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车轮定位设备的最新发展

放大字体  缩小字体 发布日期:2016-10-16  浏览次数:250
核心提示:现代汽车对车轮定位的要求较为严格,电子检测设备的精确性,智能化使车轮定位设备得到了迅速的普及广泛的应用。
       说起车轮定位和车轮定位设备,人们一定会问:汽车的车轮为什么要定位?因此我们要先探讨这个问题。

车轮为什么要定位?

    从字面上看,车轮定位是指车轮的排列。也就是车辆行驶中车轮对于行进方向以及地面所具有的角度等控制。

为了使汽车始终保持稳定的直线行驶和转向轻便,转向后能自动回正并减少汽车在行驶中轮胎及转向机构机件的磨损,转向车轮、转向节和前轴三者之间的安装要有一定的相对位置。这种具有一定相对位置的安装称为前轮或后轮定位,统称为车轮定位。

车轮定位影响汽车的操纵稳定性,对汽车的舒适性、平顺性等起着重要的作用。但车轮定位是由几个主要因素(也可以说内容或参数)所决定,而且这些因素并不是单独发挥作用,而是相互关联,相互之间有着密切的联系。最重要的是,只有将这些因素配合得宜,使它们相互间有良好的协调,才能使车轮定位发挥到稳定汽车操纵性能的作用。

决定因素是什么?

转向主销后倾


     站在汽车的侧面看车轮,转向主销(也就是车轮转向时的旋转中心)向后倾斜一定的角度,即主销轴线在纵向平面内与通过前轮中心的垂线之间的夹角称为主销后倾角。这个角度即为转向主销后倾角,俗称主销后倾。在主销后倾角度设定后,主销中心线的接地点与车轮中心地面投影点之间就会产生一个距离,这两个点之间的距离称为主销纵倾移动距。

    车轮的接地点位于转向主销延长线的后端,车轮会依靠行驶中的滚动阻力被向后拉,使车轮的方向自然朝向前行驶的方向。主销后倾角与主销纵倾移距就会使转向轮产生直线行驶的效果。

    主销后倾的角度增大,可以提高车辆直线行驶性能,但主销纵移距也会同时增大。主销纵倾移距过大对行驶中的车辆操纵和控制不利,不但加重转向盘的操作力度,同时也会由于路面干扰而加剧车轮的前后颠簸,在车辆碰到凹凸不平的路面时,甚至可使方向盘产生急剧的摆动,打伤或挫伤驾驶者的手指或手掌。

主销在具有后倾角时,主销的轴线与路面的交点将位于车轮与路面接触点的前面。在汽车直线行驶时,如果转向轮在偶然受到外力或路面的作用而产生偏转,使车辆的行驶发生方向偏移。这时,由于汽车本身离心力的作用,在车轮与路面接触点处,路面对车轮会产生侧向反作用力,这个反作用力将会围绕车轮主轴线形成一个作用力,其方向正好与车轮偏转方向相反。在这个力矩作用下,将使车轮回复到原来的中间位置,从而保证汽车稳定的直线行驶。这个力矩称为“稳定力矩”。但这个力矩不宜过大,如果力矩过大,在转向时为了克服这个稳定力矩,驾驶员须在方向盘上施加较大的力。

    稳定力矩的大小取决于力臂上的数值,一般的主销后倾角不超过2—3度。目前在一些高速轿车上,由于悬挂系统技术的提高和越来越多的车辆采用了独立悬挂,改变了传统的车轮定位理论。还由于轮胎弹性和截面宽度都增加了,而导致稳定力矩增加。因此,有些轿车的主销后倾角度有了很大变化,基本上可减少到接近于零,甚至是负值。
 

转向主销内倾


从前部向后看,转向节产销在前轴上安装,其上部还暗向内倾斜,这就是主销内倾。其中心线与转向车轮的中心线形成了一个夹角,这个夹角称为转向主销内倾角。
转向主销内倾有两个主要作用。第一个作用是使转向车轮在转弯后自动回正。当转向车轮在外力作用下,由中间位置偏转一个角度(即驾驶员转动方向盘进行转弯)时,车轮的最低点将陷入路面以下,但实际上车轮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,转向车轮在转弯后就会在汽车重量的作用下回复到原来的中间位置,这就是转向主销内倾所产生的自动回正效应。

另一个作用是转向轻便。转向主销内顿使主销中心线的延长线与路面交点到车轮中心平面的距离减少,因而可减少从转向轮传递到方向盘上的冲击力。但主销中心线的延长线与路面交点到车轮中心平面的距离不宜过小,也就是说转向主销内倾角不宜过大;否则在转向时,车轮围绕主销偏转,随春滚动将同时产生车轮沿路面的滑动,而增加轮胎与路面的摩擦阻力,使转向变得沉重,同时,使转向时施加于方向盘上的力增加。

一般情况下,转向主销内倾角不大于8度,主销中心线的延长线与路面交点到车轮中心的距离为40—65mm。

传统汽车的主销内倾角是在前轴设计时就己确定,在轴加工时将前轴两端的主销的轴线上端向内倾斜。现代汽车的前轮多采用独立悬挂系统、且是在设计时确定,只是在装配过程中通过上下控制瞥进行设定。

前轮外倾


    从汽车的前后方向看转向车轮,可以看到轮胎不是垂直的,而是下部有些向内倾,上部有些向外倾,这就是车轮外倾。但车轮的外倾有两种形式:一种是正外倾,就是以上所述;还有一种称为负外倾,它的上部向内倾斜,下部向外倾斜。

