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文檔簡介
1模塊五汽車操縱穩(wěn)定性檢測目錄任務1汽車操縱穩(wěn)定性的評價指標及檢測標準任務2汽車側(cè)滑量的檢測任務3車輪平衡的檢測任務4車輪定位的檢測任務5懸架系統(tǒng)工作性能的檢測3任務1汽車操縱穩(wěn)定性的評價指標及檢測標準41.了解汽車的操縱性與穩(wěn)定性。2.熟悉操縱穩(wěn)定性的評價指標。3.熟悉轉(zhuǎn)向盤技術狀況的檢測。4.熟悉最小轉(zhuǎn)彎直徑的檢測。學習目標5一、汽車的操縱性與穩(wěn)定性1.操縱穩(wěn)定性的概念一輛操縱穩(wěn)定性良好的汽車必須具備以下能力。(1)汽車的操縱性汽車的操縱性是指根據(jù)道路、地形和交通情況的限制,汽車能遵循駕駛員的意愿,按照操縱機構(gòu)所給定的方向行駛的能力。6(2)汽車的穩(wěn)定性汽車的穩(wěn)定性是指汽車在行駛過程中具有抵抗改變其行駛方向的各種干擾,并保持穩(wěn)定行駛的能力。(3)車輛的操縱性和穩(wěn)定性緊密相關汽車的操縱性差,穩(wěn)定性就會被破壞;穩(wěn)定性差,汽車則會失去操縱性。因此,通常將操縱性和穩(wěn)定性統(tǒng)稱為車輛的操縱穩(wěn)定性。72.影響汽車操縱穩(wěn)定性的因素(1)車輛結(jié)構(gòu)方面的影響因素車輛結(jié)構(gòu)方面的影響因素主要有轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能參數(shù);車輛的重心位置、軸距、輪距、質(zhì)量分配;輪胎的形式和氣壓以及懸架的導向裝置。(2)車輛使用方面的影響因素車輛使用方面的影響因素對車輛的操縱穩(wěn)定性,特別是對車輛運行中的穩(wěn)定性影響很大。如道路狀況,氣候條件,左、右車輪的附著情況不同,車輛轉(zhuǎn)彎行駛時的離心力等。對于車輛的操縱穩(wěn)定性,結(jié)構(gòu)方面的影響因素是在設計車輛時需要特別注意的問題,而車輛使用方面的影響因素是在車輛投入運行以后至關重要的。8二、汽車操縱穩(wěn)定性的評價指標1.轉(zhuǎn)向操縱的輕便性轉(zhuǎn)向操縱的輕便性是指駕駛員操縱轉(zhuǎn)向盤的容易程度。轉(zhuǎn)向沉重容易使駕駛員疲勞或使車輛操縱失控而導致發(fā)生交通事故。有的汽車采用轉(zhuǎn)向助力裝置,這從結(jié)構(gòu)上保證了轉(zhuǎn)向的輕便性。機動車在使用期間,轉(zhuǎn)向裝置會由于裝配時調(diào)整不當或使用中有關零部件變形等原因引起轉(zhuǎn)向沉重。92.最小轉(zhuǎn)彎直徑最小轉(zhuǎn)彎直徑的大小直接影響車輛的機動性。車輛的機動性是指車輛在最小面積內(nèi)活動的能力。它決定了駕駛員為裝卸貨物而移動車輛,或在停車場地及維修車間內(nèi)調(diào)動車輛時所需場地的面積、車道的寬度以及駕駛員的勞動強度。車輛的機動性還會影響車輛通過狹窄彎曲地帶或繞開不可越過障礙物的能力。103.轉(zhuǎn)向輪的穩(wěn)定效應轉(zhuǎn)向輪具有的保持自動返回直線行駛位置的能力,稱為轉(zhuǎn)向輪的穩(wěn)定效應。轉(zhuǎn)向輪越穩(wěn)定,汽車向前直線行駛的性能越好,操縱越輕便。車輛只有在轉(zhuǎn)向輪穩(wěn)定時,才能降低燃料消耗、減少輪胎和相關零件的磨損。同時,轉(zhuǎn)向輪具有穩(wěn)定效應,也可以減輕駕駛員的緊張程度。轉(zhuǎn)向輪的穩(wěn)定效應是通過轉(zhuǎn)向輪的定位來實現(xiàn)的;同時,轉(zhuǎn)向輪的穩(wěn)定效應也與輪胎的橫向彈性有關。當轉(zhuǎn)向輪同時又是驅(qū)動車輪時,轉(zhuǎn)向輪將受到驅(qū)動時前進推力的影響而趨于穩(wěn)定。114.轉(zhuǎn)向輪的振動汽車在行駛過程中,有時會出現(xiàn)轉(zhuǎn)向輪左右擺動和上下跳動的現(xiàn)象,這種現(xiàn)象稱為轉(zhuǎn)向輪的振動。轉(zhuǎn)向輪的振動會降低汽車的操縱性與方向穩(wěn)定性,增加輪胎的磨損,同時也增加轉(zhuǎn)向機構(gòu)的動載荷,降低零件的使用壽命,嚴重影響行駛安全。轉(zhuǎn)向輪的擺動與車輛懸架系統(tǒng)的技術狀況、車輪定位、車輪平衡等都有密切關系。汽車的轉(zhuǎn)向輪通過懸架及轉(zhuǎn)向機構(gòu)與車架相連,這些互相聯(lián)系的機件組成了彈性振動系統(tǒng)。12三、轉(zhuǎn)向盤技術狀況的檢測汽車的轉(zhuǎn)向盤最大自由行程也稱為轉(zhuǎn)向盤最大自由轉(zhuǎn)動量,其數(shù)值的大小反映了整個轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的間隙大小,設計該參數(shù)的目的是減輕駕駛員駕駛疲勞,該數(shù)值的大小與最大設計車速相關,通常設計車速越高,轉(zhuǎn)向盤最大自由行程越小。