汽车四轮定位检测与调整技术研究毕业论文 - 图文

毕业论文

汽车四轮定位检

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指导教师评阅书

指导教师评价： 一、撰写（设计）过程 1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建议成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所选等级前的□内画“√”） 指导教师： （签名） 单位： （盖章） 年 月 日

评阅教师评阅书

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目 录

摘要………………………………………………………………………………1 第一章 绪论…………………………………………………………………….2 1.1本文研究意义……………………………………………………………….2 1.2四轮定位技术的国内外发展概况………………………………………….2 1.3汽车四轮技术的应用现状及发展趋势…………………………………….4 1.4本文研究的主要内容……………………………………………………….5 1.5本章小结…………………………………………………………………….5 第二章 四轮定位的基本参数及其对汽车性能的影响…………………………6 2.1主销后倾角…………………………………………………………………..6 2.2主销内倾角…………………………………………………………………..11 2.3前轮外倾角……………………………………………………………………11 2.4前轮前束………………………………………………………………………11 2.5其他四轮定位相关角度………………………………………………………12 2.6四轮定位参数间的关系………………………………………………………12 2.7本章小结………………………………………………………………………13 第三章 四轮定位仪测量原理及测量精度研究…………………………………14 3.1 CCD式四轮定位仪组成…………………………………………………….14 3.2 CCD式四轮定位仪的测量原理及数学模型……………………………….15 3.3 3D图像式四轮定位仪结构及测量原理…………………………………..18 3.4 本章小结…………………………………………………………………….21

第四章 四轮定位参数调整技术的研究…………………………………………………….22

4.1现代车轮定位参数调整概述……………………………………………….22 4.2后轮定位参数的调整……………………………………………………….26 4.3麦弗逊式前独立悬架定位角的调整研究………………………………….28 4.4本章小结…………………………………………………………………….33 第五章麦弗逊前悬架结构与车轮定位参数关系分析及优化………………………….34 5.1麦弗逊悬架仿真模型的建立………………………………………………..34 5.2仿真试验及结果分析…………………………………………………………36 5.3悬架的优化及结果分析……………………………………………………..40 5.4本章小结……………………………………………………………………..43 结论与展望………………………………………………………………………. 参考文献………………………………………………………………………….. 致谢…………………………………………………………………………………

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摘 要

近年来我国汽车工业的飞速发展，现在已经成为世界第一的汽车生产与消费大国。随着汽车保有量的增加与汽车本身技术含量的提升，给汽车检测、诊断及维修行业带来严峻的挑战。为了使汽车的检测更为准确、高效，我们需要不断的去学习、探讨、研究各种高新的检测技术，并以理论联系实际的方法将这些技术得以应用。四轮定位就是各种新技术之一，其通过专用四轮定位仪对车辆进行精确测量后，技术人员根据测量数据及综合原厂设计标准，对车辆的各定位参数进行调整，使车辆的技术指标达到原厂设计要求。保证了汽车行驶的安全性、舒适性、稳定性和经济性。本文对当前四轮定位检测与调整技术进行研究。首先介绍汽车车轮定位参数的基本理论知识，分析了各定位角对汽车性能的影响及各参数之间关系。接着针对CCD式和3D图像式两大主流的四轮定位仪产品进行研究。通过分析它们的结构，深入研究了各自的检测原理。提供了一套对四轮定位仪测量精度的评定办法，并通过实验检测了CCD式四轮定位仪的测量精度。然后，对车定位参数的调整技术进行研究。介绍了常用的四轮定位调整零件。通过对麦弗逊式前悬架结构的分析，对该种悬架中一些难以调整的定位角度提出了调整办法。最后采用ADAMS/Car建立了麦弗逊式前悬架的仿真模型，经仿真试验进一步分析了麦弗逊悬架结构与车轮定位参数的关系。通过处理分析结果，对该麦弗逊悬架进行了优化。汽车的四轮定位在我国起步较晚，通过近十几年的快速发展，越来越多的人认识到汽车四轮定位的重要性。在汽车维修行业认为:学好了四轮定位就等于学好了对底盘的维修。可见对于四轮定位检测技术的研究，不仅意义重大，并且具有很大的市场应用价值。