    在传统汽车上,负外顿是不允许出现的,但现代汽车的悬挂系统结构与传统汽车有很大区别,从高速行驶的稳定性方面考虑,己允许有负外倾存在。

车轮外顿的作用在于提高车轮工作时的安全性。由于转向主销与套之间,轮船与轴承等配合部位不可避免地要有装配间隙。如车辆在空车时车轮正好垂直于路面,那么在满载时,车桥受到重力将会产生承载变形,而导致车轮内倾。这样的话就会加速汽车轮胎的磨损。同时,还由于路面对车轮的垂直反作用力沿轮船的轴向分力,特使轮船压向外端,加重了外端轴承及轮船锁紧螺母的负荷,使它们的使用寿命降低。因此,设置车轮外倾的目的是防止车轮内倾和与拱形路面相适应。

    一般车辆的主销外倾角在1度以内。现代汽车由于装用子午线轮胎和采用独立悬挂装置,车轮外倾角都在减少,如果设置过大外倾角,将会使轮胎出现偏磨等不正常早期磨损,而且会降低轮胎使用寿命和轮胎摩擦力。
 

前轮前束及后束


    在传统汽车上,从汽车前部看,转向车轮的前端略微向内收束,使左右两端车轮之间的距离前后不相等,端大于前端。这就称为前轮前束,两车轮前后距离差即后端减去前端就为前束值。而现代汽车有些车型则与之反,后端小于前端,这就称为后束。

    前束及后束的作用在于减少和消除车轮外倾所造成的不良后果。车轮有了外倾角后,在滚动时,就会出现类似圆锥的滚动,而使车轮不断地向外南开,车轮将夜地面上出现边溶边滑的现象,增加轮胎的磨损。而前束及后束可减少上述缺陷,使车轮在任何时间的滚动方向都接近于正前方,减轻轮船外轴承的压力负荷及轮胎的磨损,修正车轮外倾的横向推力。

    前束及后束的另一个作用是补偿行驶阻力使前轮张开。汽车在直线前进时,路面的纵向阻力作用在转向车轮上,而克服纵向阻力所需要的前进力,要经过钢板弹簧或减震器才能传递到前轮或车身上,因此路面对车轮的纵向阻力就有使车轮绕主销向外张开的倾向,引起转向操纵的困难、轮胎的因损、转向横拉杆应力的增加。合适的前束可以抵偿转向车轮纵向阻力而张开的距离,保持车轮直线行驶。在传统汽车上前束值一般不大于8mm’而现代汽车则小于该数值。

    主销后倾、主销内倾、车轮外倾及前轮前束或后束总称为车轮定位,而它们的角度则称为车轮定位角,保证汽车的行驶稳定性、操纵的平顺性及轻便灵活性具备很大意义。但是各个车型上的车轮定位的数值各不相同,制造厂家对每个车型的车轮定位都有严格的规定。

鉴定准确性的设备发展如何?


    车辆在经过一段时间的使用,部件间的磨损使间隙增大,车轮在高速行驶时受到严重创伤,或车辆发生冲撞事故,均可造成车轮定位的失准。车轮定位的失准又会直接影响和破坏汽车的行驶稳定性、操纵性和轮胎的磨损。严重的还会存在交通事故的随患,必须经常对车轮定位进行检验。而检验又要通过检验设备来进行检测。

车轮定位检验设备的种类很多,但是大同小异。一类是静态检测设备中有水准式车轮定位仪、光束式车轮定位仪和激光式电脑车轮检测仪。水准式车轮定位仪,在检测车轮定位时,需要检查的角度较小,读数又不够方便,目前基本己被淘汰,而改用光束式车轮定位仪。光束式定位仪的读数很方便,目前在国内比较普通。

近年来,有一种用激光测量、电脑处理的电子检测仪进入了市场,它在电脑中事先输入了各种车型的车轮定位参数,检测时,可输入汽车品牌及型号,它的检测系统就可将车轮定位的数据与被测车辆的车轮定位参数直接在电脑屏幕上显示,并计算发生偏移的数值。在调整时,可一边调整,一边观察参数对比情况,使用非常精确和方便,现己成为汽车维修行业进行车轮定位的主流设备。

    动态检测仪的种类有滚筒式侧滑试验台和滑板式侧滑试验台。滚简式侧滑试验台是利用滚筒代替移动路面,被侧车轮在滚筒上滚动。当车轮存在侧滑力时,将对滚筒产生轴向推力,根据该推力的大小及方向,诊断出车轮定位的状况。

    滑板式侧滑试验台是较为常见和常用的一种车轮定位检测设备,它按汽车左、右车轮分别设置两块5B板,滑板为上下两层,上板通过滚动体可以往下板上横向移动,但不能纵向移动。
    检测时,汽车左、右车轮分别沿滑板的中心线绍慢驶过,如汽车转向轮的车轮外倾角与前轮前束配合得当,车轮的轨迹在汽车行驶时为一条直线;但如果配合适当,车轮滚动时必然向某一侧偏斜。不过,由于左、右车轮都是安装在车轮上或是悬挂上而受到限制和约束,车轮将会在地面上产生横向滑移,车轮将带动上滑板一起在下滑板上移动。移动量将会在仪表上显示出来,以供检测人员进行分析。

    现代汽车对车轮定位的要求较为严格,电子检测设备的精确性,智能化使车轮定位设备得到了迅速的普及广泛的应用。

 
 
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