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2023年12月15日发(作者:糜文焕)

汽车四轮定位原理及检测毕业论文

目 录

第一章 绪 论 ................................................... 1

第二章 四轮定位的概念 ......................................... 2

2.1 什么是四轮定位 .............................................. 2

2.2 为什么要进行四轮定位 ........................................ 2

2.3汽车四轮定位的重要性和必要性 ................................ 2

2.4 四轮定位服务的种类 .......................................... 4

2.5 研究本课题的意义 ............................................ 4

2.6国内外发展沿革 .............................................. 4

2.7 四轮定位维修的好处 .......................................... 5

2.8 什么情况下需要四轮定位检测 .................................. 5

2.9四轮定位的参数 .............................................. 6

2.10四轮定位系统组成 ........................................... 6

第三章 四轮定位的基本原理 ................................... 8

3.1车轮外倾角 .................................................. 8

3.2主销后倾角 .................................................. 8

3.3主销内倾角 .................................................. 9

3.4前束及前束角 ............................................... 10

3.5后轮推进角 ................................................. 10

3.6摩擦弧径 ................................................... 12

3.7转向半径 ................................................... 13

3.8车轴偏角 ................................................... 13

3.9悬吊高度 ................................................... 14

第四章 四轮定位参数的作用和影响 ........................... 15

4.1四轮定位参数的作用 ......................................... 15

4.1.1车轮外倾角 ........................................... 15

4.1.2主销内倾角 ........................................... 15

4.1.3主销后倾角 ........................................... 15

4.1.4前束 ................................................. 16

4.2四轮定位对汽车行驶性能的影响 ............................... 16

4.2.1车轮外倾角的影响 ..................................... 16

4.2.2主销后倾角的影响 ..................................... 17

4.2.3主销内倾角的影响 ..................................... 17

4.2.4前束的影响 ........................................... 17

4.2.5后轮前束的影响 ....................................... 18

第五章 四轮定位仪 ............................................ 19

5.1四轮定位仪的检测原理 ....................................... 19

5.1.1直接测量项目 ......................................... 21

5.1.2间接测量项目 ......................................... 22

5.2四轮定位仪的使用和维修 ..................................... 22

5.2.1目前四轮定位仪使用中存在的误区 ....................... 22

5.2.2四轮定位仪的使用注意事项 ............................. 23

5.2.3四轮定位仪常见故障及解决办法 ......................... 25

5.3四轮定位仪发展趋势 ......................................... 25

5.3.1我国四轮定位仪行业的发展现状 ......................... 26

5.3.2中国四轮定位仪产品品牌竞争趋势 ....................... 27

5.4影响四轮定位的因素和检测方法 ............................... 27

5.5四轮定位异常所引发的故障症状 ............................... 29

5.5.1车辆跑偏 ............................................. 29

5.5.2轮胎的磨损 ........................................... 30

5.5.3车辆发飘 ............................................. 30

5.5.4转向盘发沉 ........................................... 30

5.5.5转向盘回正能量差 ..................................... 30

5.5.6遇到轻微颠簸或加速时车辆甩尾 ......................... 31

5.6四轮定位调整的正规操作步骤 ................................. 31

5.7四轮定位调整技术研究 ....................................... 32

5.8四轮定位调整技术的开发与拓展 ............................... 33

第六章 四轮定位检测技术发展状况和车轮定位发展趋势 .... 35

6.1四轮定位检测技术发展概况 ................................... 35

6.2车轮定位发展趋势 ........................................... 36

6.2.1实行后轮定位 ............................................. 36

6.2.2减小车轮外倾角和前束 ................................. 37

6.2.3增大主销内倾角 ....................................... 37

6.2.4减小主销后倾角 ....................................... 37

第七章 结 论 ................................................. 38

参考文献 ......................................................... 39

答 谢 ............................................................ 40

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汽车四轮定位原理及检测

第一章 绪 论

汽车发展到今天已经到了相当成熟的阶段,人们随着生活水平的提高,购买汽车人们越来越多。可是汽车带给我们舒适的乘车享受的同时,它自身也会产生一些毛病,这里我们引出四轮定位的概念。

随着公路和城乡道路的发展,现代桥车和轻型客车的车速不断提高,汽车底盘车轮定位系统的精确与否给车辆行驶是否舒适、安全以及经济实用等方面带来的影响变得非常明显。引进的四轮定位仪,由于它能排除车轮定位失准而引起的方向跑偏、转向盘不正、转向盘沉重、漂浮及摇摆不定、车身蛇行、轮胎偏磨和啃胎等故障,所以越来越受到驾驶员和修理厂家的青睐,“四轮定位”的概念已为大家所接受,开展四轮定位检测与调整,在我国已被广泛应用。

从前人们对汽车车轮定位的认识,往往停留在测量前束的阶段。因为过去生产的汽车,前轮主销内倾角和车轮外倾角都是在设计与制造汽车时就设定在转向节上了,既难测量,又没有什么办法调整。而现代汽车大量采用了四轮独立悬架,为了保证汽车直线行驶方向的稳定性和转向盘的自动回正,避免前轮或后轮因为前束失准而造成跑偏,轮胎异常磨损。为了提高安全性能和经济效益,各国汽车厂都在悬架系统设计时采取了一些技术措施,使得主要定位角度变得可以调整,以便使他们能控制在厂家规定的范围内。

现在的维修人员只有掌握了四轮定位的基本操作,才能避免出现更大的问题,另一方面也能促进四轮定位技术的发展。

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第二章 四轮定位的概念

2.1 什么是四轮定位

所谓四轮定位,是指以后轮平均的推进方向为定位基准,来测量及校正四轮相关的定位角度;使车辆在行驶时底盘各部零件与轮胎能保持适当的几何关系,使驾驶人能正确的、舒适的驾驶其爱车,延长轮胎及底盘相关零件的使用寿命。

2.2 为什么要进行四轮定位

车辆在出厂时,其悬挂系统的定位角度(基本定位角度有7个)都是根据设计要求预先设定好的。这些定位角度共同用来保证车辆驾驶的舒适性和安全性。但是,由于车辆在售出并行驶一段时间后,这些定位角度会由于交通事故、道路坑洼不平造成的剧烈的颠簸(特别是高速行驶时突然遇到不平路面)、底盘零件磨损、更换底盘零件、更换轮胎等原因而产生变化。一旦定位角度由于任何一种原因产生变化,就可能产生诸如轮胎异常磨损、车辆跑偏、安全性下降、油耗增加、零件磨损加快、方向盘发沉、车辆发飘等不适症状。有些症状使车辆在高速行驶时非常危险。

四轮定位维修保养服务的目的,就是通过定位角度测量诊断车辆的上述不适病因并予以治疗。

一般新车在驾驶3个月后就应做四轮定位,以后每行驶1万公里,调换前后轮胎位置,检查轮胎动平衡或减震器是否有漏油现象,以及发生碰撞后都应及时做四轮定位。

车轮正确的定位可以保证转向灵活、乘座舒适,维持直线行车,延长轮胎寿命,减少路面引起的震动等。

2.3汽车四轮定位的重要性和必要性

为了提高汽车行驶的安全性、平顺性和乘坐的舒适性,汽车研发部门必须恰当地设计车轮定位角。正确的车轮叫可以保证汽车转向轻便,转向后能自动回正,汽车转向时、急剧改变车速时和高速行驶时,以及在坏路行驶,或紧急制动时能2

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保证行驶方向的稳定性。操作车辆时能稳定准确,路面振动小,坏路上车身没有明显摇摆,乘车舒适,轮胎寿命长。

正确的车轮定位可以帮助系统中所有不见都处于正常关系中,可以获得以下好处:

1.延长轮胎的使用寿命

一组新的轮胎,有时表现为某一个轮胎使用不久就会发生异常磨损,有时发生在前轮,有时发生在后轮。在大多树情况下轮胎的异常磨损,或跑长途时爆胎的原因是车轮定位不准确。

2.操纵的稳定性

不正确的车轮定位可以加剧转向轮,以至整个转向系的摆振;还可以造成行驶跑偏、高速时转向发飘、左右牵引、车轮不能自动回正、路面的振动无法被有效的吸收。正确的车轮定位则可以避免或排除上述故障。

3.减少转向机械和悬架的磨损

由于不同的车轮定位角可以使汽车处于不同的平稳关系中,因此不正确的车轮定位角不仅会加剧车轮的磨损,而且会造成悬架和转向系统传动部分的转动部件,如控制臂衬套、球头销、主销衬套等的非正常磨损。

4.提高燃油的经济性

所有的车轮定位角,都是为了使车轮在行驶中尽可能地垂直于地面,最大限度减少车轮滑移,使车轮滚动阻力减少,燃油经济性提高。正确的车轮定位,还可以保证四个车轮彼此平行,这样保证了最小的滚动阻力,再加上正确的轮胎充气,可确保提高燃油经济性。