关键词:四轮定位、车轮定位参数、定位仪、麦弗逊悬架

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第一章 绪 论

1.1本文研究的意义

2011年中国汽车产业的快速发展，实现汽车产销超过1850万辆，继续成为了世界第一汽车生产和消费大国。目前我国民用汽车保有量达到10578万辆，其中三轮汽车和低速货车1228万辆，比上一年末增长16，4%，私人汽车保有量7872万辆，增长20,4%，私人轿车保有量4322万辆，增长25，5%。可见我国的汽车，尤其是私人轿车的保有量增加迅速。再随着我国高速公路不断建设，国道及城乡道路的不断改善，汽车的行驶速度也不断提高。相对于以前，人们开始更为关注汽车的行驶稳定性、安全性及乘坐的舒适性、操控性。特别是高速行驶时汽车的稳定性和安全性是人们购车所关注的焦点。汽车悬架机构的技术状况正是和这些人们关注的这些问题息息相关。车辆在出厂时，其悬挂系统的定位角度都是根据设计要求预先设定好的。这些定位角度共同用来保证车辆驾驶的舒适性和安全性。目前轿车前后悬架几乎都采用了独立悬架，来满足车辆行驶时操纵稳定性和平顺性的要求。然而独立悬架相对来说结构复杂，零件刚度低，抗变形能力差。在汽车行驶一定里程后，由于在不同的路况条件下长时间工作，汽车受到地面和零件间的摩擦，或受到外力的撞击，都很容易造成悬架机构零部件的磨损变形。会出现轮胎异常磨损、零件磨损加快、方向盘发沉、车辆跑偏、油耗增加等现象，这些现象都是车辆性能下降的表现。要消除这些现象，确保车辆性能 的稳定，就要对汽车进行四轮定位检测，并调整车轮的定位参数使之达到标准的范围，恢复汽车的技术状况，确保汽车的正常行驶。

根据资料统计表明，由车轮定位参数不准确引起的故障占整车故障的30%左右。因此检测和调整车轮定位参数是一个重要项目。做四轮定位检测和调整不仅仅是为了故障的排除，更为解除汽车的安全隐患，使悬架和车轮运行时达到最好的技术状况。正确的车轮定位有利于汽车操纵的稳定性;减少转向机械和悬架的磨损;使汽车行驶更加平稳;保证车轮在行驶时尽可能的垂直于路面，减小车轮滚动阻力，提高燃油经济性并最大限度减少车轮的滑移，减少轮胎的磨损延长轮胎寿命。有了这些保证，就大大提升了行车的安全性。目前国外许多发达国家己将车轮定位检测定为汽车年检三大参数(车轮定位、制动、排放)之一。汽车出厂前所做的质量检测也包括车轮定位检测这一项。一般轿车为了保证能正常行驶，一年需做2次四轮定位检测。若使用频繁，则每三个月就要进行一次检测。可见，四轮定位在保证汽车使用性能上不可缺少。做好四轮定位会给我们带来经济、效率、安全等多方面的丰收。随着中高级轿车的不断增多，人们对汽车的要求越来越高。车轮的定位也需要越来越精准。才能更好的满足人们对汽车安全性、动力

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性、经济性、操控稳定性、舒适性等多方面的需求。因此对现代汽车四轮定位技术及其应用分析有重要意义。

1.2四轮定位技术的国内外发展概况 1.2.1四轮定位测量技术的发展历程

20世纪70年代以前，世界上绝大部分汽车是后轮驱动的。整体式的桥壳和车架是当时多数后轮驱动汽车的设计特点。这样的设计使人们无需过多的考虑使用中车辆的后轮定位问题。所以早期的车轮定位检测主要是指转向轮的定位(前轮定位)。然20世纪70年代后期，石油危机的爆发导致全球性的经济危机，美国提出并采用了联邦合作平均燃油经济性法案。因此，轻便、节能的前轮驱动轿车在国外许多大型汽车制造厂开始大量投入生产。这些轿车多采用承载式车身，四个车轮都分别具有独立的悬架系统。随着这些轿车大量应用，由后轮定位故障所引起的车辆转向、轮胎磨损、跑偏等问题日益增多并引起关注。仅是做前轮定位已无法维持汽车良好的技术状况，车辆的后轮定位参数也必须予以调整。前后轮同时定位的四轮定位技术便因此而生。 1.2.2车轮定位的技术发展经历的三个阶段:

