汽车操纵稳定性能与检测分析课件

项目5 汽车操纵稳定性能与检测汽车操纵稳定性能是指驾驶员在不感觉过分紧张、疲劳汽车操纵稳定性能是指驾驶员在不感觉过分紧张、疲劳的情况下，汽车能按照驾驶员通过转向系及转向车轮给定的的情况下，汽车能按照驾驶员通过转向系及转向车轮给定的方向（直线或转弯）行驶；且当车辆受到外界干扰（路面不方向（直线或转弯）行驶；且当车辆受到外界干扰（路面不平、侧风、货物或乘客偏载）时，汽车能抵抗干扰且保持稳平、侧风、货物或乘客偏载）时，汽车能抵抗干扰且保持稳定行驶的性能。定行驶的性能。汽车操纵稳定性能是汽车的主要性能之一，它是汽车行汽车操纵稳定性能是汽车的主要性能之一，它是汽车行驶安全、运输生产效率及驾驶员疲劳程度的重要影响因素之驶安全、运输生产效率及驾驶员疲劳程度的重要影响因素之一。随着汽车行驶速度的提高，操纵稳定性能更显得重要。一。随着汽车行驶速度的提高，操纵稳定性能更显得重要。检测汽车操纵稳定性能时，通常采用的检测方式是汽车检测汽车操纵稳定性能时，通常采用的检测方式是汽车车轮定位检测和转向轮侧滑检测。车轮定位检测和转向轮侧滑检测。项目5 汽车操纵稳定性能与检测汽车操纵稳定性能是指驾1任务1 车轮定位仪检测汽车操纵稳定性能任务引入任务引入某客户的汽车在行驶一段时间以后出现车轮外倾的现象，并导致车轮单侧磨损严重。该客户将汽车送至4S 店进行检测。对汽车车轮进行定位检测需要了解主要定位参数及检测标准，掌握汽车车轮定位参数的检测技术，掌握汽车车轮定位设备和仪器的使用方法，能够对与汽车车轮定位有关的操纵稳定性能做出评价。任务1 车轮定位仪检测汽车操纵稳定性能任务引入某客2知识链接为了提高汽车的转向操纵稳定性、轻便性，确保车辆直线行驶和自动回正，减少轮胎的磨损，汽车车轮和主销都设计了多种角度参数，统称车轮定位参数。由于汽车的转向车轮一般在前轮，在前轮上设计了前轮前束、前轮外倾角、主销后倾角和主销内倾角等参数，统称为前轮定位。后轮定位包括后轮前束和后轮外倾角。前后轮定位统称为车轮定位，乘用车一般称之为四轮定位。四轮定位的作用是使汽车保持稳定的直线行驶、转向轻便，并可减少汽车行驶中轮胎和转向机件的磨损。知识链接3一、车轮定位参数及作用1前轮外倾（1）前轮外倾从汽车的正前方看去，前轮中心平面与地面并不垂直，而是倾斜一个角度（图5-1-1），这种现象称为前轮外倾。呈现“八”形的称为负外倾，朝向相反的则称为正外倾。图 5-1-1汽车前轮外倾一、车轮定位参数及作用图 5-1-1汽车前轮外倾4（2）前轮外倾的功用 前轮外倾将使车轮接地点靠近主销轴线的接地点，从而减小转向力矩，可使转向操纵轻便。若前轮无外倾，则满载时，车桥和悬架系统可能因承载变形，而出现内倾。前轮内倾一方面会加速轮胎的偏磨损，另一方面路面对车轮的垂直反力沿轮毂的轴向分力将使轮毂压向轮毂外端的小轴承，加大外端小轴承及轮毂紧固螺母的负荷，降低了它们的使用寿命。前轮外倾角过大也会引起轮胎的单边磨损，前轮外倾角过大和过小的危害如图 5-1-2 所示。图 5-1-2前轮外倾角过大和过小的危害车轮存在负外倾也可以与拱形的路面相适应。（2）前轮外倾的功用图 5-1-2前轮外倾角过大和过小52前轮前束(1)前轮前束前轮前束指轮胎前面与后面横向距离之差，如图 5-1-3 示。两轮前边缘距离为 B，两轮后边缘距离为 A，二者之差（A-B）为前轮前束值。当车轮后边缘距离比前边缘距离大时，为正前束，反之为负前束。前轮前束还可用车轮与正前方偏移的角度来表示，称为前束角。(2)前轮前束的功用前轮前束的作用是消除车轮外倾造成的轮胎侧向力。车轮在向前滚动时，外倾角和前束产生的侧向力是相反的。如果两个参数配合得当，便可以减少侧向力的作用，减少轮胎磨损。正（负）前束太大会造成外（内）侧胎肩部磨损和转向不稳定。前轮前束（俯视图）2前轮前束(2)前轮前束的功用前轮前束（俯视图）63主销内倾(1)主销内倾角在装配主销时，主销的上端略微内倾，使主销轴线延长线和路面相交点与轮胎中线和路面相交点很接近。