5.得到最佳的行驶平顺性

正确的车轮定位帮助前、后悬架恰如其分地工作,使行驶系、转向西所有部件处在正确关系中,路面的振动被有效的吸收,车辆行驶更平稳。

6.确保安全驾驶

正确的车论定位最大的好处就是保证安全驾驶。它可以确保车辆的可操作性,操作的稳定性,在正常行驶中有正确、迅速的操纵响应。

正确的车轮定位校正是非常重要的。校正不适当,可能会造成转向困难,转向后车轮不能自动回正,行驶跑偏,产生不正常的噪声,轮胎异常磨损。

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2.4 四轮定位服务的种类

1.高级四轮定位

调整四轮定位角度使四个轮子互相平行且垂直地面。首先根据车子几何中心线调整后轮。部分车型的后轮前束不能调整,因此无法提高高级四轮定位维修服务。

2.补偿四轮定位

补偿四轮定位又称为推进线定位必须根据后轮前束或推进线来调整前轮定位、使前后轮互相平行。推进线角度是左右后轮前束角度差值的一半。对于后轮前束不能调整的车,必须提供补偿四轮定位维修服务,不能只做前轮定位服务。

3.前轮定位

仅调整前轮定位角度,而不去考虑后轮定位角度的前轮定位,会造成直行时转向盘不正的现象。

2.5 研究本课题的意义

在现代汽车中, 操纵稳定性和行驶安全性被人们看得越来越重要了。虽然已经有很多在这方面的研究,但是本文主要在分析汽车四轮定位原理和四轮定位测试系统原理,结合实验室台架阐述四轮定位仪汽车检测中的运用方面的研究,也是具有十分重要的意义的。

车辆在出厂时,定位角度都是根据设计要求预先设定好的。这些定位角度用来共同保证车辆驾驶的舒适性和安全性。但是,车辆在行驶一段时间后,这些定位角度会由于交通事故、道路坑洼不平造成的剧烈颠簸、底盘零件磨损、更换底盘零件、更换轮胎等原因而产生变化。一旦定位角度产生变化,就可能导致诸如轮胎异常磨损、车辆跑偏、安全性下降、油耗增加、零件磨损加快、方向盘发沉等故障。因此,进行四轮定位参数检验,使其处于合理范围内,对提高汽车的安全性及经济性有重要意义。

2.6国内外发展沿革

国外针对车轮定位检测技术的研究较早,50年代就研制了相应的检测诊断设备,如美国、法国、德国、荷兰、日本以及意大利等,发展至今其自动化程4

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度、精度都有了很大的提高。

我国在这方面的研究起步较晚,从60年代开始引进台架式四轮定位仪,80年代初,由武汉汽车研究所研制成功并投产了GCD-Ι型光束水准式前轮定位仪,但其自动化程度低,测量过程复杂,精度、效率较低,仪器功能不健全,只能测量传统的四个参数:前束、外倾、主销内倾及主销后倾。到90年代末,国内厂家开始大量生产四轮定位仪,如营口玄豹的SDH3000,营口大力的DL-4800,烟台海德的HC4800,北京车安的AS-888等,但都处于探索阶段,推出的产品大都不太成熟。至今能普及使用的、精度较高的国产自动化设备比较少,许多厂家是通过购买国外的传感器及软件的方式在国内进行组装生产,没有形成自己的知识产权,导致产品质量参差不齐。

2.7 四轮定位维修的好处

1.增加行驶安全;

2.减少轮胎磨损;

3.保持直行时转向盘正直,维持直线行车;

4.转向后转向盘自动归正;

5.增加驾驶控制感;

6.减少燃料消耗;

7.减低悬挂部件耗损。

2.8 什么情况下需要四轮定位检测

汽车每驾驶10000㎞或6个月后,出现下列问题:

1.直行时车子往左边或右边拉;

2.直行时需要紧握转向盘;

3.直行时转向盘不正;

4.感觉车身漂浮或摇摆不定;

5.前轮或后轮单轮磨损;

6.安装新的轮胎后;

7.碰撞事故维修后;

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8.换装新的悬架或转向及有关配件后;

9.新车驾驶3000㎞后;

2.9四轮定位的参数

现代轿车普遍都是采用前后独立悬挂,四轮定位仪检测的主要参数为车轮外倾角、主销后倾角、主销内倾角,前束角,后轮推进角,摩擦弧径,转向半径,悬吊高度等参数

2.10四轮定位系统组成

四轮定位系统的基本组成方式有2种:举升器式和地沟式。以下将简单介绍2种四轮定位系统的特点和组成方式。

1.举升器式

特点:造价较高,要求车间高度比较高;但准备时间短,操作人员使用方便,工作频率高。组成方式如表2-1所示。

表2-1:

所需设备 数量 功能

四轮定位机是四轮定位系统最重要的组成部分。只需简四轮定位机 一台 单的操作,四轮定位机就可以测量并显示出汽车四个车轮定位角度,帮助操作人员进行调整。

四轮定位专用举升器

一套

四轮定位专用举升器要求配有转盘、滑板和1至2个二次举升器。

2.地沟式

特点:结构简单,造价底,特别适用于高度较低、不能使用举升器的车间;但需掘地沟,准备时间长;由于经济上的原因,用户可能需选用不同品牌的转盘、滑板和二次举升器;工作频率低;工作空间较小。组成方式如表1-2所示。

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表2-2:

所需设备 数量 功能

四轮定位机是四轮定位系统最重要的组成部分。只需简四轮定位机 一台 单的操作,四轮定位机就可以测量并显示出汽车四个车轮定位角度,帮助操作人员进行调整。

前轮转盘要求既可以自由转动,也可以左右滑动。这样前轮转盘 一套 就保证了车轮后倾角转侧和定位角度调整过程中无地面阻力。

后轮滑板只要求可以左右滑动。如果长度太短,则要求后轮滑板 一套 其可以前后移动。后轮滑板的作用是保证后轮可以自由左右移动,无地面阻力。

二次举升器是四轮定位系统不可缺少的工具。不管是进二次举升器 一个 行钢圈补偿,还是更换底盘部件、轮胎或添加垫片,都要使用二次举升器。

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第三章 四轮定位的基本原理

3.1车轮外倾角

车轮安装时并非垂直于地面,而是向外倾斜一个角度。车轮外倾角是指车轮中心平面与铅垂线的夹角(图3-1)。当车轮顶部向汽车外部倾斜时角度为正,反之为负。

由于有车轮外倾角,在满载时,车桥或悬架变形,会使车轮垂直于地面。一方面可以改善车轮外轴承受力情况,另一方面与路面的横面的拱形相适应。如果车轮没有外倾角,满载后车轮会内倾,使轮毂向外压靠在与轮外轴承上,加重了轴承和锁紧螺母的负荷,降低它们的使用寿命。

车轮外倾角一般1°左右。

车轮外倾角过大时会引起轮胎和方向朝外倾角大的一边跑偏。值得注意的是:有的汽车两侧的外倾角都没有超过标准,但是跑偏发生了,比如雪佛兰鲁米娜前轮外倾角标准值应为0.69°±0.5°。有一辆台米娜左前轮外倾角为1.18°,石前轮为0.22°,虽然两侧外倾角都在标准之内,但是汽车往左跑偏。所以现在提出总外倾角的概念(即两侧外倾角的差叫总外倾角)。总外倾角一般为0.50°~1°,不超过0.50°为好。

图3-1 车轮外倾角

图3-2 主销后倾角

3.2主销后倾角

主销后倾角是指悬架上球头或支柱顶端与下球头的连线(称为主销,汽车在转向时车轮绕其旋转)在纵向平面内与通过车轮中心的铅垂线且从汽车的侧面观8

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察的夹角(图3-2)。上球头在铅垂线的后方为正,反之为负。

主销垂直于地面时后倾角为零。主销后倾角一般取2°~4°目前高速轿车广泛采用低压胎,轮胎与地面接触面增大,稳定性提高了,因此后倾角有减小的趋势,甚至取负值,但不超过负1°。它能使转向盘在转向后自动回正。

主销后倾角大些,有利于直线行驶的稳定性,但是将加大转向盘的转动力矩,因此只有凌志400、奔驰400等高级轿车,本身具有良好的转向助力系统,主销后倾角达到了10°左右。

汽车左前轮和右前轮主销后倾角相差过大,会引起汽车向后倾角小的方向跑偏。因此尽管有时左右两个前轮的主销后倾角都没有超过标准,但是它们的差值超过一定限度也要发生跑偏。所以越来越多的场合已经提出了总后倾角的概念,总后倾角是指两侧车轮主销后倾角的差,总后倾角一般为0.5~1°。有时,左右两轮的后倾角都在允许的范围内,但总后倾角超过了标准值,方向就会跑偏。比如,丰田佳美主销后倾角为1.56°±0.75°。,实际左前轮为2.25°,右前轮为0.91°,总后倾角实际值为1.34°,但厂家提供的总后倾角标准值为0.75°,超差了望不多一倍。所以,在这种情况下,汽车会向左跑偏。

3.3主销内倾角

主销内倾角是指悬架上球头或支柱顶端与下球头的连线即主销(在横向平面内向内倾斜)与铅垂线且从汽车的正面观察的夹角。是指主销装在前轴略向内倾斜的角度,上球头向内为正,反之为负(图3-3)。