汽車轉(zhuǎn)向操縱力大小直接影響駕駛員操縱汽車轉(zhuǎn)向的輕便程度。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的技術狀況常用轉(zhuǎn)向盤自由轉(zhuǎn)動量和轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向操縱力的大小來檢測,因此,轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的常規(guī)檢測項目是轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向操縱力和轉(zhuǎn)向盤自由轉(zhuǎn)動量。131.轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向操縱力的檢測轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向操縱力是指在一定行駛條件下作用在轉(zhuǎn)向盤外緣的最大切向力。它可用轉(zhuǎn)向參數(shù)測量儀或轉(zhuǎn)向測力儀檢測。(1)轉(zhuǎn)向操縱力的檢測儀器如圖所示為轉(zhuǎn)向參數(shù)測量儀。該儀器可以測量轉(zhuǎn)向盤的自由轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)向操縱力和其他靜態(tài)、動態(tài)參數(shù),并具有數(shù)據(jù)接口,可與計算機和其他檢測設備一起組成靈活的智能化檢測系統(tǒng)。14轉(zhuǎn)向參數(shù)測量儀15(2)轉(zhuǎn)向操縱力的檢測方法1)路試檢測。將轉(zhuǎn)向參數(shù)測量儀安裝在被測車輛的轉(zhuǎn)向盤上,讓汽車在平坦、硬實、干燥和清潔的路面上,以10km/h的速度,在5s內(nèi)沿螺旋線從直線行駛過渡到直徑為25m的圓周行駛,測出施加于轉(zhuǎn)向盤外緣的最大圓周力,該力即為轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向操縱力。2)原地檢測。將轉(zhuǎn)向參數(shù)測量儀或測力彈簧安裝在被測車輛的轉(zhuǎn)向盤上,將汽車轉(zhuǎn)向輪置于轉(zhuǎn)角盤上,通過測力裝置轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤,使轉(zhuǎn)向輪達到原廠規(guī)定的最大轉(zhuǎn)角,在轉(zhuǎn)向全過程中測出最大操縱力,該力即為轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向操縱力。當無檢測儀器時,也可通過測力計沿切向拉動轉(zhuǎn)向盤的邊緣來測量轉(zhuǎn)向操縱力。16(3)轉(zhuǎn)向操縱力檢測結(jié)果的分析轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向操縱力受多種因素的影響。如果行駛系統(tǒng)技術狀況良好,車輪定位和輪胎氣壓都正常,而轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向操縱力過大,說明轉(zhuǎn)向系統(tǒng)存在故障??赡艿墓收嫌修D(zhuǎn)向系統(tǒng)各部件裝配過緊、配合間隙過小、調(diào)整不當、潤滑不良、傳動桿件變形等。為保證汽車轉(zhuǎn)向輕便、操縱穩(wěn)定性好、行車安全,轉(zhuǎn)向系統(tǒng)技術狀況應正常,轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向操縱力應符合標準。172.轉(zhuǎn)向盤自由轉(zhuǎn)動量的檢測
轉(zhuǎn)向盤自由轉(zhuǎn)動量是指汽車轉(zhuǎn)向輪處于直線行駛位置靜止不動時,轉(zhuǎn)向盤可以自由轉(zhuǎn)動的角度。它可用轉(zhuǎn)向參數(shù)測量儀或簡易轉(zhuǎn)向盤自由轉(zhuǎn)動量檢測儀檢測。(1)用轉(zhuǎn)向參數(shù)測量儀檢測1)被測車輛置于平坦、干燥、清潔的硬質(zhì)地(路)面,轉(zhuǎn)向輪保持回正位置,發(fā)動機熄火。182)將轉(zhuǎn)向操縱力
-
角測量儀安裝在被測車輛的轉(zhuǎn)向盤上。3)將轉(zhuǎn)向操縱力
-
角測量儀清零,轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向操縱力
-
角測量儀的操縱盤至一側(cè)有阻力且車輪將要轉(zhuǎn)動時止,角度值記作
A1,再轉(zhuǎn)至另一側(cè)有阻力且車輪將要轉(zhuǎn)動時止,角度值記作
A2,A1