通过该交点的垂线与真实或假想的转向节主销轴线在垂直于车辆纵向对称平面的垂面上的投影锐角，就是主销内倾角，如图 5-1-4 所示。图 5-1-4主销内倾角3主销内倾图 5-1-4主销内倾角7(2)主销内倾的功用主销内倾使得主销轴线延长线与路面交点到车轮中心面的距离减小，这样在车轮偏转时，路面作用于车轮上的阻力矩会减小，从而减轻车轮传到转向机构的冲击力，使车辆的转向操纵较为轻便。保持车轮直线行驶的稳定性转向轮由中立位置偏转一个角度时，轮胎的最低点将沿圆弧旋转。圆弧所在平面应和主销轴线相垂直，也就是和路面相倾斜。车轮以主销为中心回转时，车轮的最低点将陷入路面以下，但实际上车轮的下边缘并不能陷入坚实的道路，最低点仍在路面上，而是转向车轮连同整个车辆前端向上抬升了一定高度，此时由于车辆自身的重力，迫使车轮自动回正直线行驶，主销内倾起到抵抗车轮偏离直线行驶的稳定作用。主销内倾角一般为 5 8（有的达到 10），该角度在车辆设计时已决定，是不可调节的。但主销内倾角不宜过大，否则会加速轮胎的磨损。(2)主销内倾的功用84主销后倾(1)主销后倾角从侧面看车轮，主销在纵向平面内向后倾斜一定角度。通过主销中心的垂线与转向节主销轴线形成的角度称为主销后倾角，如图 5-1-5 所示。当主销向后倾斜时为正后倾角，主销向前倾斜则为负后倾角。现代汽车的主销后倾角一般为0 7。(2)主销后倾的功用主销后倾主要是使前轮在行进过程中具有回正能力。当车轮偏离直线行驶位置或转向时，路面的横向反作用力相对主销轴线形成迫使车轮自动回正的稳定力矩。后倾角较大时可提高汽车直线行驶性能，但会使转向盘转向沉重，同时路面干扰会加剧车轮的前后颠簸。图 5-1-5汽车主销后倾4主销后倾(2)主销后倾的功用图 5-1-5汽车95退缩角退缩角也叫车轴偏角，是指左右车轮轴线偏离理论轴线所形成的角度，如图 5-1-6所示。正常情况下，左、右车轮轴线应与汽车纵向中心线完全垂直，退缩角为零。出现退缩角多是由于车辆遇到严重碰撞，所以退缩角是一个故障参数，反映了车辆左右两侧轴距的变化。汽车前、后轴都可能出现退缩角，实际校验时主要是针对前轴。当前轴的右侧轮在左侧轮后面时，退缩角为正值；反之，退缩角为负值。由于安装误差形成的微小退缩角对车辆行驶并不会造成很大影响。若因碰撞事故导致前、后退缩角之和超过 0.2，驾驶员就会在驾车过程中感觉到跑偏，跑偏方向朝向轴距较小的一侧。此时其他定位参数（如主销后倾）也可能发生变化，必要时需先对车架（大梁）进行校正，再用车轮定位仪校验各定位参数。图 5-1-6退缩角5退缩角汽车前、后轴都可能出现退缩角，实际校验时主要是106后轮外倾和后轮前束为提高车辆高速转向时的操纵稳定性，汽车后轮常常设计成负的外倾角，这有利于增加车轮接地点的跨度，形成转向不足，增加汽车转弯时的横向稳定性。因为大部分汽车采用前轮驱动，后轮只是从动轮，汽车驱动力 F 通过传动轴作用于后轴（图 5-1-7）。若后轮无前束，当汽车高速行驶时，在驱动力 F 的作用下，后轴将产生一定的弯曲，使后轮出现前张现象。因此，往往会预先给后轮设定一个负前束或较小的正前束，以减少高速行驶时轮胎的磨损。图5-1-7汽车后轮受力图6后轮外倾和后轮前束图5-1-7汽车后轮受力图117推进线与推力角推进线是一条有方向的直线，从后轴中点出发，其方向由左、右后轮前束角共同决定，所以推进线方向是后轮实际行进方向。推进线与汽车纵向几何中心线之间的夹角称为推力角，如图 5-1-8所示。图5-1-8汽车推力角7推进线与推力角图5-1-8汽车推力角12在理想情况下，若两后轮的前束对称，后轴也无退缩角时，推进线与几何中心线重合，如图 5-1-9（a）所示，但推力角为零，则汽车存在侧向运动的趋势。若两后轮的前束不对称，如图 5-1-9（b）和（c）所示，就会出现推力角，其值为两前束角的平均值。推力角 偏右为正，偏左为负。若后轴存在退缩角而前束值正确，也会形成推力角，如图 5-1-9（d）所示。