图3-3 主销内倾角

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合理的主销内倾角可使汽车转向行驶时转向轻便,减少路面通过转向轮传导到转向盘的冲击力,同时也具有一定的前轮自动回正作用。该角度越大前轮自动回正的作用就越强烈,但转向时也越费力,轮胎磨损增大;反之,角度越小前轮自动回正的作用就越弱。主销内倾角一般不大于8°,在设计转向节时已经设定,绝大部分汽车主销内倾角均不能调节。

3.4前束及前束角

在汽车转向轴上,两个转向轮并非平行安装(图3-4),其两轮前边缘距离B小于后边缘距离A,A减去B的值即为前束。车轮前束也可用角度表示即前束角,是指前轮中心线与纵向中心线的夹角。前轮前束角的作用是保证汽车的行驶性能,减少轮胎的磨损。前轮在滚动时,其惯性力会自然将轮胎向内偏斜,如果前束角适当,轮胎滚动时的偏斜方向就会抵消,轮胎内外侧磨损的现象会减少。

图3-4 前束及前束角

在整体式前桥中,前束的调整是用管子钳旋转横拉杆来进行的。横拉杆两端的螺纹,有一端是正扣,另一端是反扣,改变旋转的方向,就能改变横拉的长短,前束要分别旋转左右两个调整套来进行。其实.两个调整套,也就是两个小横拉杆,它们两端的螺栓也分别是正反扣,如改变它们的长度,只要改变旋转方向就行了要注意,独立悬架的汽车.不能文起前轮来调整前轮定位角,另外,要保证汽车在直线行驶时,转向盘应正好位于中间位置。

3.5后轮推进角

后桥弹簧座磨损,后桥下悬臂胶套损坏,整体式后桥胶套损坏.均会引起后1 0

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桥轴线与前桥轴线不平行,后轮的行进方向与汽车纵向几何中心线形成一个角度,叫推进角(图3-5)。

后轮沿推进线给汽车一个力矩,引起汽车跑偏,这是汽车跑偏的一个重要原因。

当然,如果汽车后轮轴线没有偏斜,但是两后轮的前束不—致,也会形成推进角(图3-6),也会引起跑偏。

图3-5 后桥轴线不正引起的推力线

图3-6 后轮前束失准引起的推力线

后轮前束的计算方法与前轮前束一样,是两轮前束角的代数和。

总前束=前束(左轮)+前束(右轮)

后轮的推进角是两后轮前束差值的一半。

一般规定推进线朝左为负,朝右为正。

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目前大多数汽车后桥是整体式的,后轮垂直装在后桥上,不能调整前束和车轮外倾角。有的后轮虽然是独立悬架,但是前束并不能调整。这样,当后桥轴线有偏斜,或者后轮独立悬架的拉臂有变形,均会引起后轮前束失准,后轮的推进线就产生了。当后轮推进线大于0.1°小于0.4°,就应当用前轮前束补偿,这叫做补偿四轮定位。

比如某汽车左后轮前束为0.20°,右后轮前束为0.60°,后轮推进角为:(0.20°-0.60°)/2=﹣0.20°。

一般前轮补偿为0.30°~0.40°,如果推进角太大,则应考虑校正或更换后桥或后悬臂。

一般来说,正的外倾角应有正的前束来保证车轮向正方向滚动,负的外倾角多有负的前束来匹配,但并不绝对,因为还有主销内倾角和主销后倾角也对转向油影响。

纵观汽车的定位角度,它们的关系是相辅相成的。汽车需要设立主销内倾角,有利于转向后的转向盘自动回正。为了保证车轮不因主销内倾角而发生内倾,所以要在转向节设定车轮外倾角。有了外倾角,使车轮在满载时能与地面垂直,而且承受车架传来的重力作用点较合理,使负荷均衡,但又因此而产生了车轮前进中的向外展开的滚锥效应,所以又要设置前束,以抵消前轮的外展趋势。

3.6摩擦弧径

摩擦弧径影响与稳定性和回正性有关的转向性能,然而,摩擦弧径不是一个前轮定位参数,它不能从常规的定位仪中测量出来。摩擦弧径是指内倾角(SAI)线和轮胎中心线在路而交点之间的距离,正摩擦弧径是指内倾角线与路面的交点在轮胎中心线与路而的交点的内侧,负摩擦弧径是指内倾角线与路面的交点在轮胎中心线与路面的交点的外侧。

普通的双A臂前悬架系统通常有正的摩擦弧径,也有许多前轮驱动车辆有负的摩擦弧径。当前轮驱动车辆的库擦弧径为负时,制动时不会跑偏,方向稳定性也得到保证:车辆向前行驶时,正的摩擦弧径趋向于使前轮向外转,负的摩棕弧径趋向于使前轮向内转。

如果车辆的摩擦弧径为正,右前轮制动器制动时,它们两者都趋向于使右前轮向外转,而整个车体绕右前轮转动,这种情况导致车辆突然向右转向:如果车1 2

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辆的摩擦弧径为负,右前轮制动器制动时.前者使右前轮向外转动,趋于使整车绕右前轮转动,然而负的摩擦弧径趋向于使右前轮向内转动.这两个作用在心的轮上的力相互抵消从而保证了方向的稳定性。

安装的轮胎或轮毂尺寸若大于制造厂的规定尺寸会位摩擦弧径发生变化,导致操纵稳定性降低,碰按损坏及人员受伤,较大的前轮胎的安装会将正的牵棕弧径变负。

3.7转向半径

当一辆车转弯时,前后轮必须绕同一转向中心转弯,转向弧度大小不相等,但是中心点相同,两前轮的中心线和后轮的中心线相交点即是共同的中心线,前轮的转向角度不相同,内侧轮胎转向角度要比外侧轮胎转向角度大,即转向前展(轮胎前端距比轮胎后端距离大),影响转向前展的因素是转向节臂的角度,当你测量转向角度时,所选转角的读数数值一定要超过35°,测量之前,前束一定要正确并且转角要设定在零度,将转向盘左转,使左前轮至规定角度,查看右前轮角度,相差应在2°以内,否则转向节臂需更换。

转向前展角度就像内倾角和包容角一样,是诊断角,当顾客抱怨轮胎转向时有吱吱声或前束是正确的但是轮胎磨损成羽毛状时,要检查转向前展角度。

图3-7 转向半径

3.8车轴偏角

另外还有一个诊断角是车轴偏角,国外有些资料叫“例退角”和“滞后角”,车轴偏角是测量两个基本点车轮的平行度,即一个车轮较另一个车轮倒退一些,1 3

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会导致方向跑偏及操纵不稳,此角度只有高档次的四轮定位仪(必需有8个传感器)能测量出来,测量车轴偏角时,要确定前束正确,因为不正确的前束,测量时会产生不正常的车轴偏角数值,当测量车轴偏角时,技师要遵循操作指示并且要非常谨慎,严重的事故碰撞会导致大的车轴偏角,四轮定位之前,可先在板金手术台上校正后再测量。

3.9悬吊高度

悬吊高度是衡量汽车底盘结构好坏的一个重要参数,是指地面到汽车底盘或车身某部位(具体测量部位详见附录)的高度位,一般来说,左右高度差值不应超过10㎜。测量悬吊高度的时候,必须将汽车置于平坦的地面,轮胎气压正确.油箱满载,悬吊高度不正确通常可使弹簧疲乏和断裂。悬吊高度不正确还可能造成操纵性能不良和轮胎磨损等问题,因为悬吊系统的运动几何形状和原来的几何形状不同。一般要校正行驶高度时,制造厂商都是留在最后来测量,如果行驶高度不在厂商的规定范围之内则需要调整。如果车辆配备电子行驶控制系统,要等系统确实动作完成之后才可校止。有些系统在校正之前不须如此。

行驶高度必须检查和校正并且要在四轮定位之前完成,测量所有角度必须是悬吊系统在正常的高度。

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第四章 四轮定位参数的作用和影响

4.1四轮定位参数的作用

4.1.1车轮外倾角

当轮胎中心线与铅垂线重合时,称为零外倾角,其作用是防止轮胎不均匀的磨损。当轮胎中心线在铅垂线外侧时的夹角称为正外倾角,其作用主要是减小作用于转向节上的操纵力,防止由于载荷而产生不需要的外倾角。使轮胎的内外侧磨损均匀,还可以提高车身的横向稳定性。外倾角的调整根据各车型各有不同,调整方法也有不同。主要调整方法有:调整垫片、大梁槽孔、不同心凸轮、偏心球头、上控制臂的调整、下控制臂的调整等。