與
A2
間的自由角度即為轉(zhuǎn)向盤最大自由轉(zhuǎn)動量。19簡易轉(zhuǎn)向盤自由轉(zhuǎn)動量檢測儀(2)用簡易轉(zhuǎn)向盤自由轉(zhuǎn)動量檢測儀檢測在沒有轉(zhuǎn)向參數(shù)測量儀的情況下,也可用自制的簡易轉(zhuǎn)向盤自由轉(zhuǎn)動量檢測儀檢測。這種檢測儀由刻度盤和指針等組成,如圖所示。201)在良好的水平路面停放汽車,使前輪位于直線行駛位置。2)將刻度盤和指針分別固定在轉(zhuǎn)向盤軸管和轉(zhuǎn)向盤邊緣上。3)將轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)至自由轉(zhuǎn)動的一側(cè)有阻力位置時調(diào)整指針對零,再向另一側(cè)輕輕轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤,當手感變重時指針所掃過的角度即為轉(zhuǎn)向盤的自由轉(zhuǎn)動量。21(3)轉(zhuǎn)向盤自由轉(zhuǎn)動量檢測結(jié)果的分析轉(zhuǎn)向盤自由轉(zhuǎn)動量是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)內(nèi)部各傳動連接部件間隙的總反映。若自由轉(zhuǎn)動量過大,說明從轉(zhuǎn)向盤至轉(zhuǎn)向輪的傳動鏈中一處或多處配合松曠,存在故障。故障原因可能是轉(zhuǎn)向傳動配合件磨損嚴重、連接松脫、裝配不良、調(diào)整不當?shù)?。為保證汽車轉(zhuǎn)向靈敏、行車安全,轉(zhuǎn)向系統(tǒng)技術狀況應正常,轉(zhuǎn)向盤自由轉(zhuǎn)動量應符合標準。根據(jù)國家標準《機動車運行安全技術條件》(GB7258—2017)的規(guī)定,機動車轉(zhuǎn)向盤的最大自由轉(zhuǎn)動量應小于或等于:1)最大設計車速大于或等于100km/h的機動車:15°。2)三輪汽車:35°。3)其他機動車:25°。22四、最小轉(zhuǎn)彎直徑的檢測1.最小轉(zhuǎn)彎直徑汽車的最小轉(zhuǎn)彎直徑和轉(zhuǎn)彎通道圓直徑是汽車的機動性參數(shù),影響汽車的通過性,如圖所示。由于轉(zhuǎn)向輪的左右極限轉(zhuǎn)角一般會有所不同,因此,有左轉(zhuǎn)彎直徑和右轉(zhuǎn)彎直徑。汽車最小轉(zhuǎn)彎直徑23汽車前輪處于最大轉(zhuǎn)角狀態(tài)行駛時,汽車前軸離轉(zhuǎn)向中心最遠車輪胎面中心在地面上形成的軌跡圓直徑(d1),稱為前外輪最小轉(zhuǎn)彎直徑。汽車前輪處于最大轉(zhuǎn)角狀態(tài)行駛時,汽車后軸離轉(zhuǎn)向中心最近車輪胎面中心在地面上形成的軌跡圓直徑(d2),稱為后內(nèi)輪最小轉(zhuǎn)彎直徑。汽車前輪處于最大轉(zhuǎn)角狀態(tài)行駛時,車體離轉(zhuǎn)向中心最遠點形成的軌跡圓直徑(d3),稱為最遠點最小轉(zhuǎn)彎直徑。汽車前輪處于最大轉(zhuǎn)角狀態(tài)行駛時,車體離轉(zhuǎn)向中心最近點形成的軌跡圓直徑(d4),稱為最近點最小轉(zhuǎn)彎直徑。24轉(zhuǎn)彎通道寬度(B)汽車最遠點最小轉(zhuǎn)彎直徑
d3
與最近點最小轉(zhuǎn)彎直徑
d4
之差的1/2,稱為轉(zhuǎn)彎通道寬度(B),如圖所示。252.最小轉(zhuǎn)彎直徑的試驗條件根據(jù)國家標準《汽車及汽車列車最小轉(zhuǎn)彎直徑、轉(zhuǎn)彎通道圓和外擺值測量方法》(GB/T12540—2024)的規(guī)定,最小轉(zhuǎn)彎直徑試驗需具備以下條件:(1)試驗場地為平整的混凝土或瀝青地面,其大小應能允許車輛做直徑不小于30m的圓周運動。(2)汽車裝備的輪胎應符合該車技術條件的規(guī)定。(3)汽車的車輪定位參數(shù)和轉(zhuǎn)向輪的最大轉(zhuǎn)角應符合該車技術條件的規(guī)定。(4)汽車處于空載狀態(tài),只乘坐一名駕駛員,全輪著地(對最小轉(zhuǎn)彎通道圓外圓直徑接近25m的車輛,應增加滿載狀態(tài)下的試驗)。(5)測量儀器:鋼卷尺,量程不小于30m,精度不小于0.1%。263.最小轉(zhuǎn)彎直徑的檢測(1)根據(jù)需要,選擇車身上離轉(zhuǎn)向中心最遠點、最近點和車輪胎面中心上方安裝行駛軌跡顯示裝置。(2)汽車處于最低前進擋并以較低的車速行駛,轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)到極限位置并保持不變,穩(wěn)定后啟動軌跡顯示裝置,車輛行駛一周,使各測點分別在地面上顯示出封閉的運動軌跡,然后將車開出測量區(qū)域。27(3)用鋼卷尺測量各測點在地面上形成的軌跡圓直徑,應在相互垂直的兩個方向測量,測量時應向左、向右移動,讀取最大值;取兩個方向的測量值的算術平均值作為試驗結(jié)果。