图 5-1-9汽车推力角在理想情况下，若两后轮的前束对称，后轴也无退缩角时，推进13二、汽车常见行驶故障与四轮定位参数之间的关系如果汽车车轮定位参数失准，会引起汽车的行驶故障。表 5-1-1 列出了汽车常见行驶故障与四轮定位参数之间的关系。表5-1-1汽车常见行驶故障与四轮定位参数之间的关系二、汽车常见行驶故障与四轮定位参数之间的关系表5-1-1汽14三、常见车型四轮定位参数标准当车轮定位参数任意一项不符合技术要求时，都会对汽车的行驶性能产生不利影响，甚至影响汽车行驶安全，所以要定期对汽车车轮定位进行检测和调整。几款车型的车轮定位参数见表5-1-2。表5-1-2几款车型的车轮定位参数三、常见车型四轮定位参数标准表5-1-2几款车型的车轮定位15四、汽车车轮定位仪的结构和工作原理1需要进行四轮定位的车辆新车驾驶 3 000 km；安装新的轮胎；碰撞事故维修；换装新的悬架或与转向系统有关的配件后。另外，在车辆使用一段时间后，发现有以下现象，应该考虑进行车轮定位，检测参数是否偏差太大，以便及时进行调整。(1)车辆直行时转向盘是偏的。(2)双手离开转向盘时车辆会向左或向右偏滑。(3)车胎磨损不正常、有严重吃胎的现象。(4)正常行驶时车身跳动不稳。(5)正常行驶时转向盘左右晃动。(6)行驶时有浮游的情形。(7)车辆正常行驶时有杂音或怪声。四、汽车车轮定位仪的结构和工作原理162车轮定位仪通常使用车轮定位仪进行汽车四轮定位和调整。车轮定位仪又称四轮定位仪，是专门用来测量车轮定位参数的设备。四轮定位仪可以进行的检测项目包括前轮前束值（角）、前轮外倾角、主销后倾角、主销内倾角、后轮前束值（角）、后轮外倾角、车辆轮距、车辆轴距、转向20时的前张角、推力角和左右轴距差等。车轮定位仪主要分为主机、举升检测台和车轮卡具组三部分。(1)主机的组成及作用车轮定位仪的主机如图 5-1-10 所示，主要由计算机、显示器、键盘、鼠标、蓝牙接收器、打印机和主机箱等组成。计算机内配有操作程序和数据处理的专用软件，储存了世界各地生产的 2万余种汽车车型的车轮定位参数数据库。2车轮定位仪17图 5-1-10车轮定位仪主机图 5-1-10车轮定位仪主机18(2)举升检测台的组成及作用如图5-1-11 所示，与定位仪配套的举升检测台主要由一次举升架、二次举升架、承载板、前轮转角盘和后轮滑板等组成。举升架的作用是将汽车举升到适合检测的高度。承载板是检测时承载和停放被测车辆的平台。转角盘在检测过程中用于按照检测要求调整转向车轮的角度，以确保检测精度。后轮滑板可使被检车辆停放在承载板上并保持自由滑动状态。(2)举升检测台的组成及作用19图 5-1-11与定位仪配套的举升检测台图 5-1-11与定位仪配套的举升检测台20(3)车轮卡具组的组成及作用车轮卡具组共有 4 组，每组均包括一个车轮卡具、传感器、电池、水平仪和卡紧旋钮。在没有用车轮定位仪进行检测时，车轮卡具组应存放在主机柜上，检测时再安装在每个车轮的轮辋上。车轮卡具是安装传感器、电池和水平仪等的支架，如图 5-1-12所示。传感器是执行车轮定位参数检测的主体，可将检测到的车轮定位数据在50 m内以无线传输方式传送给接收器。电池是传感器的电源。水平仪用于检测时调整传感器的水平位置，以确保检测精度。安装车轮卡具时可通过旋转卡紧旋钮使其卡紧在轮辋上。(3)车轮卡具组的组成及作用21图 5-1-12车轮卡具图 5-1-12车轮卡具22五、利用车轮定位仪检测定位参数的方法1检测前的准备工作(1)检查轮胎在将被检车辆开上举升机之前，检查四个车轮的胎压是否正常，若不符合标准须调整为被测汽车规定的胎压，胎面磨损基本一致，并清除轮胎表面和花纹中的泥沙，若花纹磨损严重或磨损不一致应予以更换。(2)检查底盘的其他装置前后悬架系统零部件完好，不松旷；转向系统调整适当，不松旷；前后减振器性能良好，不漏油；汽车前后高度与标准值的差不大于5 mm；制动系统正常。五、利用车轮定位仪检测定位参数的方法23(3)热车起动发动机并预热至正常的工作温度。