第一阶段为几何中心线定位阶段:即以几何中心线为参考对前轮作定位。这是一种沿用多年的前轮定位方式。对于现代采用独立悬架的轿车，其缺点是忽略了后轮定位参数的变化。当后轮定位不准确时，车辆几何中心线与其推力线形成一定的夹角(图 1.1)，就会导致车辆跑偏、转向偏离、吃胎等多种问题。

图1.1推力线与几何中心线的夹角 图1.2后轴侧偏

当发生车轮偏迹现象时。如图1.2为后轴侧偏的情形，前后轮之间虽然相互平行，但明显后轴总成发生了侧向偏移，汽车的几何中心线位臵改变，不再处于车辆的几何中心。此时以几何中心线为参考来定位车轮，显然不合理。后轮侧偏使得行驶时前后轮不在沿着同一轨迹，从而导致转向拉力的产生，会给行车安全带来隐患。

第二阶段为推力线定位阶段:即通过测量后轮，找到推力线，以推力线为参考定位前轮的两轮定位方式。这种定位方式可以使转向盘在车辆行驶时能保持在中性位臵，设有考虑到力推线与车体中心偏离的问题。若两者不是平行关系(图1.1)仍以推力线为参考定位前轮,则车辆在直线行驶时,汽车的四个车轮滚动方向与汽车行驶方向不一致。不仅造成严重偏向,还会致使轮胎表面产生羽毛状磨损,加速前轮的外缘磨损。

第三阶段就是完全四轮定位阶段:即首先作单独后轮定位，检测出两个后轮的单独前束，如图1.3调节后轮前束，使推力角为0o(实际操作中在士0.25。范围内)，这样调节后的推力线应与几何中心线重合。前轮的定位用重合的推力线

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和几何中心线作为参考。两个后轮也要独立调整，新型轿车都设计成独立悬架的目的正是在此，从而实现了完全四轮定位。通过四轮定位后的汽车，前后轮都与汽车几何中心线平行并且行驶时后轮运动是沿着前轮轨迹的，转向盘也保持在中性位臵。使得汽车各悬架和车轮能在良好技术状况下运行。 1.3汽车四轮定位技术的应用现状及发展趋势

随着电子技术、计算机技术的发展，汽车检测技术已从依靠尺量、眼看、耳听、手摸的方式，改进成利用各种先进设备在不解体汽车的前提下全面、准确、迅速地对车辆进行检测。四轮定位仪作为众多先进检测设备的代表之一，它涉及了机械、数学模型、光学、电子、计算机软件等多个领域的知识。

图1.3推力线与几何中心线重合

目前市场上的四轮定位仪种类繁多，根据其测量传感器所采用的技术，可分为拉线式、PSD式、CCD及3D图像式等。而PSD式和CCD式在国内应用较广，其测试光源又分为两种—激光式光源和红外线式光源。以下将分别进行介绍:

l)拉线式:它采用角位移传感器测量车轮定位参数。角位移传感器实质上是一个带摆臂的滑线旋转电位计，摆臂旋转一定角度时，带动电位计的电刷转动，从而改变输出电阻，最终导致传感器的输出电压发生变化。拉线式四轮定位仪使车轮定位仪进入了电子时代的先驱。但其操作繁琐、测量精度不高、不便于进行全四轮测量。所以现在应用很少。

2)激光:激光是上世纪发现的新型光源。它具有单色性、高亮度、高方向性和高抗干扰性的特点。但用于测量的激光传感器寿命较短。测量时由于受人为误差影响，其精度也很难达到理论所述的低于0.1°。更重要的是激光达到一定强度后，对人眼伤害作用明显。很难将其控制在安全标准。因此在发达国家此类产品早已淘汰。国内目前还有少部分使用。

3)红外线:红外线作为测量光源，其使用寿命可高达10年，测量精度在理论上也可达到0.01°以下。但大家知道所有物体都会散发红外线，尤其是热源和光源处。所以红外线作测量光源的四轮定位仪的一项关键技术就是去防止外界红外线对测量光线的干扰。

