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第14章 汽车底盘检测技术(3)

3-14所示。由于共振式悬架装置检测台性能稳定、数据可靠,因此应用广泛。

(a)测位移式(b)测力式

2.共振式悬架装置检测台的结构及检测方法

(1)结构组成

共振式悬架装置检测台一般由机械部分和电子电器控制部分组成。

①机械部分:共振式悬架装置检测台的机械部分,由箱体和左右两套相同的振动系统构成,结构如图3-15所示。每套振动系统由上摆臂、中摆臂、下摆臂、支承台面、激振弹簧、驱动电机、蓄能飞轮和传感器等构成。传感器一端固定在箱体上,另一端固定在台面上。

上摆臂、中摆臂和下摆臂通过三个摆臂轴和六个轴承安装在箱体上。上摆臂和中摆臂与支承台面连接,并构成平行四边形的四连杆机构,以保证上下运动时能平行移动,以及台面受载时始终保持水平。中摆臂和下摆臂端部之间装有弹簧。驱动电机的一端装有蓄能飞轮,另一端装有凸缘,凸缘上有偏心轴。连接杆一端通过轴承和偏心轴连接,另一端和下摆臂端部连接。

检测时,将汽车驶上支承平台,启动测试程序,驱动电机带动偏心机构使整个汽车一台面系统振动。激振数秒钟达到角频率为吻的稳定强迫振动后,断开驱动电机电源,接着由蓄能飞轮以起始频率为构的角频率进行扫频激振。由于停在台面上车轮的固有频率处于吻和0之间,因此蓄能飞轮的扫频激振总能使汽车一台面系统产生共振。断开驱动电机电源的同时,启动采样测试装置,记录数据和波形,然后进行分析、处理和评价。

②电子电器控制部分:共振式悬架装置检测台电子电器控制部分,主要由微机、传感器、A/D转换器、电磁继电器及控制软件等组成。控制软件是悬架装置试验台电子电器控制部分与机械部分联系的桥梁。软件不仅实现对悬架装置试验台测试过程的控制,同时也对悬架装置试验台所采集的数据进行分析和处理,并最终将检测结果显示和打印出来。

(2)检测方法

①汽车轮胎规格、气压应符合规定值,车辆空载,不乘人。

②将车辆每轴车轮驶上悬架检测台,使轮胎位于台面的中央位置,驾驶员离车。

③启动检测台,激振器迫使汽车悬挂产生振动,使振动频率增加至超过振荡的共振频率。

④在共振点过后,将激振源切断,使振动频率减少并通过共振点。

⑤记录衰减振动曲线,纵坐标为动态轮荷,横坐标为时间,测量共振时动态轮荷。计算并显示动态轮荷与静态轮荷的百分比及其同轴左右轮百分比的差值。

3.悬架装置工作性能的诊断标准

GB18565-2001《营运车辆综合性能要求和检验方法》中规定:对于最大设计车速>100km/h、轴载质量<1500kg的载客汽车,应用悬架检测台按规定的方法进行检测悬架特性,受检车辆的车轮在受外界激励振动下测得的吸收率,即被测汽车共振时的最小动态车轮垂直载荷与静态车轮垂直载荷的百分比值(又称车轮接地性指数),应不小于40%,同轴左右轮吸收率之差不得大于15%。

车轮接地性指数可以表征悬架装置的工作性能,车轮接地性指数表明了悬架装置在汽车行驶中确保车轮与路面相接触的最小能力。汽车行驶中,所有车轮的接地性指数是不一样的,这是因为各轮悬架装置工作性能不一、各轮承受载荷不一、各轮气压不一等原因造成的。如果在检测台上,人为使各轮承受的载荷和轮胎气压一致,那么,车轮接地性指数就主要决定于悬架装置的工作性能。因此,完全可以用车轮接地性指数评价悬架装置的工作性能。