(4)举升检测台确定举升检测台两个承载板的间距与被测车辆的前后轴距一致，然后将举升检测台降至最低位置，清除举升检测台上的杂物，插好转角盘和滑板的固定销，为汽车上台做好准备。(5)上车将被检车辆挂入 1 挡，调正方向后缓慢驶上检测台，前轮停在转角盘中心位置，后轮停在滑板上，变速器手柄置于空挡，拉紧手刹，发动机熄火，待驾驶员离车后用专用固定架将转向盘及制动踏板固定，如图5-1-13所示。(3)热车24图5-1-13转向盘及制动踏板的固定图5-1-13转向盘及制动踏板的固定25(6)安装车轮卡具用举升机将汽车举升 0.5 m。松开卡具的卡紧旋钮，将车轮卡具手柄向上并且垂直于地面，拉伸上下滑杆使车轮卡具刚好卡在轮辋的凸缘上（图 5-1-14），然后拧紧卡紧旋钮使其固定，并检查安装是否牢固。图5-1-14车轮卡具的安装(6)安装车轮卡具图5-1-14车轮卡具的安装26(7)安装传感器传感器安装前要检查电池电量是否充足。将 4 个传感器按照对应车轮的位置安装到卡具上，如图 5-1-15 所示，位置错误将使定位仪不能正常工作。在传感器的定位轴上涂抹稀润滑油（不能涂抹黄油），以防止多次安装拆卸造成定位轴磨损，导致无法准确安装到位，影响测量精度。图 5-1-15传感器的安装位置(7)安装传感器图 5-1-15传感器的安装位置27(8)拔除固定销待车轮卡具和传感器安装调试后拔下转角盘和滑板的固定销，如图5-1-16 所示。去除转向盘固定架，使汽车保持一定的自然游动量，以满足检测的要求。(9)打开计算机显示器接通并打开计算机的电源，显示器进入初始画面。图5-1-16拔下转角盘和滑板的固定销(8)拔除固定销图5-1-16拔下转角盘和滑板的固定28(10)调整传感器水平降下二次举升架使车轮落到平台上，如图 5-1-17 所示，用力压动汽车前后端 3 5次，以便让减振器泄压复位，使汽车前后高度与标准值相差不大于 5 mm。用制动踏板固定架压下制动踏板，使汽车处于制动状态。根据显示器的提示，将转向盘调整在中间位置。调整 4个传感器的水平仪，直到显示器上的绿色水平泡处在中心位置。图5-1-17压动汽车前后端的方法(10)调整传感器水平图5-1-17压动汽车前后端的292车轮定位参数的检测下面结合车博士A900 四轮定位仪的操作流程，介绍车轮定位参数检测过程。(1)系统界面打开电脑桌面上的软件图标，进入车轮定位操作系统，系统界面如图 5-1-18 所示。点击“标准定位检测”，进入下一步操作。图 5-1-18系统界面2车轮定位参数的检测图 5-1-18系统界面30(2)选择车型 参考被测汽车说明书，选择正确车型（注意款式、型号、年代），如图 5-1-19所示。点击“确定”，进入下一步操作。图 5-1-19选择车型界面(2)选择车型 图 5-1-19选择车型界面31(3)步骤设置步骤设置功能可以设置四轮定位测试时的操作步骤，如图 5-1-20 所示。“”表示被选中，需要进行该项检测,否则表示不进行该项检测。选择完毕后点击“确定”进入下一步操作。图 5-1-20步骤设置界面(3)步骤设置图 5-1-20步骤设置界面32(4)测量前准备该项功能主要是提醒用户做好测量前的准备工作。分别点击四个按扭，按照屏幕显示文字进行操作，如图 5-1-21 所示，检查完后点击“确定”进入下一步操作。图 5-1-21测量前准备界面操作人员通过目视完成“悬挂检查”“轮胎检查”“举升机检查”这三项检查。(4)测量前准备图 5-1-21测量前准备界面操作33(5)转向20前张角测量测量转向 20前张角时，按照屏幕底部的提示，向左转动方向盘，直到左轮转角为200.5。然后向右转动方向盘，直到右轮转角为200.5，检测界面如图 5-1-22所示。测量完成后点击“确定”进入下一步操作。图 5-1-22转向20前张角测量界面(5)转向20前张角测量图 5-1-22转向2034(6)调整前报表显示调整前测量的数据，如果需要可在此界面上进行保存、打印等操作，如图 5-1-23所示。