4.1.2主销内倾角

主销内倾角的作用是减少转向操纵力。也就是将轮胎转动所需力矩减到最少,同时减少回跳和跑偏现象,改善车辆直线行驶的稳定性。但应用在四轮定位、底盘维修时往往无法将遇到的理论应用上去解决问题,其原因是由于车体底盘的结构,所有四轮定位角度都互相通过底盘的机械结构相连结。变前束角会变动外倾角,由于改变前束角时轮子会依着转向轴转,因此外倾角会变动。后倾角越大其外倾角改变越大。整后倾角会改变车轮偏角,当后倾角加大或减小后倾角时,由于转向轴上支点都能向前或向后移动,因此加大或减小后倾角的调整会使前轮向前或向后滑动,使用的转盘也必须有可前后滑动的功能。改变外倾角可同时改变内倾角,改变内倾角会造成外倾角改变。不同的悬架结构有不同的外倾角调整方法。如果向左右移动上支架点或移动下支架点,则不但外倾角改变,其内倾角跟着变。因此即使外倾角被调标准了,但由于内倾角的变化,车行不顺。解决了一个毛病,同时又制造了另一个毛病。

4.1.3主销后倾角

主销后倾的作用主要是为了保持汽车行驶的稳定性,并使汽车转向后,转向1 5

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轮有自动回正功能。后倾角的角度不会影响轮胎磨,它是用来稳定车行方向和转向时能自动回正。对于后倾角的调整,应根据车型不同,首先进行分析判断,然后进行调整,其调整方法有下列几种:垫片、不同心凸轮轴、偏心球头、大梁槽孔、平衡杆等。

4.1.4前束

前束作用是消除由于外倾角所产生的轮胎侧滑。当正前束太大时,轮胎外侧磨损会有正外倾角太大所形成的磨损状态,胎纹磨损形式为羽毛状。当用手从内侧向外侧抚摸,胎纹外缘有锐利的刺手感觉。前轮前束的调整方法是调整可调式拉杆,在调整前先将左右两边球头销止螺栓松开,夹紧转向盘正中位置。再根据电脑提供的资料同时进行调整。如果原来的转向盘是在正中位置,同时调整前束转向盘可能不会变动。直至调整到标准数值,然后测试看其是否有变动,如有变动应将其调正为止。

4.2四轮定位对汽车行驶性能的影响

4.2.1车轮外倾角的影响

车轮外倾角过大,车载集中在轮胎外缘,使轮胎外缘直径小于内缘。车轮转过同样的距离时外缘比内缘转的快且连滚带滑,增加了外缘磨损。外倾角小则内缘磨损。车轮外倾使车轮向外滚,若车轮外倾角不等,车则向外倾大的一侧转向,从而产生转向拉力。现代汽车的悬架和车桥比较坚固,加上路面平坦,为了改善转弯时的稳定性和行驶时的平顺性,采用零倾角或负倾角的车辆越来越多。在负外倾角的车辆转弯时外倾角变小,车辆倾斜度也相应变小。小轿车高速转向时,离心力增大,车身向外倾斜加大,产生了更大的外倾,使外侧悬架超负载,加剧了外侧轮胎的变形。外侧轮胎与地面接触的内外滚动半径不同,外侧小于内侧,这不仅加剧了轮胎的磨损,也会使转向性能减弱。

不管采用正外倾角或负外倾角,由于车轮内侧和外侧转动半径不一致而车轮转速相同,必然造成车轮内、外磨损不均。主销后倾角过大时,转向沉重,驾驶员容易疲劳;主销后倾角过小时,在汽车直线行驶时,容易发生前轮摆振,转向盘摇摆不定,转向盘自动回正能力变弱,难于操纵或极易引起驾驶员疲劳等等。

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4.2.2主销后倾角的影响

后倾角愈大,车速愈高,前轮的稳定性愈好,但后倾角过大会造成转向盘沉重,现代高速轿车由于轮胎气压低,弹性较大,行驶时由于轮胎与地面的接触面中心向后移动引起稳定力矩增加,故后倾角可以成小到接近于零,甚至为负值(即主销前倾)。后倾角的角度不会影响轮胎磨损,它是用来稳定行车方向和转向时能自动回正。增加正的后倾角角度则可增加转向盘的稳定性,但是转向时力量会变大;减少正的后倾角则转向盘的稳定性降低,但是转向时力量会变轻。但过大的后倾角使转向费力并易产生路面冲击和前轮摆振,而过小的后倾角会使转向发飘。左右后倾角不等时,汽车会向后倾角小的一侧跑偏,产生转向拉力。车身高度变化会使后倾角变化,后备箱重载时主销后倾角变大,因此前轮易摆振。

4.2.3主销内倾角的影响

主销内倾角大,回正作用强,但转向时费力;主销内倾角愈大或前轮转角愈大,则汽车前部抬起就越高,前轮的自动回正作用就更明显,但转向时转动方向盘费力,转向轮的轮胎磨损增加。内倾角过小,回正作用小,轮胎易磨损。如果内倾角左右不等,则车辆容易倾斜,将会出现以急加速时产生力矩转向;紧急制动时制动力不等而产生制动跑偏等危险现象。主销后倾和主销内倾都有使汽车转向自动回正、保持直线行驶位置的作用。但主销后倾的回正作用与车速有关,而主销内倾的回正作用几乎与车速无关。因此,高速时主销后倾的回正作用起主导地位,而低速时则主要靠主销内倾起回正作用。此外,直行时前轮偶尔遇到冲击而偏转时,也主要依靠主销内倾起回正作用。

4.2.4前束的影响

正前束太大,使轮胎外侧磨损,胎纹磨损形式为羽毛状。负前束太大,使轮胎内侧磨损,胎纹磨损形式也为羽毛状。前束过大或为零前束和负前束都会使车轮在地面上出现边滚边滑的现象,从而增加汽车的行驶阻力及轮胎的磨损,造成汽车操纵稳定性能变差。

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4.2.5后轮前束的影响

高级车轮定位包括后轮单独前束、前轮单独前束和总前束。前束值是角度值。当推进角为零时推进线与车辆几何中心线重合。后轮单独前束是指车轮中心线与车辆几何中心线的夹角,两个单独前束值应相等。前轮单独前束和后轮前束测好且推进线正确时,推进线做基准测前轮前束,两前束值也应相等。若调整正确,此时车辆几何中心线与推进线重合,正前行驶位置准确。在测量过程中,不但要保证此总前束的值,还要调整使前后轮单独前束值均相等。否则,将产生推进线偏斜,正前行驶位置偏转。不正确的前束会增加轮胎的横向移动,从而增加轮胎的磨损。前束值大,则轮胎内侧磨损;前束值小,则轮胎外侧磨损。车轮在上跳和回弹时,横拉杆改变长短的趋势使左右前束发生变化,易产生跳动转向,但这一前束变化有助于消除不规则制动造成的制动跑偏。

车轮定位的正确与否,将直接影响汽车的各种使用性能,像汽车的动力性、操纵稳定性、安全性、燃油经济性等,如不能正确定位就会造成轮胎的非正常磨损,降低轮胎的使用寿命。因此,汽车在使用过程中应保持车轮定位值的标准。

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第五章 四轮定位仪

5.1四轮定位仪的检测原理

四轮定位仪的核心部分是传感器。图5-1所示为前轮测量传感器,包括了三个基本的传感器单元1、2和3。倾角传感器1、2可直接测量出角度量。当传感器倾斜时,可测量出两个垂直方向的倾角。发射光从4射出,照射到与之相对的另一个传感器的CCD上,CCD线阵可以记录受光点的不同位置,从而测出长度量。CCD传感器也可以用于间接测量角度量。图5-1所示传感器的尾部也有两个相同的CCD传感器和发射光源。后轮测量传感器与前轮传感器基本相同,只是没有后倾角传感器。

测量时,还需要另外一种角度测量装置,位于汽车前轮下,可随前轮的转动而转动。采用角度指针转盘,用人工方法读出数据,然后将角度数据人工输入计算机进行数据处理。这种角度测量装置结构简单,但精度低,自动化程度差。为了提高测量精度和自动化程度,可采用角度传感器,将测量数据自动输入计算进行数据处理。

传感器在使用前,需在标定台上进行标定,以找出相对于基准的零位。图5-1所示传感器可在一个垂直的矩形立柱面上进行标定。

1.后倾角传感器 2.外倾角传感器 线阵 4.发射光源

图5-1传感器示意图

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从上可知,四轮定位仪共需6个传感器,包含14个基本传感器单元,由三种类型的传感器构成。

常见的有拉线式、光学式和激光(或红外线)式。最为先进的四轮定位仪采用了CCD图像技术,通过图像分析技术可测量全部检测项目。目前市场上具有代表意义的四轮定位仪是激光或红外线式,下面就传感器的安装及使用方法进行说明。

1.传感器 2.卡具 3.右前轮 4.右转盘 5.传感器 6.卡具

7.右后轮 8.支架 9.反射镜 10车身 11.左后轮 12.卡具

13.传感器 14.左转盘 15.左前轮 16.卡具 17.传感器

图5-2 传感器的安装

如图5-2所示,检测时,将车辆10置于地沟或举升平台上,前后轮装上传感器1、5、13、17,同时前轮置于角度转盘传感器4、14上。测量时,保证车体10摆正且方向盘位于中间位置。传感器1、5、13、17前后发出光线并接受光线,形成封闭的四边形。传感器安装好之后,就可以开机进行检测了。

