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2023年12月15日发(作者:崔聚)

总述

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1.1引言

目前中国的汽车工业发展迅速。从整体上看中国汽车工业,仍然是一个国际竞争力较弱的产业。从汽车产量上看,中国已成为世界汽车工业的主要制造基地之一。就长远来看,中国汽车工业也必将具备完全的自主开发的能力,并且逐步提高其在世界汽车工业体系中的地位。

本文讨论轿车四轮定位对汽车行驶性能的影响。因为汽车在行驶一段时间后,四轮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,使底盘零件磨损;以及更换底盘悬架零件、轮胎等原因都会导致四轮定位参数发生变化。所以有必要进行四轮定位技术的研究。

正确的四轮定位可以有效地降低使有成本。定位参数失准会使车轮的滚动阻力增大,汽车动力性下降,运行油耗增多;另外,会引起轮胎异常磨损也降低了汽车的使用经济性。

所以说四轮定位技术的推广对降低汽车的使用成本,提高行驶的稳定性和安全性具有极其重要的意义。

1.2实践单位基本情况

长春汇腾汽车销售服务有限公司是集整车销售、售后服务、配件供应、信息反馈于一体的一汽大众4S店,公司位于长春市汽车产业开发区景阳大路3688号,设有产品展示区、贵宾接待区、业务洽谈区、客户休息区、贵宾休息室、售后服务接待区和维修车间等功能区域,引进了一汽大众最新检测、维修全套专用设备,为客户提供专业的售前售中售后服务,欢迎车主之家网友来店试乘试驾和在线咨询,汇腾全体员工将竭诚为您服务。

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什么是四轮定位

汽车的转向车轮、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做转向车轮定位,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)和前轮前束四个内容。这是对两个转向前轮而言,对两个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。这样前定位和后轮定位总起来说叫四轮定位。

2.1四轮定位的作用是什么

当车辆使用很长时间后,用户发现方向转向沉重、发抖、跑偏、不正、不归位或者轮胎单边磨损,波状磨损,块状磨损,偏磨等不正常磨损,以及用户驾驶时,车感漂浮、颠簸、摇摆等现象出现时,就应该考虑检查一下车轮定位值,看看是否偏差太多,及时进行修理。

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四个内容。后轮定位包括车轮外倾角和逐个后轮前束。这样前轮定位和后轮定位总起来说叫车轮定位,也就是常说的四轮定位。车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。

2.2四轮定位的原因是什么

汽车为什么要做四轮定位,这是广大用户和司机同志很关心的一个问题啊。让我们先从汽车的构造说起。拿当前路上行驶的多数四轮轿车为例,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做转向车轮定位,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)和前轮前束四个内容。这是对两个转向前轮而言,对两个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。这样前轮定位和后轮定位总起来说叫四轮定位。

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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。由于各汽车生产厂家对四轮定位原设计的不同、制造的不同,使得各轮的各种倾角和束值就各有不同,并且有可调部分和不可调部分之分;做四轮定位就是通过四轮定位仪,检测出被测车辆的各轮倾角和束值是否符合原厂标准,如不符合可做随机调整。换句话说,当驾驶员感到方向转向沉重、发抖、跑偏、不正、不归位或者发现轮胎单边磨损、波状磨损、块状磨损、偏磨等不正常磨损以及驾驶时车感飘浮、颠颤、摇摆等现象出现时,就应考虑做四轮定位了。

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四轮定位内容及要求

3.1四轮定位的内容

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,而且由于路面干扰而加剧车轮的前后颠簸。

主销内倾角

如图1-1所示,转向主销(或者上球节与下球节的连线)相对铅垂线向内倾斜,称这个倾角为主销内倾角。

图1-1车轮外倾角和主销内倾角 图1-2主销后倾角示意图

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,因而方向盘复位容易。

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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方向盘上的力,使转向操纵轻便,同时也可减少从转向轮传到方向盘上的冲击力。但主销内倾角也不宜过大,否则加速了轮胎的磨损。

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。使用斜线轮胎的鼎盛时期,由于使轮胎倾斜触地便于方向盘的操作,所以外倾角设得比较大。现在汽车一般将外倾角设定得很小,接近垂直。汽车装用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。