图 5-1-23前、后轴参数显示界面(6)调整前报表图 5-1-23前、后轴参数显示界面353车轮定位参数的调整依据如图 5-1-23 所示的测量结果，可在此界面下查看前、后轴的定位参数是否已经调整合格，如果车辆前、后轴参数是可调整的，则可参照显示数据进行调整，屏幕会随时显示调整后的参数数据。一般情况下，指针变为绿色且指向绿色区，并且左右参数值对称（基本相等）时表示合格。但有时为了补救因大梁不正、轮胎成锥形、主销参数不合格且难调整等其他原因造成的跑偏，可允许左右参数值不对称，但仍须保证指针为绿色且指向绿色区。4调整后检测进入调整后测量步骤，此时屏幕上显示当前的车轮定位参数值，按“确定”键进入，其余步骤和调整前一样，如果测量的定位参数值在允许范围内，则表明定位调整合格，否则，需重新进行定位参数的检测和调整。3车轮定位参数的调整36任务 侧滑试验台检测汽车操纵稳定性能任务引入任务引入雨天，某客户驾驶汽车在高速公路上行驶，到达收费站时，在制动车辆的过程中发生侧滑，导致行驶路线发生偏离，险些酿成事故。出于行车安全考虑，该客户将车辆送至4S 店进行检测。要学习汽车侧滑的检测就必须了解汽车侧滑量的检测标准，掌握汽车侧滑量检测设备的使用方法，掌握汽车侧滑量的检测技术。任务 侧滑试验台检测汽车操纵稳定性能任务引入雨天37知识链接侧滑是指在前进过程中车轮胎面出现的横向滑移现象。造成侧滑的原因，可能是车轮定位（即车轮各个角度参数）不当，也可能是由于紧急制动时地面附着力发生变化。前者称为转向轮侧滑或前轮侧滑，后者称为制动侧滑。本任务仅讨论由于前轮定位不当导致的侧滑问题。前轮侧滑对汽车的操纵稳定性影响较大。侧滑量过大，会引起汽车行驶方向不稳，转向沉重，增加轮胎磨损，加大燃油消耗，操纵失准甚至导致交通事故。因此，在对汽车的定期检验中，侧滑检测是必不可缺少的检验项目之一。知识链接38一、汽车侧滑的检测标准GB 72582004机动车运行安全技术条件中规定：汽车的车轮定位应符合该车有关技术条件。对前轴采用非独立悬架的汽车，使用侧滑试验台检测其转向轮的侧滑量数值应不大于 5 m/km。一、汽车侧滑的检测标准39二、侧滑试验台的构造目前国内使用的侧滑试验台大多为滑板式，检测时使汽车在滑板上通过，用测量滑动板左右方向位移量的方法来检验车轮侧滑量的大小和方向，并判断是否合格。侧滑试验台按其结构形式可分为单滑板式和双滑板式两种，这里重点介绍双滑板式侧滑试验台。国产 CH100K 型汽车侧滑试验台外形如图 5-2-1 所示。双滑板机械式侧滑试验台的结构一般由机械部分、侧滑量检测装置、侧滑量定量及定性指示装置等几部分组成。二、侧滑试验台的构造40图5-2-1汽车侧滑试验台图5-2-1汽车侧滑试验台411机械部分双滑板式侧滑试验台机械部分包括左右滑板、连杆机构、回位装置、导向装置等，其结构如图 5-2-2 所示。滑动板下面有滚轮，滚轮在滑道中可以左右自由滑动。滑动板通过滚轮、滑道两板间的连杆机构进行左右等量相对运动。当车轮驶离滑动板后，滑动板在回位弹簧的作用下恢复到原来的位置。图 5-2-2双滑板式侧滑试验台机械部分结构示意图1机械部分图 5-2-2双滑板式侧滑试验台机械部分结构示422侧滑量检测装置目前常用的侧滑量检测装置主要有电位计式、差动变压器式和自整角电机式。(1)电位计式测量装置电位计式测量装置的原理如图 5-2-3 所示，将一个可变电阻安装在侧滑试验台的底座上，其活动触点通过传动机构与侧滑板相连，从而将滑板的侧滑位移量转变为电位计活动触点的位移，活动触点的位移改变了电源的输出电压，引起指示仪表指针偏移。图 5-2-3电位计式测量装置2侧滑量检测装置图 5-2-3电位计式测量装置43(2)差动变压器式测量装置差动变压器式测量装置其工作原理如图 5-2-4 所示。设初级与次级线圈，两线圈共用一根铁心。在初级线圈中接通交流电，当铁心移动时使次级线圈内产生感应电流。滑动板移动则铁心移动，会引起次级线圈电压变化，由电压表反映这一变化，并进一步转化成车轮侧滑量。