(4)汽車向左轉(zhuǎn)和向右轉(zhuǎn)各測量一次,記錄試驗結(jié)果。(5)如果左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)方向測得的試驗結(jié)果之差在0.1m以內(nèi),則取左右轉(zhuǎn)試驗結(jié)果的平均值作為最終結(jié)果,否則以左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)測得的試驗結(jié)果的較大值作為最終結(jié)果。284.最小轉(zhuǎn)彎直徑的意義轉(zhuǎn)彎直徑直接影響汽車的機動性。轉(zhuǎn)彎直徑越小,汽車通過狹窄彎曲地帶或繞開不可越過的障礙物的能力就越強、越靈活。最小轉(zhuǎn)彎直徑與汽車的軸距、輪距及轉(zhuǎn)向輪的極限轉(zhuǎn)角直接相關。軸距、輪距越大,最小轉(zhuǎn)彎直徑也越大;轉(zhuǎn)向輪的極限轉(zhuǎn)角越大,最小轉(zhuǎn)彎直徑就越小。29任務2汽車側(cè)滑量的檢測301.熟悉車輪側(cè)滑的原因。2.了解車輪側(cè)滑檢驗臺的結(jié)構(gòu)與檢測原理。3.掌握汽車車輪側(cè)滑量的檢測方法,能對檢測結(jié)果進行準確分析。學習目標31車輪側(cè)滑是指汽車在直線行駛過程中,車輪在向前直線滾動的同時,產(chǎn)生的側(cè)向滑移現(xiàn)象。車輪定位參數(shù)不正確,會引起車輪因承受側(cè)向力而發(fā)生側(cè)滑。其中,前輪外傾和前輪前束兩參數(shù)對車輪側(cè)滑的影響最大。側(cè)滑檢驗臺是測量汽車車輪橫向滑動量是否合格的一種檢測設備?;迨絺?cè)滑檢驗臺(以下簡稱側(cè)滑檢驗臺)應用廣泛。32一、車輪側(cè)滑產(chǎn)生的原因1.車輪外傾引起的側(cè)滑為了提高轉(zhuǎn)向輪工作時的安全性,轉(zhuǎn)向輪一般會設置車輪外傾角,如圖所示。轉(zhuǎn)向輪外傾角的作用是提高轉(zhuǎn)向輪的安全性,并使轉(zhuǎn)向操縱輕便。車輪外傾角332.車輪前束引起的側(cè)滑為減少和消除車輪外傾造成的輪胎滑磨,對于設有車輪外傾角的車輪均設有車輪前束,總前束值=A-B(mm),如圖所示。車輪前束34車輪具有前束后,在車輪向前滾動時,車輪就會有向內(nèi)滾動的趨勢。由于車橋的寬度不可縮短,因此,在實際滾動過程中車輪并不能真正向內(nèi)收攏。但車軸分別給兩車輪向外的側(cè)向力及輪胎在地面上的滑磨也是實際存在的。假設讓兩個只有前束而沒有外傾角的車輪向前駛過滑動板,如圖所示??梢钥吹阶笥臆囕喯碌幕瑒影逶谲囕喿饔昧Φ耐苿酉?,出現(xiàn)如圖所示的分別向外側(cè)滑移的現(xiàn)象,其單邊車輪的外側(cè)滑量
St
為35車輪前束引起的側(cè)滑363.車輪外傾與車輪前束的綜合作用車輪定位中,車輪的外傾與前束同時存在,若車輪外傾與前束配合得當,則車輪在向前滾動過程中,車輪的外傾與前束產(chǎn)生作用于車輪的側(cè)向力就會因其大小相等、方向相反而相互抵消,使車輪處于向前直行的純滾動狀態(tài)而無側(cè)滑現(xiàn)象。但如果車輪外傾與前束配合不當,則兩者產(chǎn)生的對車輪的側(cè)向力就會失去平衡,車輪將會向側(cè)向力大的一側(cè)滑動。檢查轉(zhuǎn)向輪的橫向側(cè)滑量或側(cè)滑力可以分析車輪定位各個參數(shù)之間的匹配關系,該項檢查多在側(cè)滑檢驗臺上進行。37二、汽車車輪側(cè)滑檢驗臺汽車車輪側(cè)滑檢驗臺是汽車在滑動板上駛過時,用測量滑動板左右移動量的方法來測量車輪側(cè)滑量的大小和方向,并判斷是否合格的一種檢測設備。
1.雙板式側(cè)滑檢驗臺雙板式側(cè)滑檢驗臺如圖所示,其由機械部分、測量裝置、指示裝置等部分組成。雙板式側(cè)滑檢驗臺382.單板式側(cè)滑檢驗臺單板式側(cè)滑檢驗臺僅有一塊側(cè)滑板,如圖所示。單側(cè)滑板通過滾動裝置平放于地面上,且在沿汽車行駛的縱向受約束不能移動,而在橫向則可自由滑動。單板式側(cè)滑檢驗臺39讓汽車左前輪從側(cè)滑板上通過,右前輪在地面上行駛。若右前輪正直行駛無側(cè)滑,而左前輪具有側(cè)滑角
α
產(chǎn)生側(cè)滑,如圖a所示,通過車輪與側(cè)滑板間的附著作用就會帶動側(cè)滑板向左移動距離
b。若右前輪具有側(cè)滑角
β,同樣右前輪相對于左前輪也會側(cè)滑,從而引起側(cè)滑板向左移動的距離為
c,由于左前輪同時產(chǎn)生側(cè)滑量
b,則側(cè)滑板的移動距離為兩前輪側(cè)滑量之和,即
b+c,如圖b所示。單板式測滑檢驗臺測量側(cè)滑量的原理a)單輪引起的側(cè)滑b)雙輪引起的側(cè)滑40上述
b+c