前轮前束

脚尖向内,所谓“内八字脚”的意思,指的是左右前轮分别向内。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,方向盘操作变得容易。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,如果左右两轮带有向内的角度,则正负为零,左右两轮可保持直线行进,减少轮胎磨损。

上述的四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。转向轴上两转向轮并非平行安装的。如图1-3所示,两前轮前面的间隔A比后面的间隔B小,称这种状态为总前束,通常用B-A来表示这个量即左、右单轮前束之和。

前束值也可以用角度来表示。 每一车轮的旋转平面相对汽车纵向轴线(几何中心线)的内夹角称为单轮前束角,车轮前端偏向纵向轴线方向为正,反之为负,单轮前束通过公式(1-1)计算。

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L=sinD (1-1)

式中: L——单轮前束值,单位:mm;

D——车轮前束测量点所处的直径,单位:mm;

——单轮前束角,单位:º。

图1-3前轮前束(俯视图) 图1-4推进角示意图

3.2四轮定位的具体要求

如果你的车辆说明书里建议的数据与四轮定位仪电脑里的数据是相同的就是通用的。一般来说,在下列情况需要做四轮定位:

a、 更换新胎或发生碰撞事故维修后;

b、 前后轮胎单侧偏磨;

c、 驾驶时方向盘过重或飘浮发抖;

d、 直行时汽车向左或向右跑偏;

e、 虽无以上状况,但出于维护目的,建议新车在驾驶3个月后,以后半年或一万公里一次。

四轮定位是汽车维修保养必需的工作内容之一。除非在做四轮定位之前存在与它相关的明显问题,例如直行稳定性差等,在四轮定位后您能马上感觉的到,否则凭感觉您很难判断做的好不好。由于目前汽修行业的良莠不齐, 7

维修质量相差很大,所以建议您尽量到较好的维修企业维修以保证四轮定位的质量,确保行车安全。

如果在笔直的公路上行驶,你却需要不断的调整方向盘以保持汽车直行;如果你又发现,车辆在转弯后没有自动回正或需要较大外力辅助回正;当你在高速中,发现方向盘有抖动甚至剧烈抖动,导致车辆稳定性下降。如果你真的发现了这些现象,看来你需要做四轮定位了。四轮定位对于老司机而言并不陌生,甚至可以详细说出其中的奥秘。然而,对于一些新手来说可能就比较陌生了。

① .轮胎受益大

既然称为四轮定位,那首先对轮胎肯定是有非常大的好处。做完四轮定位,可以让轮胎与车体保持最佳角度,在提高抓地力同时舒适性也得到了保证。当然,如果车辆在发生异常现象并没有进行四轮定位,不但对安全性有较大的影响,而且轮胎的寿命会大大降低。一条轮胎的价格大概在几百元至几千元不等,如果不爱惜轮胎,将会损失不小的一笔资金。

② .提高操控性

轮胎保持正常状态,当然对行车安全有非常好的帮助。经过四轮定位调整后,驾驶操控性就可以得到相应的保证。尤其遇到紧急情况,轮胎足够的抓地力可以尽可能的按照驾驶员的行车轨迹行驶。虽然这只是紧急情况,但驾驶本身存在一定的危险,如果能在危险即将来临的时刻作出相应的判断,相信您的安全会得到充分保障。

③ .节省燃油效果好

燃油消耗是随轮胎滚动摩擦系数减小而减小的,这是显而易见的。经过四轮定位的调整后,车辆可以按照正确轨迹行驶,在一定程度上减小了风阻,当然燃油消耗也会随之减少。再配合标准胎压值,轮胎不但可以保持最佳抓地效果,还可以尽可能降低轮胎与地面的摩擦,达到一举两得的效果。

④ .驾驶安全有保障

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轮胎好车就好,安全性也会大大提高。其实经过四轮定位调整的同时,维修技师也会检查汽车悬挂系统及其他(拷问)部件的情况,这种检查可以判断出轮胎是否对底盘系统有不良影响。如果发现有异常,不但对轮胎进行了优化,并对底盘也做了相应修整,这样可以通过轮胎判断相应部件的磨损程度,尽早发现安全隐患并进行彻底排除。