(3)自整角电机式测量装置自整角电机式测量装置是将侧滑板的横向位移通过杠杆机构传递给齿条、齿轮，将直线运动变为齿轮的旋转运动，而齿轮安装在自整角电机的轴端（产生信号的自整角电机），该自整角电机的转动可以将同样大小的电位信号传递给指示装置的自整角电机（接受信号的自整角电机），从而显示出车轮侧滑量。(2)差动变压器式测量装置44图 5-2-4差动变压器式测量装置结构原理图图 5-2-4差动变压器式测量装置结构原理图453 侧滑量定量及定性指示装置侧滑试验台的指示仪表可分为指针式和数字式两种。指针式车轮侧滑量指示装置如图 5-2-5 所示，它将测量装置测出的侧滑板位移量按汽车每行驶 1 km 所产生侧滑的数值进行显示。指针式指示仪表的优点是结构简单、维修方便，检测结果直观。在检测侧滑量时，为了便于快速显示检测结果是否合格，当侧滑量超过规定值时，侧滑量指示装置会同时通过蜂鸣器或信号灯以声或光信号的形式报警，以引起检测人员的注意。现在的指示装置大部分采用数字显示，并可用打印装置进行打印输出。图 5-2-5指针式侧滑量指示装置3 侧滑量定量及定性指示装置在检测侧滑量时，为了便于快速46三、侧滑试验台的使用方法1检测前的准备工作(1)检查轮胎气压，使其符合规定，如图5-2-6 所示。(2)清除轮胎上的油污和水，清除花纹沟槽内嵌入的泥沙、石子，保持胎面干燥，防止轮胎在滑动板上滑动。图 5-2-6检查轮胎气压三、侧滑试验台的使用方法图 5-2-6检查轮胎气压472检测步骤(1)打开滑板锁止装置，接通电源。(2)保证汽车以 3 5 km/h的稳定速度径直驶过侧滑板，如图 5-2-7 所示。在汽车通过侧滑板时严禁转向和制动。(3)待汽车从侧滑板上完全通过后，记录下仪表的显示值，如图 5-2-8 所示，注意数值的正负号。(4)检测结束后，切断电源，将滑板锁止。图图5-2-7汽车平稳驶过侧滑板汽车平稳驶过侧滑板2检测步骤图5-2-7汽车平稳驶过侧滑板48图图5-2-8侧滑试验台仪表显示侧滑试验台仪表显示图5-2-8侧滑试验台仪表显示49四、检测结果分析车轮侧滑检测的是车轮前束和车轮外倾的综合作用，与轮胎的异常磨损、车辆行驶的稳定性和安全性关系密切。如果检测显示向外侧滑超标，表明前束过大；如果向内侧滑超标，表明前束过小。侧滑检测的是车轮前束和车轮外倾的综合作用，绝大多数情况下侧滑不合格都可以通过调整车轮前束解决，但侧滑合格并不能完全说明车轮定位符合设计要求，为了保障行车安全，应通过系统定位调整来解决侧滑不合格的问题。四、检测结果分析50任务3 车轮动平衡检测任务引入任务引入某客户驾驶汽车在高速公路上行驶，当车速提升到 120 km/h 左右时，感觉车尾偶尔发“飘”，于是只能将车速控制在 110 km/h 以内。到达目的地后，将汽车送至 4S 店进行检测，结果显示悬架性能良好，轮毂性能良好，是车轮动平衡出现偏差。技术人员重新校正后，动平衡恢复正常，车辆故障排除。要学习汽车车轮动平衡的检测需要掌握汽车车轮动平衡检测设备的使用方法，掌握汽车车轮动平衡量的检测技术。任务3 车轮动平衡检测任务引入某客户驾驶汽车在高速51知识链接一、车轮平衡及其影响1车轮平衡(1)车轮静平衡静平衡的车轮，其重心和旋转中心重合；静不平衡的车轮，其重心和旋转中心不重合。可用以下方法检测车轮静平衡：支起车桥，调整好轮毂轴承预紧度，用手轻转车轮，待其自然停转。在停转的车轮离地最近处做一标记。然后重复上述检查多次，如果所做的标记每次都停在离地最近处，则车轮静不平衡，车轮上所做的标记点就是不平衡点。若车轮几次自然停转后所做的标记位置都不同，或消除外力后车轮不再转动，则车轮静平衡。知识链接52(2)车轮动平衡如图 5-3-1 所示为车轮平衡示意图。静平衡的车轮也可能会动不平衡，这是由于车轮的质量分布相对车轮纵向中心面不对称。如图 5-3-1（a）所示的车轮处于静平衡状态。在该车轮旋转轴线的径向相反位置上，各有一作用半径相同、质量相同的不平衡点 m1 与 m2，且不处于同一平面内。