距離可反映出汽車左右車輪總的側(cè)滑量及側(cè)滑方向。也就是說,采用單板式側(cè)滑檢驗臺測量汽車的側(cè)滑量時,雖然是一側(cè)車輪從側(cè)滑板上通過,但測量的結(jié)果并非是單側(cè)車輪的側(cè)滑量,而是左右車輪側(cè)滑量的綜合反映。根據(jù)這一側(cè)滑量可以計算出每側(cè)車輪的側(cè)滑量,即單側(cè)車輪的側(cè)滑量為41三、汽車車輪側(cè)滑量的檢測1.準備工作雙板式側(cè)滑檢驗臺如圖所示,其由機械部分、測量裝置、指示裝置等部分組成。(1)被測車輛輪胎表面干燥、清潔無油污,胎冠、胎紋中及并裝輪胎間無異物嵌入,輪胎氣壓符合規(guī)定。(2)檢查側(cè)滑檢驗臺表面及其周圍的情況,如有油污、泥土、砂石及水等應予以清除。42(3)打開側(cè)滑檢驗臺的鎖止裝置,檢查側(cè)滑板能否在外力作用下左右滑動自如,外力消失后回到原始位置,且指示裝置位于零位。(4)檢查側(cè)滑檢驗臺導線連接情況,在導線連接良好的情況下打開電源開關預熱。查看指針式儀表的指針是否在機械零點上,并視情調(diào)整;或查看數(shù)碼管亮度是否正常并都位于零位上。(5)檢查報警裝置在規(guī)定值時能否發(fā)出報警信號,并視需要進行調(diào)整或修理。432.檢測步驟(1)將車輛正直居中駛近側(cè)滑檢驗臺,并使轉(zhuǎn)向盤處于正中位置。(2)汽車以3~5km/h的車速平穩(wěn)駛向側(cè)滑檢驗臺側(cè)滑板,使前輪(或后輪)平穩(wěn)通過側(cè)滑板。(3)當前輪(或后輪)完全通過側(cè)滑板后,從指示裝置上觀察側(cè)滑方向并讀取、打印最大側(cè)滑量。(4)檢測結(jié)束后,鎖止側(cè)滑板并切斷電源。443.側(cè)滑檢驗臺使用注意事項(1)嚴格禁止超過側(cè)滑檢驗臺允許載荷的汽車通過側(cè)滑檢驗臺,以免將其損壞。(2)車輛通過側(cè)滑檢驗臺時,不得轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤;不得在側(cè)滑檢驗臺上制動或停車;應保持側(cè)滑檢驗臺側(cè)滑板下部的清潔,防止銹蝕或阻滯。(3)對于雙轉(zhuǎn)向軸車輛應一次性通過側(cè)滑檢驗臺,分別測量得到兩個轉(zhuǎn)向軸的側(cè)滑量。(4)每個轉(zhuǎn)向軸通過側(cè)滑檢驗臺前,儀表都應處于零位。454.側(cè)滑量的檢測分析(1)側(cè)滑量的檢測標準國家標準《機動車運行安全技術條件》(GB7258—2017)和國家標準《機動車安全技術檢驗項目和方法》(GB38900—2020)規(guī)定,汽車的車輪定位應與該車型的技術要求一致。對前軸采用非獨立懸架的汽車,其轉(zhuǎn)向輪的橫向側(cè)滑量用側(cè)滑檢驗臺檢驗時應小于或等于5m/km。乘用車的前輪側(cè)滑量一般在
±3m/km。規(guī)定側(cè)滑量方向為外正內(nèi)負,在側(cè)滑檢驗臺上,側(cè)滑板向外滑動的數(shù)值記為“+”,向內(nèi)滑動記為“-”。46(2)檢測結(jié)果的分析側(cè)滑量超標時,若讀數(shù)為“+”,表明前束太大或外傾角太小甚至車輪內(nèi)傾;若讀數(shù)為“-”,表明前輪外傾角太大或前束過小甚至負前束。總之,車輪側(cè)滑量超標,說明車輪外傾與前束匹配不當,應加以調(diào)整。通常,車輪的外傾角不可調(diào)整,因此只能調(diào)整車輪前束。絕大多數(shù)情況下的側(cè)滑不合格都可以通過調(diào)整車輪前束得到解決,但側(cè)滑調(diào)整合格后并不一定說明其車輪定位符合設計要求。因此,為了確保行車安全,建議通過靜態(tài)車輪定位檢測與調(diào)整來解決車輛側(cè)滑量不合格的問題。47任務3車輪平衡的檢測481.熟悉車輪靜平衡與動平衡的原理。2.掌握引起車輪不平衡的主要原因。3.了解就車式車輪平衡機的結(jié)構(gòu)組成與檢測原理。4.掌握就車式車輪平衡機的檢測方法,能對檢測結(jié)果進行準確分析。學習目標49一、車輪靜平衡與動平衡的原理1.車輪的靜平衡車輪靜平衡是指車輪質(zhì)心與其旋轉(zhuǎn)中心重合。檢驗車輪靜平衡的方法是:支起車軸,調(diào)整好輪轂軸承的松緊度,用手輕轉(zhuǎn)車輪,使其旋轉(zhuǎn)至自然停轉(zhuǎn)。在停轉(zhuǎn)的車輪離地最近處作一標記,然后重復上述試驗多次。如果每次試驗結(jié)束時的標記都停在離地最近處,說明車輪存在靜不平衡。這個車輪上所作的標記點稱為靜不平衡點或垂點。反之,若車輪經(jīng)幾次轉(zhuǎn)動自然停轉(zhuǎn)后所作標記的位置各不一樣,或強迫停轉(zhuǎn)消除外力后車輪不再轉(zhuǎn)動,則車輪是靜平衡的。50靜平衡的車輪,其質(zhì)心與旋轉(zhuǎn)中心重合;靜不平衡的車輪,其質(zhì)心與旋轉(zhuǎn)中心不重合,在旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生離心力,如圖所示。車輪靜不平衡產(chǎn)生的離心力51離心力計算公式如下:
F=mrω2
