浅析四轮定位作用与检测方法

韩翔 江苏安全技术职业学院 汽车工程系

1 前言

随着汽车科学技术的飞速发展,目前我国汽车的生产量越来越多,消费者对汽车的需求也逐步呈上升趋势,在这种新环境下,给汽车维修行业带来了无限生机,同时也面临着严峻的挑战。

当汽车行驶到规定的里程后,各部位零件在不同程度上都有所磨损及变形,特别是汽车的悬架结构,使用过程中长时间受来自地面和零件之间的摩擦,以及行使在各种不同的路况下,承受着来自外界的撞击,极容造成部件的磨损变形,进而改变了汽车的结构,降低汽车技术性能,为了使汽车的各项指标恢复到标准的要求,须对汽车进行四轮定位。

目前,汽车在悬架的使用时采用的是四轮独立悬架,目的是为了使汽车在直线行驶过程中方向的稳定性和转向后转向盘能够实现自动回正,避免前轮或后轮由于前束的失准而造成汽车跑偏,轮胎发生不正常磨损.四轮定位参数中任一参数的调整不当,就有可能产生转向困难、行驶不稳定、方向转向后复位不良,方向偏行、行驶阻力增大,油耗增加以及轮胎的不正常磨损等故障.汽车四轮定位参数的精确与否直接影响着车辆行驶是的舒适性、安全性。

2 车轮定位的作用

车轮定位包含前轮定位和后轮定位两部分,后轮驱动的汽车后桥一般为刚性车桥,绝大部分又采用车架,所以在做车轮定位时,只需对前轮做定位检测。

2.1 前轮定位

前轮定位研究的是转向轮、转向节和前轴三者之间装配关系及相对位置,就叫做前轮定位,前轮定位参数中包含主销后倾角、主销内倾角、前轮外倾角、前轮前束四个参数 。

2.1.1 主销后倾角

主销轴线在纵向平面内与通过前轮中心垂线的夹角叫主销后倾角.如图一所示γ称为主销后倾角. 其作用是：保证汽车直线行驶的稳定性, γ角越大, ,汽车直线行驶的稳定性就越好。但是主销后倾角γ越大,汽车转向时需要克服阻力就越大,转向就越重,所以主销后倾角不能超过2°～3°.

图一 主销后倾角

图二 主销内倾角及车轮外倾角

2.1.2 主销内倾角

主销内倾角是指主销在前轴或悬架上安装时,上端略微向倾斜一个角度。如图二所示β称为主销内倾角.其作用是：使转向轮自动回正，并使转向操纵轻便。

β不宜过大，也不宜太小。β角过大，转向时，车轮在滚动的同时将与路面产生较大的滑动，增加轮胎与路面的摩擦阻力，这不仅使转向沉重，而且加速了轮胎的磨损。β过小，汽车行驶的稳定性和制动稳定性将变差。

3)前轮外倾角

汽车转向轮上端略微向外倾斜,车轮所处的平面和纵向垂直平面的夹角称为前轮外倾角,如图二所示α称为车轮外倾角 。前轮外倾角的作用是：提高前轮工作的安全性和转向操纵的轻便性。外倾过大的轮胎外侧偏磨损,承载后出现轮胎内倾的,轮胎内侧偏磨损[1]。

2.1.3 前轮前束

前轮前束包含有两种,分为正前束和反前束两种。如图三所示,

图三 前束

正前束指车轮后部距离大于前部的距离。反前束指车轮后部距离小于前部的距离.其作用：前束作用是为了消除由于外倾角参数的不正确而引起的轮胎侧滑。

2.2 后轮定位

后轮定位不符合技术要求,仍然会有失去操纵稳定性和轮胎早期磨损。如果出现轮胎的异形磨损,特别是由于后轮轮胎的胎冠偏磨损造成后轮胎的外倾角不对,后悬架发生早期磨损时都需要对车轮进行四轮定位。

3 四轮定位检测方法

四轮定位仪可检测的项目包括前轮前束、前轮外倾角、主销后倾角、主销内倾、后轮前束等参数. 目前用来测量车轮定位参数的设备是四轮定位仪。

3.1 前束的检测

在保证方向盘位于规定位置的情况下,为了提高车轮前束的测量精度,无论是采用何种形式的四轮定位仪,在检测车轮前束之前,首先采用拉线或者光线照射及反射的原理在规定区域内形成一封闭的直角四边形。然后将待检车辆放置在该密闭的四边形内,车轮上的光学镜面或传感器不仅可以检测前轮前束、后轮前束,同时还可以检测出两车轮的同轴度及推力角等。标准值见下表一：

表一 前束（空载）

主销后倾角和主销内倾角不能直接测出,只能建立在几何关系间接测量。

3.3 前轮外倾角

无论车轮是正外倾还是负外倾,检查其外倾角是否合适,主要是看承载后车轮是否能垂直于路面。标准值见下表二

表二 外倾角（空载）

3.4 注意事项

1)四轮定位仪需要有良好的接地装置。

2)检查轮胎气压是否满足测量要求。

3)车辆在进行四轮定位前,应保证转角盘和后滑板没有相对移动。

4)在进行车轮转向时检测时,需安装制动器锁，确保汽车置于行车制动状态。

5)四轮定位前,汽车悬件系统应该是自由放松状态。

6)将前轮置在直线行驶位置,并将转盘指针置于零位。

4 结论与展望

四轮定位失准,不仅会造成汽车轮胎不正常磨损,而且会带来不可估计的经济损失。特别是在高速行驶过程中,由于轮胎的异常磨损及局部胎壁过薄，造成在行驶过程中突然爆胎,酿成事故。据有关部门统计,爆胎已经逐步成为高速公路上的头号杀手。四轮定位可以实现对车辆的各种角度和零部件进行更换、修复、调整，从而提高了汽车的行驶性能，减少了安全事故的发生。