4)PSD:PSD即模拟光电位臵传感器，是一种模拟器件。它会根据受光面所受光照位臵的不同，而使其输出电流产生相应的变化，再根据电流大小分析出准确的光照位臵。从原理上可以看出它只能测量单一光点，容易受到外界光线影响。再者PSD的温度稳定性差，温度的改变可影响其输出电流的大小，造成测量失准。因此国外四轮定位仪很少应用这项技术。但PSD的这两大缺点可以通过特殊的测量取样方式进行最大限度的弥补。所以在韩国和国内的部分四轮定位仪上还有使用，并且不乏有一些好的产品。

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5)een:eeD即电荷祸合器件。这种新型的半导体集成光电器件是上世纪70年代初才开始发展起来的。它是由数以千计的独立的光敏元集成到一块硅面上。当光照射到光敏面的感光单元上，相应的光敏元就会聚集光电子，经附加电路处理，产生光的强度及位臵信息。CCD光敏面上的光敏元的排列形式有排成一行的和排成二维矩阵形式的两种，分别叫做线阵型CCD和面阵型CCD。四轮定位仪中多采用2000线至3000线的CCD。所以其光学分辨率理论上是在0.015°、0.025°，精确度接近0.05°。CCD器件具有良好和环境适应性，不受光线、温度、磁场等的干扰。特别适合一般汽修车间的工作环境。欧美等发达国家生产的四轮定位仪广泛采用此技术，在我国目前CCD定位仪的使用比例也是最大的。

6)3D：不同于原始的二维空间四轮定位测量技术，3D图像式四轮定位技术应用高精度三维成像技术和数字图像处理技术实现非接触测量。该方法由反光板代替原来夹装在各车轮上的测量头，用安装在定位仪主机两侧的 CCD摄像机采集各反光版上的图像信息，再通过图像处理技术得到车轮的定位参数，并且精度高达0.01°。这是目前最先进的测量四轮定位参数的方式。因反光板上没有传感器和电路，所以使用时不易损坏更为耐久。3D图像式四轮定位仪在欧美己经大量应用。但其价格昂贵，对配套机械设备要求高，不适于现在国内大多数修理广使用。在我国的四轮定位仪市场只能算次主流。不过由于3D四轮定位仪技术上的优势和使用上的方便快捷，其很可能在未来几年内取代CCD四轮定位仪在国内的霸主地位，成为主流的四轮定位技术。

1.4本文研究的主要内容

l)对四轮定位参数的基本理论进行说明，对各车轮定位角的作用及影响进行分析。

2)针对现在主流的CCD式四轮定位仪和最新的3D图像式四轮定位仪的测量原理以及数学模型进行分析与研究。并对CCD四轮定位仪的测量精度进行了实验研究。

3)对现代四轮定位调整技术进行研究。介绍了专业四轮定位调整零件的调节原理及使用方法。通过分析麦弗逊式前悬架的结构与特点，归纳出麦弗逊式前悬架的车轮定位角的调整的可行方案。

4)为便于对采用麦弗逊式前悬架车辆的前轮定位参数的研究，基于AMADs/Car建立了该悬架的运动学模型。通过仿真试验及对试验数据的分析，总结出前轮定位参数与悬架结构的关系，并对建立模型的结构参数进行了优化。

1.5本章小结

说明了如今汽车四轮定位的必要性及重要意义;介绍了四轮定位技术的发展历程;阐述了目前国内外主流的四轮定位技术。对多种四轮定位仪的应用现状进行分析，说明其各自的特点及发展趋势，最后阐明本文研究主要内容。

第二章 四轮定位的基本参数及其对汽车性能的影响

转向轮定位参数

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转向桥在保证汽车转向功能的同时，应使转向轮有自动回正作用，以保证汽车稳定直线行驶。即当转向轮在偶遇外力作用发生偏转时，一旦作用的外力消失后，应能立即自动回到原来直线行驶的位臵。这种自动回正作用是由转向轮的定位参数来保证的，也就是转向轮、主销和前轴之间的安装应具有一定的相对位臵。转向轮的定位参数主要有主销后倾角、主销内倾角、前轮外倾角和前轮前速。