在轮胎静止不动时，两力的合力对于旋转中心 O 为零，所以能够静平衡。但在轮胎转动过程中，点 m1、m2 产生的力随车轮转动会对旋转中心 O 产生旋转的力矩，造成车轮转动中产生方向反复变动的力，使车轮处于动不平衡中。如果在 m1、m2 同一作用半径的相反方向上分别配置相同质量 m1、m2，则此时车轮处于动平衡中，如图 5-3-1（b）所示。动平衡的车轮一定也是静平衡的，因此主要进行动平衡检测。图 5-3-1车轮平衡示意图(2)车轮动平衡产生方向反复变动的力，使车轮处于动不平衡中532 车轮平衡的影响随着汽车行驶速度的不断提高，车轮平衡问题日益为人们所重视。车轮动平衡的影响主要体现在以下两个方面：(1)对汽车操纵稳定性能的影响由于车轮不平衡，在车轮高速旋转时会引起车轮的上下振动和横向摆动，不仅影响乘坐人员的舒适性，而且还会使汽车驾驶人员难以控制行驶方向，影响行车安全。(2)对经济性能的影响在汽车行驶过程中，随着车速的不断提高，车轮轮胎磨损量也会提高。如在水泥路面上行驶的汽车，车速为 100 km/h 时的磨损率是车速为 40 km/h 时的 4 倍，而车轮处于位置不正或失调（如不平衡）严重时，其磨损率是正常使用车轮的 10 倍，更加缩短了轮胎的使用寿命，增加了运输成本。2 车轮平衡的影响54二、车轮动平衡的检测设备1.车轮平衡机的类型车轮平衡机按测量方式可分为离车式平衡机和就车式平衡机。离车式平衡机需把车轮拆下，然后在平衡机上进行检测。就车式平衡机则是车轮仍安装在汽车上，在不拆卸车轮的状态下进行检测，更接近于车轮的实际工作状况。但是由于安装不便，检测操作繁琐，故常用离车式平衡机检测。二、车轮动平衡的检测设备552.离车式车轮平衡机的结构离车式车轮平衡机的结构如图 5-3-2 所示，一般由驱动装置、测量装置、转轴与支承装置、显示与控制装置、制动装置、机箱和车轮防护罩等组成。车轮防护罩可防止车轮旋转时其上的平衡块或花纹内的夹杂物飞出伤人。制动装置可使车轮停转。(1)驱动装置驱动装置一般由电动机、传动机构等组成，可驱动转轴旋转达到要求的平衡转速。2.离车式车轮平衡机的结构56图5-3-2离车式车轮平衡机图5-3-2离车式车轮平衡机57(2)车轮参数测量装置车轮不平衡量、车轮的转速和不平衡量位置的测量都由计算机控制，传感器传出的电信号通过计算机运算、分析后在显示装置中表示出车轮的不平衡量及相应的位置。为了使显示的不平衡量刚好反应轮辋边缘所加平衡块的质量，还必须将卡钳测得的轮辋宽度 L、轮辋直径 D 和轮辋边缘至平衡机机箱距离 A，通过键盘或选择器按钮输入计算机。用卡尺测量轮辋宽度 L，如图 5-3-3 所示。用平衡机上的标尺测出轮辋边缘至平衡机机箱距离A，如图5-3-4 所示。(2)车轮参数测量装置58图5-3-3轮辋宽度的测量图 5-3-4平衡机机箱至轮辋边缘的距离测量图5-3-3轮辋宽度的测量图 5-3-4平衡机机箱至轮辋59(3)车轮定位系统车轮在转动时存在旋转中心，车轮在平衡机上定位是否正确、可靠，将直接影响测量结果及不平衡位置的准确性。(3)车轮定位系统60图 5-3-5车轮中心孔锥形块定位方法车轮的定位方式有以下几种：中心孔锥形块定位法轮辋中心孔轴线是车轮转动时的旋转中心，中心孔锥形块定位法就是利用锥形定位块和轮辋的中心孔配合来对车轮进行夹紧定位，使车轮和平衡机转轴同轴。定位的可靠度与轮辋中心孔的加工精度有关。该定位法分为三种：第一种是如图 5-3-5（a）所示的内侧定位法，是将定位锥套放在轮辋的内侧，用螺母在轮辋外侧锁紧；第二种是如图5-3-5（b）所示的外侧定位法，是将定位锥套放在轮辋的外侧，用螺母推动锥套将车轮锁紧定位；第三种是如图 5-3-5（c）所示的特制法兰盘定位法，是将特制的法兰盘固定到匹配器上。这种中心孔定位方式简单方便。图 5-3-5车轮中心孔锥形块定位方法车轮的定位方式有61 螺栓定位法轮胎是通过螺栓孔与车轴法兰盘连接的，所以车轮的转动中心是螺栓所在圆周的中心。轮辋的中心与螺栓孔圆周的几何中心同心，在平衡轮胎时可以以中心孔定位，这种定位方法不会影响定位精度。