图5-2中的传感器5与支架8和反射镜9是一整体。为了保证测量精度,对于反射镜相对于传感器5的位置精度要求较高。如果在使用过程中改变了反射镜的位置,将影响测量的准确性。可不采用光线反射的方式,将传感器用支架伸出,使其能直接发射和接受光线,但由于传感器由悬臂支撑,对传感器在车轮上的夹2 0

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具定位要求较高。

对于已经标定好的传感器按图5-2放置时,就会偏离标定位置,从而可测量出各种角度量和长度量。测量时,采取了直接测量和间接测量的方法来测量图1中的检测项目。

5.1.1直接测量项目

1.前束角/前张角 如图5-3所示,左右轮距差、外倾角等因素对CCD线阵接受光线的位置影响不大,可以忽略不计。因此,前后轮之间相互对射的光线相对于水平线的角度,就是近似的前后轮前束角。根据CCD测量出的长度值和车辆轴距,可计算出前束角。通过前束角,可以计算出前张角(车轮之间的夹角,又叫包容角)。

2.外倾角 外倾角传感器可直接测量出前后轮的外倾角。

3.左右轮距差 如图5-3所示,左右轮距差通过车辆前部和尾部相互照射的CCD线阵传感器来测量。CCD的测量值主要包括了前束角引进的长度值和左右轮距差。因此,左右轮距差等于CCD测量值减去前束角引起的长度值。前束角引进的长度值通过前束角和左右轮距差来计算。

4.推力角 如图5-3所示,前后轮中心线的夹角为推力角。推力角主要受左右轮距差和前束角的影响。因此,只要测量出左右轮距差和前束角,就可以计算出推力角。若不考虑前束角的影响,推力角只与左右轮距差有关,这时的推力角为前后左右车轮轴线的夹角。

图5-3 推力角测量原理

5.转向20°时的张力角先将前轮停于转盘的中心处,然后把右前轮向右转向2 1

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20°(右轮下的转盘将随之转动,转盘上的刻度值或传感器的测量值可确定转角大小),读出左轮的转向角度X(由左轮下的转盘或传感器来确定)。右转向20°时的张力角为20°~X。

同样道理,可测量出前轮左转向20°时的张力角。由于后轮不能独立转向,因此没有此检测项目。

5.1.2间接测量项目

主销后倾角 先将车辆前轮置于转盘的中心处,然后把前轮向右和向左转向20°,测量出后外倾角传感器的变化量Δα(最大值与最小值之差),可计算出主销后倾角大小为Δα的1.461倍。

主销内倾角 先将车辆前轮停于转盘的中心处,然后把前轮向右和向左转向20°,测量出后倾角传感器的变化量Δβ(最大值与最小值之差),可计算出主销内倾角大小为Δβ的1.461倍。

传感器检测出的测量值,由计算机进行处理。因此,知道检测项目的测量方法后,就可以建立数学模型,并编制计算机软件进行处理。为了比较测量出的参数与相应车型的允许参数,需要建立车型参数数据库。车型数据库应具有足够丰富的车型参数供检测时使用。如果检测出的参数值不在该车型参数的允许范围之内,就应该进行相应的调整。

四轮定位仪具有多种检测方法,目前具有代表性的检测方法是激光(或红外线)检测方法。通过多种传感器测量各检测项目并用计算机进行后续处理,可一次测量所有的参数。这种检测方法具有测量精度高、自动化程度高等优点。四轮定位仪的核心部件是传感器。开发传感器、计算机处理软件及建立车型参数数据库是开发四轮定位仪的核心任务。

5.2四轮定位仪的使用和维修

5.2.1目前四轮定位仪使用中存在的误区

目前,国内维修技术人员在使用四轮定位仪的过程中尚存在许多误区,除了缺乏足够的专业理论知识外,很多情况是对四轮定位操作常识缺乏必要的了解,主要表现在以下几个方面:

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1.客户档案管理功能被忽视或重视程度不够。很多修理工在做四轮定位时,都认为客户档案管理信息是多余的。实际上,如果充分利用该信息,不仅可以快速方便地查找到该车的故障信息,为进一步诊断检修提供方便,简化了检查程序,而且还可以为维修企业建立科学健全的客户管理体系提供有力保障。

2.在对四轮驱动的越野车辆、加长型车辆进行测试时,往往不对汽车或设备重新进行调试。对于越野车辆,要注意汽车最小离地间隙的调整,保证车身完全处于平衡状态。对于加长型车辆,如凯迪拉克等,测试前要调整好机头之间的距离,从普通距离转化为加长距离。

3.做四轮定位时只做两个前轮,调整外倾角不用外倾角专用调整器,前倾角(相当于自行车的前叉倾角,对转向操纵的灵活性有很大影响)几乎不调整。

4.调整顺序不当,导致定位不准。对于各个定位参数在调整过程中不看最后总和,不是互补着调整。

5.在进行定位操作前,忽视对基本情况的检查。如车辆在平直路面上行驶出现车身发抖现象时,往往是尚未检查轮胎的平衡情况就将汽车开上操纵平台进行定位操作。其它如轮胎气压、底盘螺栓紧固情况、车身平衡状态等问题,必须在进行四轮定位之前就解决,否则定位肯定不精确或平衡调不出来。

要想做好四轮定位,走出使用误区,维修技术人员必须加强理论学习和定位操作实践,真正将四轮定位仪用得得心应手。

5.2.2四轮定位仪的使用注意事项

使用四轮定位仪时,应懂得如何最大限度地减小测量误差,以充分保证测试精度。四轮定位仪在测试中可能引起误差的地方有以下3个方面,使用中必须给予注意。

1.违反操作规程或未妥善保管设备引起的误差。

① 转角盘保管得不好,使其在转动前轮时有阻力,造成前轮悬架撑紧,会给前轮前束和外倾角的测量带来误差。同样,后滑板也有上述情况。

② 违反操作规程安装卡具,会使距离销磨损不均匀,导致前束和外倾角的测量误差,因而必须进行轮辋的偏位补偿。

③ 传感器上的插销受损(由于带有油污的砂粒作用),会导致卡具上的传感器插套过度磨损,从而引起前束和主销后倾角的测量误差。

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④ 插座受损会引起电路不良接触或断路。这将引起程序运行和测量过程受到破坏。

2.测量平台引起的误差

现代汽车的底盘测量系统要求有很高的精度,为避免测量平台引起测量误差,必须注意以下几方面。

① 测量平台应在车间内安置好,以使汽车能直线驶上测量平台。

② 在选取四柱举升机时要考虑到,在4点支撑的测量板上,通过2个甚至3个点工作高度的调节使汽车行驶轨道能准确地被校准,这样可得到极好的稳定性。

③ 放置转角盘和后滑板的支点应只有横向最大1~和纵向最大2~的标准误差,否则将对前束、外倾角和主销后倾角的测量产生很大影响。

④ 为了避免四轮定位仪测量系统上的电流交叉,要安装好接地装置。如果在测量板旁再安装一个插座,则能避免测量板上的行驶轨道与微机间的电位差。

3.操作引起的误差

在四轮定位检测过程中,操作人员的一举一动都可能对检测结果产生影响。为避免操作误差,很多汽车底盘测量系统提供了一个帮助文本。如百斯巴特四轮定位仪对每一步测量可以通过“?”键来帮助,以避免操作不当对测量产生影响。尽管如此,操作误差仍然是存在的。下面给出几个减少操作误差的方法。

① 要检查和按标准调整轮胎气压,否则会产生外倾角的测量误差。

② 在对轮惘偏位进行补偿后放下汽车时,要将转角盘的转盘对准前轮悬架撑开的方向向里推动一点。否则转角盘在汽车转向时会滑向相反方向,这会导致汽车悬架撑紧而带来测量误差。

③ 在汽车驶上平板后,要上下晃动前后轴,使悬架系统处于自由放松状态。

④ 转向时不要忘记安装制动器销,否则车轮在转向时会滑脱,导致主销内倾角的测量误差。

⑤ 测量前轮的单轮前束时,转向盘要位于正前直行驶位置(转角盘辐垂直或平行于仪器板)。如果在显示器上显示的单轮前束不对称,表明转向盘在后面的测量中倾斜。必须指出,在具体操作中除了尽量减小误差外,还要能根据汽车故障现象尽快确定故障范围或直接找出故障原因,并加以排除,只有这样,四轮定位仪才能给汽车“定好位”。

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5.2.3四轮定位仪常见故障及解决办法

四轮定位仪作为高端汽保设备,如果出现故障,对汽车维修企业来说往往是一件棘手的事情。为了保证四轮定位仪的运行效率,降低故障率,下面介绍使用中常见的7种主要故障及相应的解决办法,供维修人员借鉴参考。

1.因没有及时标定而导致测量失准:设备老化、使用中的碰撞以及长期的误差积累等原因都会导致测量精度下降,用户必须在厂家要求的标准下对四轮定位仪进行标定。

2.主机运行速度太慢或死机:如果用户在参数设置中将CPU的缓存设置过低或在电脑里装太多的游戏,就会出现这种情况,此时应重新设置系统参数或删掉不必要的东西。

3.无线式四轮定位仪在测试过程中信号受到干扰,导致定位操作无法完成:一般情况下,阳光干扰和人为遮挡的比较多,只要避免阳光暴晒或将遮挡物移开即可。

4.电脑或主机烧毁:这种故障一般是因为使用不当引起的,如电压不稳定、线路接头太乱、接线板插口接触不良、线缆拧成死结或在使用中连续插拔等,都有可能导致电脑或主机烧毁。