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怎样才能调好四轮定位

4.1影响四轮定位的主要因素

车轮定位对维持驾驶安全、转向稳定以及轮胎正常磨损是极为重要的,车辆定位角度不正确,在紧急制动时就可能发生跑偏、侧滑,导致严重事故。在正常运行时可能使轮胎寿命缩短,而转向拉杆等部件的失调或失效往往会导致丧失转向控制,其结果不堪设想,因此对车辆进行四轮定位至关重要。

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、不均匀重量分布、转弯时速度过猛使侧倾力过大,以及在路边停车经常单侧或双侧车轮冲击路肩等。当然,影响四轮定位的因素也与维修质量有关,如发生碰撞事故维修、悬架系统修理、转向系统修理以及更换车轮或轮胎之后,便有可能造成四轮定位参数失准。一旦发现故障现象,应及时进行检测和调整。“汽车四轮定位专题”以汽车四轮定位的全过程为主线,以问询诊断、车辆路试、检查更换、四轮定位以及调整试车等为主要内容,针对四轮定位涉及的各项工艺流程进行分析。

问诊需要抓住重点,主要如下:

1. 为诊断故障而向客户提问的技巧

(1)必须询问故障症状发生时的情况,以便重现故障。

(2)提问时要用客户熟悉的话语,不要使用客户不懂的专业术语。

(3)用直接实际事例来询问客户,使客户能容易回答。

2. 在向客户问诊时必须懂得的常识

(1)应在故障再现时,确认客户的要求。

(2)当故障没有再现时,确认故障再现的条件。

几点重要因素:

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1. 车轮振摆和跑偏

振摆是由于各种原因引起轮胎不稳定旋转的一种情况,车轮和轮胎的振摆是指不规则的上下或左右运动。左右运动就是指车轮或轮胎的横向振摆,上下运动就是指车轮或轮胎的径向振摆。与振摆有关的振动故障只能通过寻找振摆的来源以消除。振摆的修理通常包括车轮中轮胎的再组装或更换、车轮轴承更换、轮毂的更换或轮胎/车轮平衡等几方面。振摆是很容易被看到的。使车辆升离地面并且使车轮旋转,利用一静止物作为参照来观察轮胎胎面和胎壁。不论径向振摆还是横向振摆,对于静止物来说,轮胎都好象在移动。这种目视检查也可以用轮胎平衡仪来完成。千分表和夹具装置能够用来测量车轮和轮胎的振摆,车轮的振摆通常在车轮轮胎内缘处测量。

跑偏是指车辆在径直道路上行驶,转向盘在不受任何外力作用的情况下,车辆行驶方向发生偏移。跑偏通常是由下列原因造成的:

① 胎结构变形(子午线轮胎横向力);

② 胎配合不当或磨损不均匀;

③ 轮或后轮定位不当;

④ 向助力阀偏离中心;

⑤制动调节不匀称或制动器拖滞。

轮胎结构能导致车辆跑偏,例如,如果子午线轮胎内的垫带偏离中心,当车辆在路面沿径直方向行驶时,轮胎能产生侧向力。产生侧向力的原因在于轮胎不规则的结构,致使车轮向锥体一样滚动,沿一侧方向跑偏。而后轮很少出现跑偏现象。从车轮定位故障中辩认出轮胎跑偏是非常重要的,以便能完成适当修理。

2. 轮毂和轴承

车轮轮毂和轴承是振摆的潜在原因。过度的轴承磨损会引起振摆现象。车轮和轮毂凸缘处生锈和异物也可以引起过度的振摆。另外,如果轮毂双头 11

螺栓安装孔钻位不当,轮毂双头螺栓振摆就可能超出规定极限。当车轮/轮胎总成振摆不能减小到容许极限时,则应卸下车轮和轮胎并进行检查。

3. 球头的检查

在检查球头磨损时,确认一下车轮轴承是否调节适当。检查球头油封是否有切口或裂纹。如果部分油封很难观察,可以小心地用手指去触摸油封是否有切口或裂缝。如果出现大量油脂,就证明油封已有裂缝。如发现了切口或裂缝,则应更换球头。 为了检查车辆的球头状况,应举升起车辆前部并使前悬架自由悬挂。握住轮胎的顶部和底部并试图使轮胎底部向内和向外移动,观察是否有与控制臂有关的转向节平行移动。