如果轮辋中心孔损伤，以中心孔定位将影响测量精度，此时应以螺栓孔定位，此种定位法可靠、准确、精度高，但在平衡机上装卸不便。有的汽车车轮如东风雪铁龙、爱丽舍等车型的车轮为无中心孔车轮，因此平衡机应有专用定位工具装卡车轮。螺栓定位法62(4)转轴与车轮定位锁紧装置转轴由两个滚动轴承支承，每个轴承均有一个能将动反力转变为电信号的传感器。转轴的外端通过锥体和大螺距螺母等固定被测车轮。驱动装置、转轴与支承装置等均安装在机箱内。车轮平衡机的主轴如图 5-3-6 所示，车轮平衡机定位锥套如图 5-3-7 所示，用于中心定位。安装车轮，用车轮锁紧扳手（图 5-3-8）将车轮上紧。车轮锁紧扳手使车轮拆装方便迅速。(4)转轴与车轮定位锁紧装置63图5-3-6车轮平衡机主轴图 5-3-7 车轮平衡机定位锥套图5-3-8车轮锁紧扳手图5-3-6车轮平衡机主轴图 5-3-7 车轮平衡机定位锥64三、车轮动平衡的检测方法车轮动平衡检测中离车式车轮平衡机较为常用，具体的检测步骤如下：1检测准备(1)清除被测车轮上的泥沙。(2)分别去除旧平衡块（图5-3-9），清洁轮胎。(3)检查轮胎气压，充气至规定值。图 5-3-9去除挂钩式平衡块三、车轮动平衡的检测方法图 5-3-9去除挂钩式平衡块65(4)安装车轮。根据轮辋中心孔的大小选择合适的锥套（图5-3-10）。安装大于等于15（15表示15 英寸，1 英寸=2.54 cm）小孔轮辋采用内侧定位法，先装塔簧，再放锥套，锥套小头朝外，再安装车轮，然后用车轮锁紧扳手锁紧。安装大于等于 16轮辋采用外侧定位法，锥套小头朝内，先装车轮，再装锥套，最后用车轮锁紧扳手锁紧（图5-3-11）。图 5-3-10定位锥套的安装 图5-3-11车轮锁紧扳手锁紧车轮(4)安装车轮。图 5-3-10定位锥66(5)打开电源开关，检查指示与控制装置的面板是否指示正确。(6)测量并输入相关数值。用卡尺测量轮辋宽度 L、轮辋直径 D（也可根据轮胎侧面显示的数据输入，如图5-3-12 所示），用平衡机上的标尺测量轮辋边缘至机箱距离 A，用键入或选择器旋钮对准测量值的方法，将L、D、A 的数值直接输入指示与控制装置（图5-3-13）。(5)打开电源开关，检查指示与控制装置的面板是否指示正67轮胎上数值和字母代表的含义195=横截面宽度195 mm65=高宽比 65R=子午线轮胎（Radial）15=轮辋直径 15 英寸图 5-3-12轮辋直径的读取图 5-3-13测量数据的输入轮胎上数值和字母代表的含义图 5-3-12轮辋直径的读取图682检测过程(1)放下车轮防护罩，按下“起动”键，车轮旋转，平衡测试开始，计算机自动采集数据。(2)车轮自动停转，按下“停止”键并操纵制动装置使车轮停转后，从显示装置读取车轮内、外侧动不平衡量（图 5-3-14）。图 5-3-14读取内、外侧动不平衡量2检测过程图 5-3-14读取内、外侧动不平衡量69(3)抬起车轮防护罩，用手慢慢转动车轮。当指示装置一侧指示灯全亮时（图5-3-15）停止转动，在轮辋的内、外侧的正上方（时钟 12 点位置）或箭头所指位置（图 5-3-16）加装指示装置显示质量的平衡块。内、外侧要分别进行，平衡块装卡要牢固。车轮内、外侧要分别进行安装平衡块。平衡块有铝质车轮用和钢质车轮用两种（图5-3-17），需根据轮辋的材料选择平衡块。挂钩式平衡块的安装方法如图 5-3-18所示图5-3-15一侧指示灯全亮图5-3-16平衡块安装位置(3)抬起车轮防护罩，用手慢慢转动车轮。当指示装置一侧70（a）挂钩式 （b）黏贴式 图 5-3-17平衡块（a）挂钩式 71图 5-3-18平衡块的装卡(4)安装平衡块后有可能产生新的不平衡量，应重新进行动平衡检测，直至不平衡量小于5 g，指示装置显示“00”或“OK”时才为合格。(5)检测工作完毕后，松开车轮锁紧扳手，拆除锥套，取下轮胎，切断电源。图 5-3-18平衡块的装卡(4)安装平衡块后有可能72