单元二 汽车行驶系的检测与故障诊断
一、项目目的
1. 掌握车轮、车桥的装配关系。
2. 掌握车轮定位及定位参数的定义及作用。
3. 会用四轮定位仪检测汽车的四轮定位参数并调整四轮定位参数的大小。
二、相关知识
1.车轮安装在车桥上，车桥按作用不同分为转向桥（图3-22）、驱动桥、转向驱动桥（图3-23和支持桥。 |
图3-22 转向桥结构 1-制动鼓 2-轮毂 3、4-轮毂轴承 5-转向节 6-油封 7-衬套 8-调整垫片 9-转向节臂10-主销11-滚子推力轴承12-前轴 |
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图3-23 转向驱动桥示意图 1-前悬架总成；2-制动钳；3-制动盘；4-摆臂；5-副车架；6-横向稳定杆；7-等速万向节与半轴；8-转向横拉杆；9-转向器 |
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2．车轮定位的定义及作用
转向轮、转向节和前轴三者与车架的安装应保持一定的相对位置关系，这种安装位置关系称为转向车轮定位，也称前轮定位。对两个后轮来说也同样存在与后轴之间安装的相对位置关系，称后轮定位。前轮定位和后轮定位统称为车轮定位。转向轮定位包括前轮外倾角、主销后倾角、主销内倾角及前束四个参数。 正确的车轮定位是车辆良好操纵稳定性、直线行驶性能和自动回正能力的保证。因此必须定期对车轮定位参数进行检测和调整，以使其保持在正常范围内。只有这样，才能保证汽车在具有良好操纵性能的同时，减少轮胎异常磨损和悬架系统、转向机构零部件磨损，降低燃油消耗。
1）前轮外倾角
当前轮处于摆正的位置时，前轮中心平面与地面不垂直，而是向外倾斜一个角度φ， 这种现象称为车轮外倾，这个角度称之为前轮外倾角，如图 3-24所示。
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图3-24 车轮外倾角示意图 | 图3-25 前束示意图 |
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如果空载时车轮的安装正好垂直于路面，车桥和悬架系统满载时将因承载变形出现车轮内倾。车轮内倾一方面会加速轮胎的内侧磨损，另一方面路面对车轮的垂直反力加重了车轮轮毂外端小轴承及轮毂紧固螺母的负荷，降低它们的使用寿命。
蔬菜保鲜柜因此，为了防止车轮出现内倾，使轮胎磨损均匀和减轻轮毂外端小轴承的负荷，设计安装车轮时使车轮具有一定的外倾角。
另外，车轮有了外倾角还可以与拱形路面相适应，并在不增加主销内倾角的情况下减小了转向力臂，进而使转向轻便。但是，外倾角也不宜过大，一般为1º左右。否则，会使轮胎产生外侧磨损。
2）前轮前束
安装车轮时，不使汽车两前轮的中心平面平行，而是前端略向内束。
假设两轮前边缘距离为B，两轮后边缘距离为A，那么A-B 之差值称为前轮前束， 如图3-25所示。当后边缘的距离比前边缘距离大时，为正前束。反之为负前束，负前束又称为前张。前束亦可用前束角（前张角）来表示。
车轮设计了外倾角以后既能防止车轮出现内倾，使轮胎磨损均匀和减轻轮毂外端小轴承的负荷，还能使汽车转向轻便，但也会产生不良影响，因为车轮滚动时有向外的趋势，由于车桥和地面的约束，车轮不可能向外， 车轮将在地面上一边向前滚动，一边产生侧向滑动，从而加速轮胎的磨损。前束的作用正是为了消除车轮外倾带来的这种不良影响，使车轮在每一瞬间滚动方向接近于向着正前方，减小侧向滑动量。
因此，车轮外倾角与前束的关系是相互配合而又相互抵消不良影响的关系。
前轮前束值的大小可以通过改变横拉杆的长度来调整。
3）主销后倾角
在纵向平面内，相对于铅垂线主销上部向后倾斜一定角度γ， 这种现象称为主销后倾。这个角度称之为主销后倾角，如图3-26所示。