5.传感器或激光管损坏:对于很多国产四轮定位仪来说,传感器属于易损件,在拆装过程中尤其容易受到损伤。对于进口四轮定位仪来说,如果修改了技术参数,而国内用户又没有获得相关信息,设备运行中就会出现传感器损坏的信息。激光管损坏后,将导致测试中没有光线发自光源,测试无法进行。

6.无线式四轮定位仪传感器接收器位置不当或受到损伤:这将导致测试始终无法进行,应进行调整。

7.因突然停电而导致数据、文件丢失或某些功能丧失:为了避免出现这种情况,应在主机前配备UPS。

四轮定位仪发生故障时,有些故障维修技术人员可以自己动手解决如标定、电脑软件故障等,但有些故障必须通过厂家或经销商解决,如主机烧毁、传感器感应装置遭到破坏等。维修技术人员可结合具体“病情”,量力而行地排除故障,切忌不懂乱动,将“聋子变成哑巴”,为诊断检修制造了更大的麻烦。

5.3四轮定位仪发展趋势

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从20世纪90年代末到2006年,是国内四轮定位仪市场发展最为迅速的几年,四轮定位仪厂家也由最初的十几家到目前的四五十家。那么现在国内的四轮定位仪市场又是怎样的呢?

5.3.1我国四轮定位仪行业的发展现状

四轮定位仪行业的迅速扩大,带来的直接后果就是四轮定位仪市场竞争的加剧。虽然维修企业需求的快速增加使得四轮定位仪市场的空间增大,但是四轮定位仪产品毕竟价格不菲,而且四轮定位业务并不能得到大多数客户的认可,如果这方面的业务不能为维修企业带来更多的利润,维修企业是不会为这一看上去“华而不实”的设备买单的。在这种市场环境下,国内的四轮定位仪生产厂家们开始了价格竞争。有研发实力的四轮定位仪生产厂家通过降低成本,在保证品质的同时,拉开了与国外同档次产品的价格差距;而那些没有研发实力的生产厂家本身缺乏研发成本这一部分投入,自然能够把价格降得更低。一时间,国内汽保市场上的四轮定位仪产品价格从3万多元到近20万元不等,竞争变得无序起来。

市场竞争的无序直接导致的结果就是行业发展的不规范。一些不具备研发能力的四轮定位仪生产企业为了增加产品的卖点,但凡市场主流的、先进的技术,在其产品上都能看到。有些企业不惜侵犯其他知名品牌的知识产权,仿造他们的专利技术。至于这些企业生产的四轮定位仪的检测水平能否达到技术标准,性能是否稳定可靠,是否能够提供售后服务,都不在这些企业的考虑范围之内。

为了让四轮定位仪市场变得规范、有序,中国汽车保修设备行业协会与全国汽车维修标准化技术委员会于2004年,制定了四轮定位仪的行业标准。该标准的出台,为那些想进入这个行业的汽保企业设置了一个门槛。而且,据行业专业人士介绍,这个门槛设置得并不低,该标准对于四轮定位仪的技术性能要求非常高,可以说与国外同时代产品技术标准看齐。按照这个行业标准,国内能够达到要求的并不多。不过,行业标准不属于国家标准,没有强制力,行业协会也没有要求行业企业必须遵守这个标准的权利。因此,很多四轮定位仪生产企业根本无视这个行业标准,有些甚至不知道还有这样的标准,他们生产的伪劣产品依然在市场上大行其道,并且通过各种展会、展销会等公众场合肆无忌惮地宣传推广。

当然,无序的竞争带给市场的不仅仅是行业发展的混乱,同时,也将四轮定位仪产品的价格拉了下来。国产知名品牌主流四轮定位仪产品的价格都已经降到2 6

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4~8万元,而一些进口国际知名品牌的四轮定位仪的价格也都降到了10万元以内。这种市场价格的变化,最直接的受益者无疑是国内的维修企业。

5.3.2中国四轮定位仪产品品牌竞争趋势

由于产品市场的混乱,使得中国四轮定位仪产品品牌的竞争亦趋于无序竞争,进口品牌与国产品牌两大阵营相对峙,一方凭借技术实力、品牌文化为根基,一方以物美价廉为武器,进而导致进口品牌虽仅有几家企业,却牢牢把握了中高端市场份额,相比之下,国内品牌更多的集中在低端市场,品牌竞争也相应呈现“百花齐放”、“良莠不齐”的局面。

同时,四轮定位仪涉及多个领域的技术,这也导致在很长的时间内,进口品牌技术优势的不可撼动,高端市场的稳固,而对于国内品牌来说,发展将是一个乱战的漫长过程,由于缺乏自身成熟的品牌文化和技术实力,仅能借鉴或开发先进技术逐步向中高端市场的渗透,且各国内品牌之间竞争将趋于两方分化,一部分执著于低端市场,使得彼此间的产品趋同性增强,价格战将成为竞争中主导,而另一部分则可能加强品牌建设和技术实力的提升,侧重低端市场的同时,涉足中高端市场。可以预见,在发展过程中将会有大量国内品牌消融,进口品牌与国产品牌继续对峙,但非常明确的是,如今中国四轮定位仪产品品牌竞争的“群雄争霸”局面将持续一个长期的过程。

5.4影响四轮定位的因素和检测方法

影响四轮定位的因素主要与使用有关。如在凸凹不平的路面上高速行驶;剧烈制动;惯性侧滑;重载或不均匀重量分布;转弯时速度过高、过猛,使侧倾力过大;以及为在路边停车经常单侧或双侧车轮冲击路肩等。

当然也与维修质量有关。如碰撞事故维修后,悬架系统修理或转向系统修理、更换车轮或轮胎后,都有可能造成四轮定位失准。一旦发现故障现象,应及时检测和调整。目前常用四轮定位仪来进行检测。四轮定位仪产品很多,它主要由一台电子计算机和四个光学机头组成。每个机头里都有一套红外线发射和接受的光学系统,微机把机头检测来的信息进行处理,把车辆的原厂技术标准数据和测量值进行比较,判断故障原因。

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四轮定位失准后的行驶故障及可能的原因见表5-4、表5-5

表5-4行驶故障及调整

行驶故障

转向盘太重

可能的原因

后倾角太大

车轮静态或动态不平衡

转向盘发抖 车轮中心点偏心产生凸轮效应

发动机不平衡发抖,制动盘厚薄不均

左右后倾角或外倾角不相等

车身高度左右不相等

偏向行驶

左右轮胎气压不相等

左右轮胎尺寸不相等

轮胎变形或不良

转向系统卡住,制动片卡住

转向盘不正

后轮前束不良造成偏斜推进线

转向系统不正

车辆静态不平衡,后轮前束不良

轮胎羽毛状磨损前束不良

轮胎单边磨损

凹凸波状磨损

外倾角不良

车辆动态不平衡,后轮前束不良

轮胎块状磨损

表5-5四轮定位不良引起的行驶故障表

四轮定位角度 原因

太大

后倾角 太小

不等

太大

外倾角 太小

不等

内八字

前束角

外八字

故障情况

转向时转向盘太重

直行时转向盘摇摆不定

转向后转向盘不能自动归正

直行时车子向小后倾角边拉

轮胎外缘磨损,悬架配件磨损

轮胎内缘磨损,悬架配件磨损

直行时车子向大外倾角边拉

轮胎外缘羽毛状磨损

轮胎内缘磨损,转向盘飘稳定

轮胎内缘羽毛状磨损

轮胎外缘磨损,转向盘飘稳定

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5.5四轮定位异常所引发的故障症状

5.5.1车辆跑偏

如果前轮定位异常,开车时须握正并紧握转向盘才能使车辆直行,如果轻握转向盘有时转向盘会转动,这样会引起前轮跑偏。

主销后倾角异常引起的跑偏。左右前轮主销后倾角不等,车辆行驶时会向主销后倾角小的方向跑偏。

前轮外倾角异常引起的跑偏。左右前轮外倾角不等,车辆行驶时会向前轮外倾角大的方向跑偏。

转向机异常引起的跑偏。配有电控动力转向系统的高档车,系统内记忆有设定直行的转向器位置。如果设定的直行的转向盘位置与驾驶直行的转向器位置不同时,此电控动力转向系统会启动转向助力装置将转向器转回设定的直行转向器位置,造成跑偏的现象。

轮胎异常引起的跑偏。车辆因轮胎变形或胎面摩擦力不同也会引起跑偏。变形的轮胎无法直立于地面,向前滚动时无法保持直行。轮胎滚动的方向决定车身行驶的方向,当变形的轮胎向右滚动时车辆必向右跑偏。通常是用对换左右或前后轮胎或轮胎内外翻转的方法来暂时解决跑偏的问题。但这只能是权宜之计。