(5-5)式中F——離心力,N;
m——靜不平衡點質(zhì)量,kg;r——靜不平衡點離車輪旋轉(zhuǎn)中心的距離,m;ω——車輪旋轉(zhuǎn)角速度(ω=2πn/60,n
為車輪轉(zhuǎn)速,r/min),rad/s。從式(5-5)可以看出,若車輪的轉(zhuǎn)速
n
越高,靜不平衡點的質(zhì)量
m
越大,靜不平衡點離車輪旋轉(zhuǎn)中心的距離
r
越遠,則離心力
F
越大。52消除車輪靜不平衡的方法是:在車輪適當位置加一平衡塊,使平衡塊質(zhì)量和靜不平衡質(zhì)量所產(chǎn)生的離心力大小相等,方向相反。這樣車輪旋轉(zhuǎn)時,二者的合力等于零,車輪就可達到靜平衡狀態(tài)。532.車輪的動平衡若車輪的質(zhì)心偏離其旋轉(zhuǎn)軸線或車輪的慣性主軸與其旋轉(zhuǎn)軸線不重合,則該車輪為動不平衡。當此車輪高速轉(zhuǎn)動時,就會產(chǎn)生較大的離心力或力矩,造成車輪上下振動或左右擺動,出現(xiàn)不平衡的現(xiàn)象。54如圖a所示車輪是靜平衡的。在該車輪旋轉(zhuǎn)軸線的徑向相反位置上,各有一作用半徑相同、質(zhì)量也相同的不平衡點
m1
與
m2,且處于不同平面內(nèi)。對于這樣的車輪,其不平衡點的離心力合力為零,但離心力的合力矩卻不為零,轉(zhuǎn)動中產(chǎn)生方向反復變動的力偶
M,使車輪處于動不平衡中,動不平衡的前輪繞主銷擺振。如果給
m1
與
m2
在同一作用半徑的相反方向上配置相同質(zhì)量
m1′與
m2′,則車輪處于動平衡中,如圖b所示。車輪平衡示意圖a)車輪靜平衡但動不平衡
b)車輪動平衡55消除車輪動不平衡的方法是:在輪輞內(nèi)、外側(cè)兩平面適當位置,加裝適當質(zhì)量的平衡塊。當車輪旋轉(zhuǎn)時,平衡塊產(chǎn)生的離心力及力偶,正好可用來抵消車輪動不平衡力及力偶的作用,從而使車輪處于動平衡的狀態(tài)。56二、引起車輪不平衡的主要原因1.前輪定位不當,尤其是車輪前束和主銷傾角,不僅影響汽車的操縱性和行駛穩(wěn)定性,還會造成輪胎偏磨,這種胎冠的不均勻磨損與輪胎不平衡形成惡性循環(huán)。因此在使用中出現(xiàn)車輪不平衡,也可能是車輪定位失準的信號。2.輪胎和輪輞以及擋圈等因幾何形狀失準或密度不均勻而先天形成的質(zhì)心偏離。3.因輪轂和輪輞的定位誤差使安裝中心與旋轉(zhuǎn)中心難以重合。4.維修過程的拆裝改變了原有車輪的整體綜合質(zhì)心位置。575.輪輞直徑過小,運行中輪胎相對于輪輞在圓周方向發(fā)生滑移,產(chǎn)生波狀不均勻磨損。6.車輪因碰撞造成的變形引起質(zhì)心位移。7.輪胎在翻新中因精度不高,而造成新胎冠厚度不均勻使質(zhì)心改變。8.高速行駛中制動抱死而引起縱向和橫向滑移,會造成胎面局部的不均勻磨損。9.車輪里安裝了用于檢測胎壓的胎壓傳感器。58三、就車式車輪平衡機的檢測原理由于動平衡的車輪肯定是靜平衡的,而靜平衡的車輪卻不一定是動平衡的,因此,對車輪一般進行動不平衡檢測,只有當車輪外徑和輪寬之比大于或等于5時,才采用靜不平衡檢測。車輪不平衡的檢測方法按其檢測方式不同可分為就車檢測和離車檢測兩種。在汽車檢測線上,使用離車式車輪平衡機檢測車輪的平衡度比較麻煩,需拆卸車輪,嚴重影響檢測進度。就車式車輪平衡機不需拆卸車輪即可完成車輪平衡度的檢測,所以更適用于檢測線。591.車輪平衡機的使用注意事項(1)離車式車輪平衡機的主軸固定裝置和就車式車輪平衡機的支架上都裝有精密的位移傳感器和易碎裂的壓電晶體傳感器,因此,嚴禁沖擊和敲打主軸或傳感器支架。(2)在檢修車輪平衡機時,傳感器的固定螺栓不得松動。(3)平衡塊的最小質(zhì)量為5g,因此,過分苛求車輪平衡機的精度和靈敏度并無太大的實際意義。在特殊情況下,如高速小客車和賽車,可使用特制的平衡塊。60(4)車輪平衡機的機械系統(tǒng)和電算電路都是針對正常車輪使用條件下平衡失準或輕微受損但仍能使用的車輪而設計的,對因交通事故而嚴重變形的輪輞或胎面大面積剝離的車輪是不能上機進行平衡作業(yè)的。(5)當不平衡量超過最大配重時,可用兩個以上平衡塊并列使用,但這時要注意因多個平衡塊占用較大的扇面會使其有效質(zhì)量低于實際質(zhì)量,因扇面的邊緣的質(zhì)量所處半徑
R2
小于計算半徑