2.1主销后倾角

主销后倾角是指在汽车纵向平面内，上球头或支柱顶端与下球头的连线(假设的转向轴线，也可称主销轴线)与汽车前轮中心的垂线形成的夹角(图2.1a)。后倾角以角度为单位，主销轴线向前倾称为负主销后倾角(图2.1。)，主销轴线向后倾斜称为正主销后倾角(图2.1b)。

a) b) c)

a)主销后倾角原理图 b）正主销后倾角 c）负主销后倾角

图2、1主销后倾角

转向轮设臵正主销后倾角，一是为了在车轮转向时使车轮自动复位。二是为转向轮提供的回正力矩，可以在汽车行驶中偶遇外力作用方向产生偏移的情况下，使车轮自动回复到原来位臵，从而保证汽车稳定的直线行驶!川。正主销后倾角的存在，一方面提高汽车直线行驶的稳定性，并使转向轮在转向后能够自动回正。但另一方面却加大了转向时的阻力，使得方向盘变重。因此一般传统的手 动转向的汽车后倾角不易太大。而配臵了动力转向系统的车辆就可以采用较大的主销后倾角，即提高汽车直行的稳定性，也可使驾驶员转动方向盘时更有感觉。 负的主销后倾角会使转向时的力量变轻，但转向轮的稳定性降低，高速行驶时车轮会晃动使得汽车发飘，给行车安全带来隐患。另外，如果汽车左、右两轮之主销后倾角不相等(大概相差超过30°)时车辆会出现跑偏，汽车会被拉向后倾角较小的一侧。

主销后倾角所产生回正力矩的大小与汽车行驶速度成正比。现代汽车尤其是轿车对汽车高速行驶的性能要求较高，较大的主销后倾角会使汽车高速行驶时产生较大的回正力矩，使得转向变沉，甚至出现转向轮回正过猛引起前轮摆振。因此，现代轿车一般采用主销后倾角设计(2°—3°)。现代高速汽车由于轮胎气压降低、弹性增加，而引起稳定力矩增大。因此，主销后倾角可以减小到接近于零，甚至为负值。

2.2主销内倾角

汽主销内倾角是指在车横向平面内，转向轴线(减振器上支撑轴承与下悬臂球节之间的假想直线)与地面铅垂线所形成的角度(图2，2)

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包容角即主销内倾角与车轮外倾角之和(图2.2)。 摩擦半径指在地平面上，车轮中心线与地面的交点到主销内倾角延长线与地面的交点间的距离。当主销内倾角延长线与地面的交点在车轮中心线外侧时，摩擦半径为负(图2.2)。

图2.2 主销内倾角

主销内倾角与后倾角一样，具有帮助转向轮自动回正的作用。当车轮在外力作用下偏离中间位臵时，车轮最低点将陷入路面以下。但一般路面比轮胎坚硬，轮胎不会陷入地下，只会将汽车前部向上略微抬起，这样转向过后汽车本身的重力有使车轮回复到中间位臵的效应。内倾角还会影响汽车的转向操纵力和直线行驶的稳定性。由于主销内倾的趋势使车轮的摩擦半径变小，即转向力臂减小，进而使转向所需的操纵力减小。主销内倾角越大摩擦半径越小，转向也越轻便。但主销内倾角过大就会出现摩擦半径为零甚至负摩擦半径的情况。摩擦半径为零时，汽车转向达到最轻的效果。过大的负摩擦半径则会使轮胎向内侧滑动，加速了轮胎的磨损。

主销内倾角提供的转向轮回正作用与车速无关。它可在汽车处于急加速、急刹车、急转弯等工况下仍然保持可靠的前轮回正作用。面对复杂的交通环境，主销内倾角的存在，很大程度上提高了汽车行驶的安全性。所以现代汽车的主销内倾角不大于8°，距离摩擦半径一般为40-60。

2.3前轮外倾角

车轮外倾角 即车轮的中心平面与地面的铅垂线所形成的夹角。(如图2.3)

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图2.3

轮胎顶部向外倾斜时，车轮中心线在铅垂线外侧，此时外倾角为正外倾角 (图2.4侧中)。

轮胎顶部向内倾斜时，车轮中心线在铅垂线内侧，此时顷角为负外倾角 (图2.4右)。

轮胎完全与地面垂直时，车轮中心线与铅垂线重合。此时外倾角为零外倾角(图2.4左)。

图2.4正、负外倾角与零外倾角

1)在汽车重载时，防止由于载荷而产生的不需要的外倾角，以减小轮胎的磨损。当大量载荷作用在车辆时，会导致悬架的一些部件和相关衬套变形。致使车轮顶部有向内倾斜的倾向。正外倾角使得载重后的车轮不至于产生过大负外倾角，这样轮胎面能更好的与地面接触，减少不必要的磨损。