转向器扭力引起的跑偏。这是由于转向机构的部件磨损产生的应力造成的跑偏,就是右转弯后车辆开始向右跑偏,在左转弯后车辆改成向左跑偏。

扭力异常引起的跑偏。加速或减速时车辆向一边跑偏,通常是底盘悬架部件磨损老化产生的间隙造成的。

制动异常引起的跑偏。进行制动时车辆向一边跑偏,通常是车辆左右前轮的制动力不均匀造成的。

注意:在用四轮定位仪调整实践中,经常会遇见车辆原本不跑偏或轻微跑偏,但在调整前轮前束后出现跑偏或跑偏严重,人们很容易把这一现象归咎于前束调整。其实不然,因为车辆在直行时总是处于左右两前轮前束角相等的位置,所以前轮前束本身并不会造成跑偏。事实上车辆由于其他原因已经具有跑偏倾向,但是如果前轮前束角不等,使得轮胎与地面摩擦力加大,往往表现出“啃胎”较为严重,从而可以掩盖其他原因造成的跑偏。此时如果不综合分析跑偏因素,盲目地调整前束,将会把原本不严重的跑偏故障彰显出来。所以一定要综合分析,综2 9

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合治疗。

5.5.2轮胎的磨损

车辆行驶一段时间后轮胎出现块状或羽状的磨损,就是常说的“啃胎”;两前轮同时磨损轮胎的外侧或内测,前轮前束角不对;前轮单轮磨损,前轮外倾角不对;后轮磨损,后轮外倾角、前束角不对。

另外,四轮定位仪无法检测的轮胎磨损因素还有如下几点:

1.不良的驾驶习惯。

2.轮胎压力过高,轮胎胎面磨损。

3.轮胎压力过低,轮胎两胎侧同时磨损。

4.底盘零件有问题。

5.5.3车辆发飘

车辆在高速行驶时轮胎没有抓地感。原因可能有以下几点:

1.轮胎气压过高。

2.车轮平衡不好。

3.主销后倾角接近于零或主销后倾角为负值。

5.5.4转向盘发沉

转弯时需要比较大的力转动转向盘,其原因如下:

1.主销后倾角过大。

2.前轮外倾角不正确。

3.剧烈颠簸后的悬架零件轻微变形产生阻力。

5.5.5转向盘回正能量差

转弯后车辆不能回正,直行方向或回正的力度不够,其原因如下:

1.主销后倾角过小。

2.转向器有问题。

3.其他角度不正确造成的反作用力。

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4.轮胎有问题。

5.5.6遇到轻微颠簸或加速时车辆甩尾

遇到轻微颠簸或加速时车辆甩尾,主要是由后轮前束不正确引起的。

5.6四轮定位调整的正规操作步骤

正确地调整车轮定位角,使定位角度都在设计的要求范围内,从而实现稳定、舒适、节能的安全行车目的。

四轮定位调整技术的一般工作程序

首先,要向用户详细问诊,了解故障症状。然后试车,确认故障现象并仔细进行外观检查。一般情况下,基本能够确诊故障,确定四轮定位调整内容及调整范围。之后,进行定位调整,直至符合定位技术标准。最后试车。

首先应对定位角度调整后的效果有清晰的预期,还要有正确、规范的操作步骤。APL四轮定位仪是以推进线为基准测量的,调整后轮前束是为了保证推进线的准确,准确的推进线才能确立前轮正确的单轮前束值。进行定位角度调整要做到先调后轮,在调前轮。

第一步:后轮的调整。

在后轮的调整界面上同时显示的是后轮外倾角、前束角和推进角3个角度的参数。前面已经讲述了各角度的关联性,所以后轮调整要做到先调外倾角在调前束角。

外倾角的调整:大多数的车型理论上后轮的外倾角是不可调的。

前束角的调整:后轮前束角的调整方法以偏心凸轮和拉杆式两种居多。因后轮前束角决定推进角的数值,从而影响到前轮的单轮前束角,进一步会造成调整后出现转向盘不正的现象。所以调整后轮前束角时要求两轮的前束角相等。

推进线角的调整:它随后轮前束角的改变而改变。推进线角过大或过小都可能引起车辆跑偏。

第二步:锁紧转向盘。

锁紧转向盘是为了保证调整前轮前束角的准确性。

注意:当代的汽车通过转向助力装置来增加车辆操控的稳定性和舒适性。发3 1

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动机熄火后,转动转向盘时对有转向助力装置的车辆转向助力装置的车辆要先起动发动机再摆正转向盘进行锁止,从而保证角度调整完之后转向盘不偏。

第三步:前轮的调整。

在前轮的调整界面上显示的是主销后倾角、前轮外倾角和前束角3个角度的参数。前轮调整要做到先调主销后倾角,再调前轮外倾角,最后调前束角。

主销后倾角的调整:通常,事故车辆或更换了前悬架零件后的车辆需要进行主销后倾角检测、调整。主销后倾角的调整方法大致有拉杆式、垫片式(A型臂)和移动发动机支架等几种。调整后,左右两轮主销后倾角的差不要超出0.5°。

前轮外倾角的调整:前轮外倾角的调整方法有调整垫片、偏心凸轮、旋转支柱、偏心螺栓和偏心球接头等几种。调整后两前轮外倾角的差不要超出0.5°。

前束角的调整:在进行前束角调整前都需要使用撑开杆或用手将轮胎撑开以消除拉杆球头之间的间隙,这是保证前束角调整值正确性的前提。转向机构拉杆于轮胎后端的撑开轮胎的前端,转向机构拉杆位于轮胎的前端的撑开轮胎的后端。

车轮定位角度在按正确的步骤调整结束后都要从新测量一遍,以检测调整后的数值是否正确。

大多数的维修工在遇到车轮定位角度不能调整时都会选择校正器进行调整或干脆不作调整以欺骗车主,使车辆存在安全隐患,从而使车主蒙受更大的损失。其实大多数的车辆都可以通过更换四轮定位专用调整配件进行调整,在保证车辆安全性的同时节省整个定位调整的时间。

5.7四轮定位调整技术研究

四轮定位调整常用的方法:

1.从上控制臂调整的常用方法

① 增减垫片调整主销后倾角和车轮外倾角,适用于别克、丰田、马自达、陆地巡洋舰等车型,

② 移动上控制臂来调整前轮外倾角和主销后倾角,适用于克莱斯勒等车型,

③ 旋转凸轮来调整车轮外倾角和主销后倾角,适用于别克、凯迪拉克、雪佛兰、福特等车型

④ 旋转上控制臂上两个偏心凸轮来调整主销后倾角和车轮外倾角,适用于3 2

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皇冠、福特等车型

⑤ 分别旋转两个偏心螺栓,来调整车轮外倾角和主销后倾角,适用于本田、丰田等车型

2.从下控制臂调整的常用方法

① 旋转偏心凸轮,可调整车轮外倾角,适用于丰田、凌志、林肯、马自达等车型,

② 调整主销后倾角时,松开环销并旋转即可,调整车轮外倾角时,旋转偏心螺栓。适用于梅塞德斯-奔驰等车型,

③ 松开控制臂安装螺栓,旋转偏心凸轮可调整前轮外倾角,适用于皇冠、福特等车型,

④ 松开下控制臂前端的球头安装螺栓,可以推进或拉出球头,从而调整前轮外倾角,适用于奥迪、大众系列等车型

3.从减振器顶部进行调整的常用方法

① 松开前减振器顶上几个定位螺栓,可以沿前卡孔左右移动减振器来调整前轮外倾角,适用于奥迪等车型。

② 松开前减振器顶上定位螺栓,向下推着前减振器并旋转180°,顺时针转增大外倾角,逆时针转减小外倾角;适用于福特、马自达等车型。

4.从减振器支架部位进行调整的常用方法

① 松开减振器支架上两个螺栓,旋转上部带偏心凸轮的螺栓即可调整前轮外倾角,适用于克莱斯勒、三菱、尼桑、丰田、佳美、花冠、保时捷等车型

② 松开两个螺栓向里推或向外拉轮胎,可以调整车轮外倾角,适用于别克、凯迪拉克,雪弗兰、克莱斯勒等车型

③ 松开减振器两个螺栓向外或向内移动轮胎上部,可以调整车轮外倾角。调整后可以加进楔形锯齿边铁片,即能固定又可防松脱。适用于福特等车型

5.8四轮定位调整技术的开发与拓展

在对四轮定位技术反复研究的基础上,对一些没有四轮定位调整部位的车辆,若进行适当技术改造,也可实现定位角度的调整,从而开发和拓展四轮定位技术的内涵和外延。

1. 从其它定位部位进行调整

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① 调长或调短前轮上的推力杆可调前轮主销后倾角,

② 后轮下控制臂一端装有偏心凸轮,松开螺栓旋转凸轮可以调整后轮前束

③ 上部的偏心凸轮用来调整车轮外倾角或前束;下部悬架上的拉杆可用来调整外倾角

2. 对前减振器顶部进行技术改进

松开螺栓将三个定位螺栓孔扩为长孔,左右移动可调前轮外倾角

3. 对减振器支架进行技术改进

若外倾角失准,可先把减振器从转向节上拆下,把减振器支架下边的孔锉成长孔,然后装回减振器,即可调整外倾角。

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第六章 四轮定位检测技术发展状况和车轮定位发展趋势

6.1四轮定位检测技术发展概况

国外针对车轮定位检测技术的研究较早,50年代就研制了相应的检测诊断设备,如美国、法国、德国、荷兰、日本以及意大利等,发展至今其自动化程度、精度都有了很大的提高。我国在这方面的研究起步较晚,对其研究开发尚处于探索阶段,推出的产品大都不太成熟。至今能普及使用的、精度较高的国产自动化设备比较少,许多厂家是通过购买国外的传感器及软件的方式在国内进行组装生产,没有形成自己的知识产权,导致产品质量参差不齐。现在,国内外使用的车轮定位检测设备主要有以下两种。