R1,如圖所示。這種情況不僅影響該面的平衡力,而且還波及左右兩面的力矩值(動平衡量)。因此,在使用多個平衡塊時須慎重。多個平衡塊的并用612.就車式動平衡檢測的特點(1)檢測效率高。可直接在車上對車輪進行不平衡檢測作業(yè),不需拆裝車輪,檢測速度快、效率高,適用于檢測線。(2)檢測效果好。就車檢測實際上是對車輪以及與其相連的旋轉(zhuǎn)元件進行的綜合平衡性檢測,其中包括對制動鼓或制動盤的平衡檢測,它解決的是車輪在實際使用狀態(tài)下的系統(tǒng)平衡問題。(3)平衡難度相對較大。當車輪旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)調(diào)整不當、系統(tǒng)各部件嚴重變形及不平衡時,就車檢測和車輪平衡的難度較大。62四、就車式車輪平衡機的檢測方法1.檢測前的準備工作(1)用千斤頂支起車軸,兩邊車輪離地間隙要相等。(2)清除被測車輪上的泥土、石子和舊平衡塊。(3)檢查輪胎氣壓,必須達到規(guī)定氣壓值。(4)檢查輪轂軸承是否松曠,調(diào)整至規(guī)定松緊度。(5)在輪胎外側(cè)面任意位置上用白粉筆或白膠布做上標記。632.就車式車輪平衡機的檢測步驟由于檢測線是流水作業(yè),在檢測線上基本不做調(diào)修。因此,在進行車輪平衡檢測時,僅給出檢測結(jié)果并判定是否合格即可,不進行校正操作。(1)從動前輪靜平衡1)用三角墊木塞緊對側(cè)車輪和后軸車輪,將就車式車輪平衡機的測量裝置推至被測前輪一端的前軸下,傳感磁頭吸附在懸架或轉(zhuǎn)向節(jié)下,調(diào)節(jié)可調(diào)支桿的高度并鎖緊。642)推動就車式車輪平衡機至車輪側(cè)面或前面(視車輪平衡機形式不同而異),檢查頻閃燈工作是否正常,檢查轉(zhuǎn)輪的旋轉(zhuǎn)方向能否使車輪的轉(zhuǎn)動方向與前進行駛時方向一致。3)操縱車輪動平衡機轉(zhuǎn)輪與輪胎接觸,啟動驅(qū)動電動機帶動車輪旋轉(zhuǎn)至規(guī)定轉(zhuǎn)速。4)觀察頻閃燈照射下的輪胎標記位置,并從指示裝置(第一擋)上讀取不平衡量數(shù)值。5)操縱就車式車輪平衡機上的制動裝置,使車輪停止轉(zhuǎn)動。65(2)從動前輪動平衡1)將傳感磁頭吸附在經(jīng)過擦拭的制動底板邊緣平整處。2)操縱就車式車輪平衡機轉(zhuǎn)輪驅(qū)動車輪旋轉(zhuǎn)至規(guī)定轉(zhuǎn)速,觀察輪胎標記位置,讀取不平衡量數(shù)值。(3)驅(qū)動輪的動平衡1)對側(cè)車輪不必用三角墊木塞緊。2)用發(fā)動機和傳動系驅(qū)動車輪,加速至50~70km/h的某一轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。3)測試結(jié)束后,用汽車制動器使車輪停止轉(zhuǎn)動。663.車輪動平衡的檢測標準通常車輪動不平衡量不超過5g即為合格,檢測標準已存儲于車輪平衡機中,因此車輪平衡度的檢測只要車輪平衡機顯示合格即可。67五、車輪平衡檢測結(jié)果的分析車輪平衡檢測時,若其不平衡量小于該車型的規(guī)定值,則不必對該車輪進行平衡校正;若其不平衡量超標,則應進行平衡作業(yè)。但當車輪不平衡值過大時,或通過平衡作業(yè)難以達到要求時,應對車輪進行進一步的檢查,找出故障原因。當就車檢測車輪不平衡值異常且難以平衡時,應考慮檢查隨同車輪旋轉(zhuǎn)部件的情況,如制動盤或制動鼓的變形及其動平衡狀況等。68任務4車輪定位的檢測691.熟悉汽車車輪的定位參數(shù)及其作用。2.了解四輪定位儀的作用和類型。3.掌握四輪定位參數(shù)的檢測。學習目標70車輪定位參數(shù)會影響汽車操縱穩(wěn)定性。主銷后傾角過大時,轉(zhuǎn)向沉重,駕駛員容易疲勞;主銷后傾角過小,汽車直線行駛時,容易發(fā)生前輪擺振,轉(zhuǎn)向盤搖擺不定,轉(zhuǎn)向后轉(zhuǎn)向盤自動回正能力變?nèi)?,駕駛員會失去路感;左右車輪的主銷后傾角不相等時,車輛直線行駛時會跑偏,駕駛員不敢放松轉(zhuǎn)向盤,難以操縱或極易引起駕駛員疲勞;后輪前束角失準也會引起跑偏和輪胎異常磨損等故障。因此,適時檢測這些定位參數(shù)是非常必要的。71一、汽車車輪的定位參數(shù)及其作用車輪定位包括前輪定位和后輪定位,即四輪定位。前輪定位參數(shù)是指前輪前束、前輪外傾角、主銷后傾角(圖中未表示)和主銷內(nèi)傾角,后輪定位參數(shù)主要是指后輪前束、后輪外傾角,如圖所示。車輪定位參數(shù)是車輛技術狀況的重要診斷參數(shù),其正確性對汽車的操縱穩(wěn)定性、行駛安全性有著至關重要的作用。當汽車發(fā)生碰撞事故或操縱穩(wěn)定性變差時,需要進行車輪定位檢測。車輪定位參數(shù)721.主銷后傾角主銷后傾角是指在汽車縱向平面內(nèi),主銷上部向后傾斜而與車輪中心的垂線形成的角度
γ,如圖所示。設置主銷后傾角,主銷中心線的接地點與車輪中心的地面投影點之間產(chǎn)生距離,使車輪的接地點位于轉(zhuǎn)向節(jié)主銷延長線的后端,車輪就靠行駛中的滾動阻力被向后拉,使車輪朝向行駛方向。但主銷后傾角過大,會使轉(zhuǎn)向盤沉重,且由于路面干擾,會加劇車輪的前后顛簸。主銷后傾角732.主銷內(nèi)傾角主銷內(nèi)傾角是指在汽車橫向平面內(nèi),主銷上部向內(nèi)傾斜而與垂線形成的角度
