉线；弹性拉线；2-拉线摆臂；拉线摆臂；3-水准泡；水准泡；4-主销内倾角插孔；主销内倾角插孔；5-上端盖；上端盖；6-锁紧旋钮；锁紧旋钮；7-螺钉；螺钉；8-主销后倾角插孔；主销后倾角插孔；9-角位移传感器；角位移传感器；10-传感器体；传感器体；11-倾角传感器；倾角传感器；12-电位计电位计摆臂；摆臂；13-电缆接头；电缆接头；14-摆锤；摆锤；15-阻尼工作室；

42、阻尼工作室；16-侧端盖侧端盖B.CCD式式 CCD即电荷耦合器件（即电荷耦合器件（charge coupled devices）。光）。光源发出的光通过光学成像系统照射在源发出的光通过光学成像系统照射在CCD光敏面的感光单元光敏面的感光单元上，相应的感光单元产生电荷，经附加电路处理后，输出视上，相应的感光单元产生电荷，经附加电路处理后，输出视频信号。频信号。CCD分为线阵型和面阵型两种，线阵型分为线阵型和面阵型两种，线阵型CCD的光敏面上的光敏面上的光敏单元排列成一行，而面阵型的光敏单元排列成一行，而面阵型CCD光敏面上的光敏单元光敏面上的光敏单元排列成二维阵列。车轮定位仪多采用单色、线阵型

43、排列成二维阵列。车轮定位仪多采用单色、线阵型CCD，测，测量一个发光光源在量一个发光光源在CCD视野中的水平坐标。视野中的水平坐标。CCD器件输出的是数字信号，具有线性度好、温度稳定器件输出的是数字信号，具有线性度好、温度稳定性好等优点。通过特殊滤波算法可以区分各种干扰光，是目性好等优点。通过特殊滤波算法可以区分各种干扰光，是目前国外品牌广泛采用的光传感器件。但因前国外品牌广泛采用的光传感器件。但因CCD的接收频谱很的接收频谱很宽宽从紫外线、可见光到红外线均可接收，且对可见光更从紫外线、可见光到红外线均可接收，且对可见光更敏感，故把敏感，故把CCD作为接收器件的四轮定位仪设计难度很大。作为接收

44、器件的四轮定位仪设计难度很大。CCD四轮定位机的测量机头（共四个）有两个四轮定位机的测量机头（共四个）有两个CCD光学测光学测量装置、两个倾角传感器和单片机处理系统，如图量装置、两个倾角传感器和单片机处理系统，如图6-27所示。所示。图图6-27 CCD四轮定位仪的测量机头四轮定位仪的测量机头 目前，主流制造商多采用目前，主流制造商多采用2000线到线到3000线的线的CCD来生来生产四轮定位仪，测量范围一般可以达到产四轮定位仪，测量范围一般可以达到20以上。理论上来以上。理论上来讲，其光学分辨率都在讲，其光学分辨率都在0.0150.025之间，而精度则多在之间，而精度则多在0.05左右。左右

45、。CCD光学测量装置的光源有红外光和激光两种，如图光学测量装置的光源有红外光和激光两种，如图6-28所示。相应的定位仪称为红外四轮定位仪和激光四轮定位仪。所示。相应的定位仪称为红外四轮定位仪和激光四轮定位仪。图图6-28 红外光和激光测前束红外光和激光测前束（a）红外光测前束；（）红外光测前束；（b）激光测前束）激光测前束 四轮定位仪的测量机头之间、测量机头与主机之间需要四轮定位仪的测量机头之间、测量机头与主机之间需要互相传递信号与数据，最早是采用电缆来传输，而后用红外互相传递信号与数据，最早是采用电缆来传输，而后用红外光，继而用高频无线电，最新采用的是蓝牙通信技术。光，继而用高频无线电，最新