主销向后倾斜其角度为正；主销向前倾斜其角度为负。现代汽车的主销后倾角一般在2º～3º之间。
主销后倾的作用是形成回正的稳定力矩。
当主销具有后倾角时，主销轴线延长线与路面交点α将位于车轮与路面接触点b的前面。当转向轮偶然受到外力作用而稍有偏转，如图3-26所示向右偏转，将使汽车向右转向。这时由于离心力的作用，在车轮与路面接触点b处，路面对车轮作用着一个侧向反作用力Y，反力Y对车轮形成绕主销轴线作用的力矩YL，其方向正好与车轮偏转方向相反，正是此力矩使车轮回到原来中间的位置，从而保证汽车稳定的直线行驶，故称此力矩为稳定力矩。但此力矩也不宜过大，否则会造成转向盘沉重。稳定力矩的大小取决于力臂L和离心力Y， 而力臂又取决于主销后倾角的大小。为了避免转向沉重，设计的主销后倾角不宜过大。现代汽车的主销后倾角不超过2º～3º。
由于轮胎气压降低，弹性增加，会使稳定力矩增加。因此，有些汽车主销后倾角可以减少到接近于零，甚至为负值，如红旗牌轿车主销后倾角为-1º30′。
4）主销内倾角
在横向平面内，主销上部向内倾斜一个角度β，这种现象称为主销内倾。这个角度称之为主销内倾角，如图3-27a）所示。主销内倾角的作用有两个：
主销内倾角能使车轮自动回正。当转向轮在外力作用下由中间位置偏转一个角度时，转向轮会使整个汽车前部向上抬起一个相应的高度，这样汽车的重力有使转向轮回复到原来中间位置（势能最低状态）的效应，如图3-27b）所示 。
主销内倾角能使转向操纵轻便。主销内倾使主销轴线延长线与路面交点到车轮中心面与地面交线的距离e减小，从而可以减少转向时驾驶员加在转向盘上的力矩，使转向操纵轻便，同时也可减少从转向轮传到转向盘上的冲击力。但e值也不宜过小，即内倾角不宜过大，否则在转向时，车轮绕主销偏转的过程中，轮胎与路面间将产生较大的滑动 ， 从而增加了轮胎与路面间的摩擦阻力，使转向变得很沉重，而且加速轮胎的磨损。一般内倾角为5º～8º。这个角度是由车辆设计决定的，一般是不可调的。
三、实战演练
实训 用四轮定位仪检测汽车四轮定位参数
1．四轮定位仪如图3-28所示。
由于汽车行驶速度越来越高，汽车的操纵稳定性对行车安全影响越来越大。有些汽车，尤其是轿车不仅具有前轮定位，还具有后轮外倾角和后轮前束等定位参数。因此用四轮定位仪检查汽车四轮定位参数应用广泛。
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、主销内倾角、后轮前束、后轮外倾角、轮距、轴距、推力角和左右轴距差等。
电脑式四轮定位仪由主机、显示器、打印机、前后车轮检测传感器、传感器支架、转盘、刹车锁、转向盘锁及导线等零件构成。配有专用软件和数据光盘，还配有数码视频图像数据库，能显示检查和调整位置等。
为便于检测和调整，被检汽车需放在举升机上，举升机应处于水平状态。汽车停放在四柱举升机上如图图3-29所示。
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图3-28 四轮定位仪 | 图3-29 汽车停放在四柱举升机上 |
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2. 检测仪器设备准备
四轮定位仪一套；待检汽车一部；通用工具一套，胎压表一只；方向盘支架一只；踏板支架一只。
3. 检测步骤
1）场地准备
（1水晶簇）场地应平整水平。
（2）举升机完好，无故障，安全能用。
（3）传感器完好无损。
（4）车道托板活动自如，转角仪完好能用。安全销能起作用。
2）车辆准备
（1）空载。
（2）制动系无故障。
（3）轮胎气压符合规定：用胎压表检查轮胎气压，并使之符合规定，如图3-30所示。