2)减小转向操纵力，使转向更为轻便。汽车转向时车轮的转动是以转向轴线为中心，以车轮偏距为半径的。即车轮偏距越小，产生的转向力矩就越小，所需的转向操纵力也越小。车轮的正外倾角让轮胎接地点向内缩，从而减小偏距，转向也因此变得轻便。

3)减轻轮毅外轴承负荷，防止车轮脱滑。正外倾角的存在，使得路面垂直作用在车轮上的反作用力产生一个迫使车轮沿轴线向内的分力，有助于防止车轮脱滑。而负外倾角会使得这个分力方向沿车轮轴线向外，进而增大轮毅外轴承负荷，减少轴头螺母的寿命。一定的正外倾角可以有效防止车辆满载后的车轮内倾，减轻轮毅外轴承负荷。

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4)正外倾角还可以减小转向节上的负荷，防止转向节弯曲。 由于正外倾角的这些作用，现在大多数的客车和轻型卡车都采用正外倾角的设计。然而随着道路条件的改善，轿车的普及，人们对汽车高速行驶时的性能更加注重，再者是轿车的负载不高。所以如今大量高性能的轿车都采用了负外倾角的设计。负外倾角可以使高速行驶的车辆具有更好平顺性，并改善转弯时的车辆稳定性。轿车高速转向时，由于离心力的作用，车身会向外倾斜。此时若为正外倾角设计的汽车，则其正外倾的角度会增大，加大外侧悬架的负荷和外侧车轮的变形与磨损，降低车辆转向性能。而负外倾角设计的汽车，转向时车身向外倾斜，使车轮外倾角减少，成为零外倾角或较小的正外倾角，从而降低了车辆的倾斜度，减小外侧车轮的磨损，更是提高了转向时的稳定性。

另外，零外倾角的设计，可以保证汽车直线行驶时车轮内外受力均匀且具有相同的转动半径，使得磨损均匀，增加轮胎寿命。所以，现代不少汽车也采用了零外倾角的设计。

2.4前轮前束

车轮正外倾角的存在，使车辆向前行驶时，车轮有向外滚动的趋势，再由于车桥的约束，车轮不可能滚向外侧，这势必导致车轮在地面上打滑，造成轮胎的磨损。前束的设臵正是为了消除由车轮外倾角带来的轮胎侧滑现象。

车轮前束即左右车轮(前轮或者后轮)中心线其后端与前端距离之差，也叫总前束。前束可用毫米、英寸、角度等单位表示。总前束数值上等于左轮前束和右轮前束之和。

总前束=Ltoc十Rtoe

图2.5车轮前束

如图2.5前束也分为零前束、正前束、负前束(后束)。零前束—左右车轮相

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互平行，其轮胎中心线前端与后端距离相等。正前束—左右车轮前端指向内侧，其轮胎中心线前端距离小于后端距离。负前束—左右车轮前端指向外侧，其轮胎心线前端中距离大于后端距离。

前束的作用主要是消除外倾角带来的副作用。但在车辆行驶时，刚性的悬架不断受到来自不同方向的作用力，后轮驱动车辆的前轮有后束的趋势。所以一些车轮采用零外倾角设计的车型，其前轮也具有较小的正前束。同理，前轮驱动的车辆，其前轮通常设有较小的负前束。这也是为了补偿转向杆系和转向轮在汽车行驶过程中产生的变化。

图2.6前束的变化

图2.6所示为转向机构的杆件对车轮前束的影响。汽车行驶时，转向机构的杆件末端会随着悬挂系统的压缩和拉伸，进行上下运动。若杆件的长度或安装角度不符合标准，汽车在不平整的路面行驶时，转向臂就会受到杆件的推拉作用，将车轮转向一边，致使车轮前束变化，转向发生抖动。

使用不同类型的轮胎对车轮前束的设计也有影响。比如斜线轮胎采用的车轮前束要比子午线轮胎采用的车轮前束大。因为斜线轮胎的胎面和胎肩容易产生较大的变形，这样就产生了较大的外倾推进。