1.车轮定位静态检测设备。

2.车轮定位动态检测设备。

动态测量与静态测量的区别:

名称

测量条件

静态测量

1.测量调整必须用。

2.二次举升做偏心补偿。

3.调整传感器水平。

4.整车测量时间不低于两分钟。5

5.悬架处于应力状态。

6.测量时必须用侧滑台。

动态测量

1.专用定位举升机(调整是采用)。

2.无需二次举升做补偿。

3.无需调整传感器水平。

4.整车测量时间在20S。

5.悬架处于完全自由状态。

6.测量时不用侧滑台。

动态测量的优势:

汽车车体运动状态下的四轮定位测量方式简称动态测量。动态测量的优势如下。

(1)检测轮辋的变形。

因为静态测量对轮辋的变形问题的检测精确性,至今还无法彻底解决,实际的维修中都是通过调换车轮的方法来多次验证。效率低不说,而且也没有数据作依据,完全靠经验和后期维修来弥补解决这个问题。由于光学测量加上加速度传感技术的应用,装在这方面取得了突破,很好地解决了这个问题。它可以检测出3 5

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轮辋的变形,是不是在安全范围,如果超差了,电脑会自动提示出来,根据每个车轮误差量,明确分配在不同的车轮位置上。

(2)检测轮胎的侧滑量值。

侧滑问题是反映车轮在行驶中出现侧向滑动的量值。在实际维修中,依据四轮定位的角度值,给综合判断提供了充足的数据依据,从而拿出可靠的解决方案,该项技术可以彻底解决轮辋、轮胎的综合故障,具有非凡的修理意义。

(3)检测车轮在运动状态下的真实角度值。

汽车在行驶中与静止时车轮状态发生了改变,在测量时,我们不能忽略这些因素,如悬架形变,轮胎气压变化、轮辋轮胎的变形、负重问题、底盘间隙等等。这些因素都会导致运动状态下车轮真实角度值的改变,如果我们能在运动中捕捉这些变化,找到问题的症结,诊断故障时就更加快捷、准确。如今通过动态测量装置,将这些因素都通过移动测量的方式,真实科学地反映出最终的角度,这对精确快速修车具有重要意义。

(4)避免静态测量中底盘结构对角度的影响。

底盘结构状态在运动和静止中有着本质的区别。运动中底盘的形变综合了地面冲击力及车身质量、路面状况、各部件的刚性变形及动核载情况、结构件抵御变形的能力以及个人驾驶习惯等;静止中的底盘形变只有车身质量、车轮与地面的内应力影响,所以反映的结果比较片面,儿忽略了其他重要因素。

(5)检测的时间大大缩短,提高了工作效率。

测量时间从原来的五分钟缩短到现在的十二秒,这种突破,得益于测量方式的改变和高端技术应用后带来的劳动价值的提升。传统测量不能逾越的是车轮的变形量。不同的车轮负重、不同的测量位置都会造成底盘的变形,而这些因素导致的变形,传统的测量方式是无法测量出来的。在两次举升过程重,底盘变形会因操作习惯的不同而产生不同的角度。而创新的动态测量方法在这方面 取得了突破,对测量的最终结果有着深远的意义,同时,经营者最关心的问题—工作效率也大大提高。高科技改变了我们的作业周期和作业习惯,也降低了对操作人员的技术要求,这些都对我们的经济效益产生了直接的改变。

6.2车轮定位发展趋势

6.2.1实行后轮定位

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随着道路条件的改善,现代轿车的速度越来越高,在中、高档轿车上不仅设置前轮定位而且已开始设置后轮定位角。当汽车高速行驶时,操纵稳定性是至关重要的。为了保证汽车高速行车的操纵稳定性,在结构设计上应当确保汽车具有不足转向特性。汽车后轮具有一定程度的外倾和前束可使后轮获得合适的侧偏角,提高高速行驶的操纵稳定性。例如桑塔纳轿车后轮的外倾角是-40′,前束25′。

6.2.2减小车轮外倾角和前束

在现代汽车中,由于悬架和车桥比过去的坚固,加上路面平坦。所以,采用零倾角的车或负外倾角的车越来越多,以改善转弯时的稳定性和行驶时的平顺性。在负外倾角的车辆转弯时外侧角减小,车辆倾斜度也相应减小。小轿车高速转向时,离心力增大,车身向外倾斜加大,产生了更大的正外倾,使外侧悬架超负载加剧了外侧轮胎的变形。外侧轮胎与地面接触处的内外滚动半径不同,外侧小于内侧,这不仅加剧了轮胎磨损,也会使转向性能降低,所以现代轿车车轮外倾角减小甚至为负值可使内外侧滚动半径近似相等,使轮胎的内外侧磨损均匀,还提高了车身的横向稳定性。为了避免拖滑造成车轮的不正常磨损,提高车身的横向稳定性,车轮具有负外倾,即车轮在静止状态时向内倾斜,在转向时车轮外倾角趋于零。由于外倾角为负值,为了抵消直线行驶时前轮行驶轨迹的偏离,则采用负前束。

6.2.3增大主销内倾角

主销内倾角的存在使力臂变小,转向轻便。但对于轿车来说,一般都有转向助力装置。不再需要考虑转向的轻便性,因而往往采用增大主销内倾角,可以提高汽车行驶的稳定性。

6.2.4减小主销后倾角

由于轿车一般采用超低压扁平轮胎,在高速状态轮胎本身具有较大的回正力矩,同时主销内倾角的加大也增大了回正力矩,因此,为了防止过大的回正力矩引起的回正过猛,所以要减小主销后倾角。

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第七章 结 论

本文以汽车行驶系统的跑偏故障引入探讨了汽车四轮定位的相关因素:主销后倾角、主销内倾角、车轮外倾角、前束角、转向不足等前轮定位以及后轮定位。在认识汽车四轮定位理论的基础上总结了汽车四轮定位的测试原理与四轮定位各个参数的概念和作用,进而对汽车四轮定位测试系统进行了全方位的剖析和了解,以及对汽车四轮定位测试系统的安装与使用进行了概述。汽车四轮定位在现代汽车检测与维修行业中得到广泛的运用,通过屏幕上的彩色图形和数字显示需要调整的部位、调整办法,把复杂的四轮检测调整简化成看图操作。提高了维修方法的技术含量,使维修水平上了一个新台阶。同时也为各类轿车的维修提供了便利,缩短了维修时间,确保了现代轿车行驶的平稳、轻便和安全。四轮定位作为汽车新技术之一,国外许多汽车制造厂家、汽车服务公司,汽车修理厂,改装厂,在四轮定位的研究和检测、调整方面下了很大功夫,积累了许多宝贵经验。我国的汽车技术还比较落后,因此,解决新车和在用汽车的四轮定位的检测、调整方面的技术问题,可谓任重而道远。3 8

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答 谢

在这三年的学习生活中首先要感谢尊敬的老师。您吃苦耐劳的敬业精神、严谨求实的治学风范、诲人不倦的态度、谦虚的品格、以及对他人的宽容和对自身的严格要求,都使我获益匪浅,受益终生。

首先,我感谢我的导师孙宾和尹新欢老师,在论文的写作过程中,在论文的选题、研究方法及论文写作等方面,两位老师以其渊博的知识和丰富的实践经验为我提出了许多中肯的、富有见地的指导意见。从初稿到终稿的两个半月时间里,论文数易其稿,尹新欢老师在百忙之中抽出大量宝贵时间,花费大量的精力对论文进行审阅和提出修改建议。

论文的写作过程是我又一次学习提高的机会。在四年的课程学习过程中,金华市技师学院的老师们以其精彩的讲授引导我深入领会汽车设计和未来发展的精髓,提升了我对汽车的认识,完成思想观念的根本转变,开阔了思路,增长了见识。

再次衷心感谢金华技师学院所有参与了对我们授课工作的各位老师各位领导。在论文资料的收集和整理过程中,金华市的汽车4S店给予了我大量的帮助和指导,在此一并衷心的感谢。

最后感谢我的家人对我工作和学习的支持和无微不至的关怀,使我顺利完成学业。

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本文标签: 倾角定位转向调整