在接头处如果发现油封有切口或任何松动情况,则应更换球头。在检查球头的时候,应检查转向节支座处球头双头螺栓的紧固情况。这项检查是通过在摇动车轮和轮胎总成的同时感觉双头螺栓末端的移动情况来完成的,应及时更换磨损或损坏的部件。

4.

转向横拉杆

转向横拉杆必须有零度自由间隙,但仍能允许悬架回转移动。转向横拉杆磨损后将导致转向盘间隙过大。齿轮齿条转向机构和标准循环球机构上的转向横拉杆均以同样的方式进行检查。

5.减震器(电子水平控制)

用于后轮驱动电子水平控制系统的空气可调减振器,在进行四轮定位之前应对减振器机械损伤或液体渗漏进行全面检查。如果发现有机械损伤或过度的液体渗漏情况,则应更换减振器。如果减振器外观看起来处于一种良好的状况,则可以进一步对减振器进行检测。通过工作台检查方式进行测试是通常的作法,有些减振器是通过将下部支架从车辆上拆下,同时上部支架仍与车辆连接的方法来进行检查的。

在通过工作台检查其状况之前,必须除去所有电子水平控制减振器中的多余空气。当电子水平控制减振器处于平衡状态时,在其气压腔内将产生一 12

些气穴。这种情况通常发生在新装置中。当电子水平控制减振器从车辆上被卸下并平衡放置时也将产生气穴。为了除去电子水平控制气压腔内的空气,需要如下操作:①在减振器顶部朝上垂直放置时,手动向上拉伸减振器。②在减振器顶部朝下垂直放置时,压缩减振器。③反复进行5次拉伸压缩操作,确认是否所有空气都从气压腔内排出。

4.2四轮定位设备的使用与调整方法

设备的使用

1. 调整传感器水平的技术要领。

传感器水平调整的要求是4个机头在一个水平面上。调整水平时只需看4个传感器的测量角度,只要4个数据中最大值与最小值的差值在30′以内即可,一般差值越小误差越小。不必在意数据的正值、负值和大小的变化,如数据同时是-2°或-3°时,测量结果也不会有什么误差。这样当遇到底盘低的车辆时,只需同时降低四个机头即可正常测量。

2. 卡具的使用与维护

卡具在装卡时注意:爪钩的三个限位点的共有平面要与车轮侧面平行,原因是被测车轮的角度要与卡具的角度相等,不然就会加大测量误差。

当出现驱动齿盘转动不畅或费劲的情况时,就需要检查爪钩齿管在三叉总成内的运行状况,原因是齿盘与齿管之间摩擦产生毛刺,毛刺障碍齿管在管内通行。排除这种状况时,用砂纸磨掉毛刺既可,一般打磨两次后不再出现上述问题。需要注意的是,发现上述问题后要尽早排除,否则会导致故障加剧或卡具损坏。卡具使用中不宜加黄油或润滑油,因为油类物质易粘尘土,尘土过多也有障碍作用。

3. 前轮转盘使用与维护

前轮转盘在使用中应注意:①每次定位完工后要将转盘固定销插入孔内,这样可以避免上车受到冲击损伤。②尽量避免沙土进入盘内。③定期检查转 13

盘背面的大螺母,避免松旷。④定期保养。保养时将背面的大螺母拆下即可解体转盘,排除盘内的沙土脏物并洗净,然后加黄油即可。⑤转盘底下的转盘槽要平坦,保证转盘放置平稳,避免变形损坏。