同零外倾角一样，零前束的车轮，轮胎指向正前方，这时轮胎向前滚动的磨损最小。无论是正前束还是负前束的设计的汽车，都是使车辆在行驶时的车轮前束能趋近于零前束，从而提高汽车性能，减少轮胎的磨损。正前束或负前束过大都将引起轮胎胎纹的羽毛状磨损。正前束过大轮胎胎面外侧花纹被磨损，内侧边缘花纹被羽状化。负前束过大时造成的磨损正好相反。

汽车前轮外倾角与前束之间相互制约，其目的就是使汽车行驶时车轮的侧向滑移和轮胎的磨损减到最小。不同类型、不同用途的车型的前轮外倾角与前束都

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拥有各自的匹配关系。

车轮外倾角与前束同时也是四轮定位中后轮的定位参数。后轮外倾角与前轮外倾角作用类似，都使得转向轻便，提高汽车转向稳定性，减少轮胎磨损。也正为此，通常前轮驱动的轿车后轮都采用较小的负外倾角，但一般较前轮外倾角大1倍左右。

后轮前束的除了抵消后轮外倾角的副作用，重要的是确保后轮推力线与汽车几何中心线重合，并以此为基准对四个车轮进行定位。左右后轮前束定位不一致，也就无法正确的定位其他的车轮定位参数，形成的推力角还会导致车辆的跑偏。

2.5其他四轮定位相关角度 2.5.1推力角

后轮总前束的平分线称为推力线。推力线指向汽车前进方向。推力角就是推力线与汽车几何中心线的夹角(图2.7)。汽车直线行驶时，汽车真正的行驶方向是与推力线方向一致的。如果推力线不与汽车几何中心线重合，即推力角不等于零时，车子的行进方向无法与其几何中心平行，行驶轨迹偏斜。这时驾驶员必须调整转向盘，使其处于偏斜的状态才能保证车辆的直线行驶。因此，推力角的理想值是零。推力角可通过调整后轮前束来进行调整。调整推力角为零，再以推力线为基准对汽车进行车轮定位，是现代汽车四轮定位的首要步骤。

图2.7推力角 图2.8车轴偏角

2.5.2车轴偏角

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车轴偏角 表示同一车轴左右两车轮的平行度(图2.8)，即一侧车轮相对于另一侧车轮延迟。

车轴偏角会造成方向跑偏，使操纵不稳。因主销后倾角的不当调整会导致前轮车轴偏角的产生。碰撞事故的发生也是车轴偏角产生的主要原因。

测量车轴偏角时，应先校正车轮前束，以确保前束正确。否则会产生错误的车轴偏角读数车轴偏角的大小应不超过1° 2.5.3转向前展

转向前展即转向角，也称为爱克曼角表示在车辆转弯时两前轮的相对位臵(图2.9)。汽车直线行驶时，两前轮要保持平行，这样可减小阻力和轮胎的磨损。而当汽车转向时，则一定的转向前展是必须的。否则转向角度相同的两前轮的转动中心不在同一点上，外侧车轮会产生拖滑，造成轮胎磨损，转向也失去稳定性。

通过转向梯形可使汽车在转向时，外侧车轮的转向角略小于内侧车轮。两轮转向臂中心线的延长线与后轮轮轴中心线的延长线交与一点。

这时两前轮以共同的转动中心，分别以不同的转弯半径，沿各自的轨迹滚动着转弯。消除了车轮的侧滑现象，使转向平稳。

图2.9转向前展

2.5.4行驶高度

行驶高度虽然不是一个定位参数，但是它会影响到其它的定位参数，主要是车轮外倾角和主销后倾角。因此许多汽车制造厂规定了行驶高度的测量位臵及标准。在对车辆进行四轮定位前，需检测并调整车高至厂家规定的范围内 2.6四轮定位参数间的关系

汽车的车轮是通过底盘复杂的机械结构相连接的。当调整车轮其中一个定位参数时，由于各个机构的相互联动，就很可能会同时改变另一个或几个定位参数。各参数间大致关系有以下几点:

1)调整前束会引起外倾角的改变。因为在调整前束时，车轮会围绕转向轴转动，转向轴有后倾角的存在使得车轮转动后外倾角随着改变。而且主销后倾角越

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