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1、公路与汽运总第113期Highways&AutomotiveApplications13基于几何关系的汽车主销倾角的测量原理庄严1,郭在云2(云南能源职业技术学院机械与电气工程系,云南曲靖655001)摘要:汽车主销倾角是汽车行驶系故障诊断与检测的重要参数。文中阐述了汽车主销后倾角γ和主销内倾角β检测的基本几何原理,对主销倾角与实际测量角度的关系进行了推导,得出了用1.461倍关系标定仪器即可直接读取主销倾角的结论。关键词:汽车;主销后倾角;主销内倾角;测量原理中图分类号:U467.4文献标识码:A文章编号:1671-2
2、668(2006)02-0013-03汽车主销倾角包括主销后倾角和主销内倾角,是称为主销后倾。在纵向垂直平面内,主销轴线与垂汽车转向轮定位、车桥技术状况的重要诊断参数。其线之间的夹角为主销后倾角γ,它不能由水准仪直数值正确与否,不仅直接影响汽车的行驶稳定性、安接测量,而只能利用转向轮绕主销转动时的几何关全性、经济性、轮胎和有关部件的磨损,而且还是某些系间接测量。由于主销后倾,转向轮绕主销转动时,总成、系统故障的综合反映。主销后倾角和主销内倾其转向节枢轴与水平面之间的夹角会改变,若在转角的测量都是关于角度的测量,而且这两个
3、参数不能向轮规定的转角内测出转向节枢轴与水平面夹角的直接测出,只能采用建立在几何关系上的间接测量。变化量,则可间接测出γ。在运用四轮定位仪对汽车主销倾角进行检测时,虽然以左前轮为例,当车轮向左右各转动δ=20°时四轮定位仪的类型不同(目前常用的有接线式、光学(如图1所示),ZO为主销轴线,OB为转向节车轮式、电脑拉线式和电脑激光式4种),但它们的测量原轴线,四边形DEFG表示水平面,四边形HIJK相理相同,只是各自所采用的测量角度的传感器及数据对水平面的夹角γ为主销后倾角。LMNP是与主记录与传输方式不同。区别于常见的几
4、何关系的推销垂直相交的平面,该平面是HIJK平面以ST为导分析,本文从另外一个角度阐述汽车主销后倾角和轴转动角(主销内倾角)后形成的。OD为车轮向β主销内倾角检测的基本几何原理。右转动20°时转向节轴平面的方向,OE为车轮向左转动20°时转向节轴平面的方向。线段LD、A'B'、1主销后倾角的测量原理AB、A"B"、MI、FN和KP均是水平面DEFG上的主销装在前轴上时,其上端略向后倾斜的现象铅垂线。图1主销后倾角的测量原理计算图公路与汽运第2期14Highways&AutomotiveApplications2006年4
5、月令OB=OB'=OB"=R,当车轮向右转动δ=式中:Δλ为传感器测得的相对测量角。20°时,则有:因为α为车轮外倾角,且α很小,故cosα≈1,则sinλ1=QB'/OB'=QB'/R(1)式(8)可简化为:QB'=A'B'-A'Qγ=Δλ/(2sinδ)(9)QA'/LD=OQ/OD式(9)表明,当δ为一特定角度时,主销后倾γQA'=LD·(OQ/OD)=与测量角Δλ存在唯一确定的关系。通常规定δ为LD·Rcosλ1/(Rcosα/cosδ)(2)20h,2sinδ=0.68404,故有:式中:α为车轮外倾角。γ=Δ
6、λ/0.68404=1.461Δλ(10)因α、λ都很小,且λ,所以有cosλ。即主销后倾角γ为实际测量角度Δλ的1.46111≈α1≈cosα则式(2)可变为:倍,这样,用1.461倍的关系标定仪器,就可直接读A'Q=LDcosδ出主销后倾角γ。且由于:2主销内倾角的测量原理AB≈A'B'AB=CB+CA=Rsinα+Rcosαtgβ主销安装到前轴上后,其上端略向内倾斜的现LD=LH+HD=CA+HD=象称为主销内倾。在纵向垂直平面内,主销轴线与Rcosαtgβ+Rcosαtgδtgγ垂线之间的夹角为主销内倾角β,它同
7、样不能直接B'Q=A'B'-A'Q=AB-LDcosδ测出,只能利用转向轮绕主销转动时的几何关系进即行间接测量。由于主销内倾,当转向轮绕主销转动B'Q=(Rsinα+Rcosαtgβ)-(Rcosαtgβ+一定角度时,其转向节连同转向轮将绕转向节枢轴Rcosαtgδtgγ)cosδ(3)转动一个角度,测出该角度,即可间接测出β。将式(3)代入式(1),得:仍以左前轮为例,当车轮向左右各转动δ=20°sinλ1=B'Q/R=sinα+cosαtgβ(1-时(如图2所示),ZO为主销轴线,OC为转向节车cosδ)-cosαs
8、inδtgγ(4)轮轴线方向,OE为与车轮平面平行且水平的线段。当车轮向左转动δ=20°时,则有:四边形DEFG表示水平面,四边形HIJK相对水sinλ2=B"U/OB"=B"U/R(5)平面的夹角γ为主销后倾角。四边形LMNP为与A"U/ME=OU/OE主销垂直相交的平面,该平面是HIJK平面以ST因为λ、α都很小