在欧美一些国家,悬架装置检测台已被广泛应用在检测汽车悬架装置工作性能上。欧洲使用的悬架装置检测台主要的生产厂家有德国的HOFMANN公司和意大利的CEMB公司等。他们生产的悬架检测台在检测中,悬架检测台台板连同其上的被检汽车按正弦规律作垂直振动,激振振幅固定而频率变化。力传感器感应到车轮作用到台板上的垂直作用力,并将力信号存人存储器。当对全车所有车轮悬架装置检测完后,微机将力信号进行分析和处理,便可获得车轮的接地性指数。

欧洲减振器制造协会(EUSAMA)推荐的评价车轮接地性指数的参考标准如表3-2所列,可供我国检测悬架装置工作性能时参考。

(第四节)车轮定位的检测

车轮定位的检测,是指对车轮静态安装后形成的一组几何角度与尺寸数据的检测,包括转向轮(前轮)定位的检测与非转向轮(后轮)定位的检测,统称为四轮定位的检测。为保证汽车的操纵稳定性和转向轻便性,以及行驶过程中的安全性,因此车轮定位必须满足设计要求。在汽车使用过程中,由于转向机构、车轴、车架等机构的变形和磨损,车轮定位会逐渐失准,汽车的操纵性能变差,易于产生行车事故;同时车轮定位失准还会使车轮滚动阻力增大,汽车动力性下降,运行油耗增多;另外,由此引起的轮胎异常磨损也降低了汽车使用的经济性。因此要对使用中的汽车适时的进行车轮定位检测,并根据检测结果进行调整,以保证其使用性能。

-、车轮定位参数

车轮定位的参数主要有主销后倾角、主销内倾角、车轮外倾角、车轮前束、退缩角、推力角等参数。

1.主销后倾角

主销轴线或假想的主销轴线(某些独立悬架的汽车无实际主销)在纵向平面内向后倾斜,与铅垂线所形成的夹角称为主销后倾角。主销后倾角的作用在于当车轮受外力影响偏离直线行驶方向时,形成稳定的力矩而自动回正。主销后倾角越大、车速越高,回正力矩越大,车轮偏转后自动回正的能力也愈强,但主销后倾角也不宜过大,否则在转向时为了克服此力矩,驾驶员需在转向盘上施加较大的力会使转向沉重。

2.主销内倾角

转向节主销轴线或假想的主销轴线在横向平面内向内倾斜,与铅垂线所形成的夹角称为主销内倾角。主销内倾角亦有使车轮自动回正的作用,同时可使转向轻便。适当的主销内倾角可以减小转向时施加于方向盘上的力矩,使转向轻便,同时也减小了从转向轮传递到转向盘上的冲击力。

主销内倾角既不宜过大,也不宜太小。主销内倾角过大,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,故主销内倾角一般不大于8°;主销内倾角过小(偏置增大),汽车行驶的稳定性和制动稳定性将变差。

3.车轮外倾角

车轮安装时并非垂直与路面,而是向外倾斜一个角度,车轮中心平面与铅垂线的夹角称为车轮外倾角。

外倾角可使主销偏移距进一步减小,因而具有使转向轻便的作用;同时,可使车轮适应路面拱形,防止轮胎表面内外磨损不匀;此外,还能防止车桥承受载荷变形时出现车轮内倾,减小轴端小轴承及轮毂禁锢螺母的负荷,以延长其使用寿命。

4.前束

同轴上的两轮并非都平行安装,其两轮前边缘距离犅小于后边缘距离A,A-犅的值即为前束。前束的作用是克服车轮外倾带来的不利影响,防止汽车直线行驶时,转向轮在地面上出现边滚边滑的现象,从而减小磨损和滚动阻力。当前束值的大小与车轮外倾角的大小不相适应时,转向轮就会产生侧滑。在一些发动机前置前轮驱动的轿车上,为了使汽车具有良好的行驶稳定性,特别是制动稳定性,其主销内倾角均较大,见表3-3。

二、四轮定位仪及检测方法

汽车车轮定位的检测有静态检测法和动态检测法两种类型。静态检测法是在汽车停止的状态下,使用测量仪器对车轮定位进行几何角度的测量。动态检测是在汽车以一定车速行驶的状态下,用测量仪器检测车轮定位产生的侧向力或由此引起的车轮测滑量。

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