46、采用的是蓝牙通信技术。（1）电缆。）电缆。（2）红外光。）红外光。（3）高频无线电。）高频无线电。（4）蓝牙。）蓝牙。蓝牙（蓝牙（Bluetooth）无线通信是一种开放的低成本、短距）无线通信是一种开放的低成本、短距离的无线连接技术。蓝牙工作在离的无线连接技术。蓝牙工作在2.4 GHz的的ISM频段频段2.4022.480 GHz，采用时分全双工，采用时分全双工TDD（time devision duplex）方式工作，调制方式为参数方式工作，调制方式为参数BT-0.5的高斯移频键控（的高斯移频键控（GFSK）。）。蓝牙无线通信具有宽大的通道（可快速传输大量的数据蓝牙无线通信具有宽大的通道（可

47、快速传输大量的数据流）、完善的通信协议，使用方便，寿命长，通信稳定可靠。流）、完善的通信协议，使用方便，寿命长，通信稳定可靠。蓝牙设备间的有效通信距离为蓝牙设备间的有效通信距离为10100m，蓝牙无线部分十分，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，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）。使通信距离缩短）。C.3D图像式图像式 普通的四轮定位仪都有若干个复杂而又精密的测量机头，普通的四轮定位仪都有若干个复杂而又精密的测量机头，使用中如有磕碰，轻者会降低精度，重者会导致损坏。使用中如有磕碰，轻者会降低精度，重者会导致损坏。3D图像

48、四轮定位仪（图图像四轮定位仪（图6-29）将多个高分辨率的图像传）将多个高分辨率的图像传感器安装在定位仪主机（或立柱）上，而装夹在车轮上的测感器安装在定位仪主机（或立柱）上，而装夹在车轮上的测量机头由一个反光板代替，其上有若干个规定大小的反光斑。量机头由一个反光板代替，其上有若干个规定大小的反光斑。图图6-29 3D图图像像式式车车轮轮定定位位仪仪 3D图像四轮定位仪的图像传感器由一个半导体激光发射图像四轮定位仪的图像传感器由一个半导体激光发射器和一个器和一个CCD摄像机组成，如图摄像机组成，如图6-30所示。所示。图图6-30 图图像像传传感感器器 CCD摄像机由成像物镜和面阵摄像机由成像物

49、镜和面阵CCD组成。半导体激光发组成。半导体激光发射器射器LD发出的激光经柱面镜单方向拉伸形成一个光平面打在发出的激光经柱面镜单方向拉伸形成一个光平面打在装夹在车轮上的反光板上，反光板的图像成像在装夹在车轮上的反光板上，反光板的图像成像在CCD摄像机摄像机的图像平面上。经过图像采集卡采集，送入计算机内形成数的图像平面上。经过图像采集卡采集，送入计算机内形成数字图像。字图像。3.四轮定位仪的测量原理四轮定位仪的测量原理 下面以德国下面以德国百世霸牌百世霸牌CCD四四轮定位仪（图轮定位仪（图6-31）和美国战车）和美国战车（John Bean）公司生产的公司生产的3D图图像式四轮定位仪像式四轮定位

50、仪讲述其测量原理讲述其测量原理及使用。及使用。图图6-31 德国德国BEISSBARTH CCD式四轮定位仪式四轮定位仪1）CCD四轮定位仪的测量原理四轮定位仪的测量原理A.汽车的准备汽车的准备B.测量机头的安装测量机头的安装图图6-32 测量机头在车轮上的安装测量机头在车轮上的安装C.轮辋偏摆补偿轮辋偏摆补偿图图6-33 偏摆补偿原理偏摆补偿原理D.车轮前束和推力角的测量原理车轮前束和推力角的测量原理 在车轮前束检在车轮前束检测前，应保证车体测前，应保证车体摆正且转向盘位于摆正且转向盘位于中间位置。为提高中间位置。为提高车轮前束值（或前车轮前束值（或前束角）的测量精度，束角）的测量精度，常通