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图3-30 用胎压表检查轮胎气压 | 图3-31 传感器 |
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3）仪器准备
（1）仪器通电显示正常。
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（2）车辆上线。
（3）在转角仪上插上安全销。
4）驾驶车辆，使汽车前轮停在转角仪中心。
5）用二次小车举升汽车并检查胎压是否符合规定、检查主销是否松旷、检查悬架、半轴、轮毂轴承是否松旷。
6）在四个轮辋上分别安装支架，系安全绳，注意水平仪气泡管气泡处于正中位置。
7）安装传感器（如图3-31所示）及导线。把传感器支架安装在轮辋后，把传感器（定位校正头）安装到支架上，并按使用说明书的规定调整水平。（注意：车轮与传感器一一对应，不要装错位置）。
8）打开电源开关，微机进入检测界面。
9）点击顺序流程检测图标。
10）输入被测汽车的车型、生产年份及客户资料。
11） 按仪器使用说明书的要求，对固定在车轮上的传感器按1号→4号→3号→2号(图3-32的顺序进行轮缘动态补偿操作，以消除轮辋变形对检测的影响。
注意：如果所使用的卡具是快速卡具，则只有在钢圈损坏程度较严重时，才需要做轮缘动态补偿(对于AudiA6或PassatB5，测量前必须做轮缘动态补偿);如果所使用的是自定心卡具，则对所有车辆必须做偏位补偿。
做轮缘动态补偿的要点是轮胎转动方向应为车辆正常行驶时的转动方向。
12）降下二次举升小车，使车轮落到平台上；把汽车前部和后部向下压动4～5次，使各部位落到实处。
13）取下安全销，用制动支架压下制动踏板，使汽车处于制动状态。
14）按程序提示转动转向盘至电脑显示“OK”
血栓疏通机器是真的吗15）将转向盘回正，电脑显示出车轮的前束及外倾角数值。
16）调整转向盘，并用转向盘支架锁止转向盘，使之不能转动。
17）将安装在四个车轮上的定位校正头的水平仪调到水平线上，此时电脑显示出转向轮的主销后倾角、主销内倾角、转向轮外倾角和前束的数值。若“超出允许范围”，按电脑提示的调整方法进行针对性调整。
注意：做定位调整前，用方向盘锁将方向盘固定后，再升起举升机到合适调整的高度，将举升机锁止在水平安全位置。将四个传感器调整为水平状态后，再操作定位仪进入定位调整操作。
18）再次压试汽车，将转向轮左右转动，观察屏幕上数值有无变化，若有变化应重新调整。
19）拆下定位校正头和支架，进行路试，检查四轮定位调整的效果。
4. 检测标准
1）四轮定位仪显示屏显示绿数据为合格数据参数，红数据为不合格数据参数，黑数据为不能调整数据参数。
2）四轮定位仪微机储存世界各车型标准数据查阅标准数据库。
四、四轮定位参数故障诊断案例
案例 捷达轿车行驶时车轮前部有异响故障的诊断
1. 故障现象
一辆捷达CL型轿车，在路面行驶时，听见前部车轮有异响。
2. 诊断过程
1）检查前轮轮胎气压是否符合标准。
2）检查左右两侧悬架高度是否一致，检查减振器弹簧是否折断。
3）检查前轮轴承是否松旷，检查转向球头是否松旷。
经检查，上述各部件均正常。
4） 再检查前轮定位。
由于捷达轿车主销内倾角和主销后倾角不可调整，前轮前束是靠右边的横拉杆来调整的；前轮外倾角是靠悬架与轴承壳体的连接螺栓来调整的。
在四轮定位以上检查车轮外倾角，发现车轮外倾角超标。
捷达轿车的前桥悬架上端与车身相连，下端通过两个螺栓与车轮轴承相连。两个螺栓既起固定悬架与轴承壳体的作用，又可调整车轮外倾角。该螺栓在悬架上固定的位置发生变化，这必然引起车轮外倾角的变化，车轮外倾角的变化引起行驶时轮胎发响。
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