4. 判断仪器工作是否失准

四轮定位仪虽然给我们带来了很大的方便,但不能完全相信仪器,因为仪器也有老化、松动而出问题的时候。同是一辆车两次的测量数据很可能不完全一样,这种变化量的大小与悬架结构、部件的稳定性及车轮的变形度等也有关系;仪器自身及不正当操作也有误差。要想知道仪器是否失准,最好有一辆底盘、悬架等定位参数稳定的车。用这辆车定期、频繁地进行测量,保存每一次全四轮测量的数据,通过观察多次的测量数据即能分析仪器的变化程度。当各项数据变化大于20′时可以怀疑仪器失准(即使仪器不准,只要我们知道变化量,也能灵活运算进行定位)。另一种方法是用一辆或几辆没有问题的新车进行测量,通过观察测量数据即能分析仪器的变化程度。当出现较大变化找不出原因时应通知厂家进行校准。

调整方法

轮定位数据调整时要以先后轮,后前轮,先外倾,后前束为调整顺序

a.后轮外倾角。

b.后轮束角。

c.前轮主销后倾内倾角。

d.前轮外倾角

. QEDC 在量产汽车中,很多车型只有前束和外倾这两项参数可以调整。其它的定位参数在汽车设计和制造时就可以保证参数的精度,如马自达323只。

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某些车子,经过长时间的使用或者事故修复后,在正常的调整范围内调整,不能满足要求。但是可以通过加装调垫片或者更换偏心螺栓等方法进行深度加工调整,下面来介绍此类调整方法。

1. 四轮定位参数调整方法研究

前束一般可以通过调节转向机上的横拉杆就可以达到调整要求。外倾角调整要根据作业车型的悬架具体结构,选择调整方法。

(1) 从上控制臂调整的常用方法

a. 增减垫片调整主销后倾角和车轮外倾角,如图3-2所示。

b. 移动上控制臂来调整前轮外倾角和主销后倾角,如图3-3所示。

c. 旋转凸轮来调整车轮外倾角和主销后倾角。如图3-4所示。

图3-2从上控制臂调整方法一 图3-3从上控制臂调整方法二

d. 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,如图3-5所示。

e. 分别旋转两个偏心螺栓,来调整车轮外倾角和主销后倾角,如图3-6所示。

(2)下控制臂调整的常用方法

a.旋转偏心凸轮,可调整车轮外倾角,如图3-7所示。

b.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,如图3-8所示。

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c.松开控制臂安装螺栓,旋转偏心凸轮可调整前轮外倾角,如图3-9所示。

d.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,如图3-10所示。

图3-4从上控制臂调整方法三 图3-5从上控制臂调整方法四

图3-6从上控制臂调整方法五 图3-7从上控制臂调整方法六

图3-8从下控制臂调整方法一 图3-9从下控制臂调整方法二

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图3-10从下控制臂调整方法三 图3-11从减震器顶部调整方法一

(3)从减振器顶部进行调整的常用方法

a.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如图3-11所示。

b.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,如图3-12所示。

(4)从减振器支架部位进行调整的常用方法

a.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外倾角,如图3-13所示。

b.松开两个螺栓向里推或向外拉轮胎,可以调整车轮外倾角,,如图3-14所示。

c.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。调整后可以加进楔型锯齿边铁片,即能固定又可防松脱。,如图3-15所示。

图3-12从减震器顶部调整方法二 图3-13从减震器支架部位调整方法一

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图3-14从减震器支架部位调整方法二 图3-15从减震器支架部位调整方法三

2. 前束参数单位不统一的处理方法

我们知道,前束的单位表两种表示方法一种是以毫米(mm)为单位,另一种是以度数(°)。他们之间如何换算呢?在第二章中我们给出式1-1,即

L=D×sinφ

式中: L——单轮前束值,单位:mm;

D——车轮前束测量点所处的直径,单位:mm;

φ——单轮前束角,单位:º (度)

在测量时我们常以轮胎的外缘为测量点。所以D可以通过轮能的型号计算出。如205/55R16 91V的轮胎205:其中205表示轮胎宽度为205毫米,55表示轮胎的扁平比,即轮胎高度是轮胎宽度205毫米的55%。16为车轮轮辋的直径即16英寸。可得此轮胎的外缘处直径为2(205×55%)+16×25.4=631.9mm,即2倍的轮胎高度加上轮辋的直径。所以可由式2-1可以相互换算前束单位。

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