β,如圖所示。當車輪以主銷為中心回轉(zhuǎn)時,車輪的最低點將陷入路面以下,但實際上車輪下邊緣不可能陷入路面以下,而是將轉(zhuǎn)向輪連同整個汽車前部向上抬起一個相應的高度,這樣汽車本身的重力有使轉(zhuǎn)向輪回到原來中間位置的效應,因而轉(zhuǎn)向盤容易復位。此外,主銷內(nèi)傾角還使得主銷軸線與路面交點到車輪中心平面與路面交線的距離減小,從而減小轉(zhuǎn)向時駕駛員加在轉(zhuǎn)向盤上的力,使轉(zhuǎn)向操縱輕便,同時也可減小從轉(zhuǎn)向輪傳到轉(zhuǎn)向盤上的沖擊力。但主銷內(nèi)傾角過大會加速輪胎的磨損。74主銷內(nèi)傾角753.車輪外傾角除主銷后傾和內(nèi)傾兩個角度用于保證汽車直線行駛外,車輪中心的平面也不是垂直于地面的,而是向外傾斜一個角度
α,稱為車輪外傾角,如圖所示。一般將車輪外傾角設計得很小,接近0°。若外傾角過大會使輪胎磨偏,降低輪胎摩擦力。車輪外傾角764.前輪前束左右前輪的旋轉(zhuǎn)平面不平行,車輪前端胎面中心線間的距離
B
小于車輪后端胎面中心線間的距離
A,稱為前輪前束,如圖所示。采用這種結(jié)構(gòu)的目的是修正上述車輪外傾角引起的車輪向外側(cè)轉(zhuǎn)動的趨勢。前輪前束775.包容角主銷內(nèi)傾角和車輪外傾角之和稱為包容角,在懸架系統(tǒng)沒有損壞的情況下,主銷內(nèi)傾角和車輪外傾角會有變化,但是包容角不變,其變化關系見下表。車輪外傾角、主銷內(nèi)傾角與包容角的變化關系78主銷內(nèi)傾角雖然一般都不能調(diào)整,但是主銷內(nèi)傾角、車輪外傾角和包容角的變化(如圖所示),可以幫助判斷懸架系統(tǒng)的主要構(gòu)件是否完好。主銷內(nèi)傾角、車輪外傾角和包容角796.推進角推進角是指汽車后輪總前束的夾角平分線(推力線)與汽車幾何中心線所成的角度,如圖所示。一般規(guī)定推力線朝左為正值,朝右為負值。如果推進角不為0,則汽車存在側(cè)向運動的趨勢。推進角807.軸距差兩前輪中心的連線與兩后輪中心的連線之間的夾角稱為汽車的軸距差,如圖所示。當右側(cè)車輪的距離比左側(cè)車輪的距離大時,規(guī)定軸距差為正值;反之,當右側(cè)車輪的距離比左側(cè)車輪的距離小時,規(guī)定軸距差為負值。如果汽車的前后輪距已知,則軸距差可以用角度值來表示。軸距差818.車輪定位參數(shù)間的關系一般來說,正的外傾角應有正的前束來保證車輪向正前方滾動,負的外傾角多由負的前束來匹配,但并不絕對,因為還有主銷內(nèi)傾角和主銷后傾角對轉(zhuǎn)向也有影響。汽車車輪的定位是相輔相成的。設置主銷內(nèi)傾角,有利于轉(zhuǎn)向后的轉(zhuǎn)向盤自動回正。為了保證車輪不因主銷內(nèi)傾角而發(fā)生內(nèi)傾,要設置車輪外傾角。車輪外傾角使車輪在滿載時能與地面垂直,而且承受車架傳來的重力作用點較合理,使負荷均衡,但又因此而產(chǎn)生了車輪前進中的向外展開的滾錐效應,所以又要設置車輪前束,以抵消前輪的外展趨勢。82二、四輪定位儀的作用、類型和使用注意事項1.作用四輪定位儀是專門用來測量車輪定位參數(shù)的設備。四輪定位儀可檢測的項目包括:主銷后傾角、主銷內(nèi)傾角、前輪外傾角、后輪外傾角、前輪前束值/角、后輪前束值/角、包容角、推進角和軸距差等。通過四輪定位儀對定位參數(shù)的檢測和調(diào)整,可增加車輛直線行駛時的安全性,同時能維持車輛的直線行駛,轉(zhuǎn)向后轉(zhuǎn)向盤能自動回正,從而改善駕駛操控性。全部定位參數(shù)檢測、調(diào)整合格后,能夠減少輪胎磨損、懸架系統(tǒng)磨損和降低燃油消耗等。832.類型四輪定位儀有計算機式、光學式和三維立體式等多種類型,其測量原理基本相同,只是測量方法、結(jié)構(gòu)等方面有所區(qū)別。(1)計算機式四輪定位儀計算機式四輪定位儀主要由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成,其中硬件系統(tǒng)包括主機、傳感器接頭、通信系統(tǒng)、機械部分等。計算機式四輪定位儀主機外形如圖所示。計算機式四輪定位儀主機外形84(2)3D四輪定位儀3D(3Dimension,三維立體
)四輪定位儀(如圖所示)由高分辨率的攝像機采集裝在每個車輪反光板上的圖像信息,計算機內(nèi)安裝圖像采集卡,根據(jù)車輪的立體姿態(tài)信息計算每個車輪相對于測量系統(tǒng)的位置關系和角位置關系,最后計算車輪的定位參數(shù)。3D四輪定位儀853.四輪定位儀使用注意事項(1)四輪定位儀是一種較為精密的檢測設備,操作人員在使用前需經(jīng)過專業(yè)培訓,并且在使用四輪定位儀前應先仔細閱讀產(chǎn)品說明書,以便更好地了解四輪定位儀的操作過程。在安裝設備時一定要按照產(chǎn)品說明書上的要求去操作。(2)傳感器是計算機式四輪定位儀的重要元件,在使用前要進行校正,以保證測量精度。86(3)傳感器在卡盤軸上安裝要妥當,在不用時應妥善保存,避免受到損害,電測類傳感器在通電前應該接線安裝完畢,不要帶電接線,以避免電子振蕩,沖擊損壞元器件。(4)四輪定位儀需要移動時,注意不要使其受到振動,否則可能會損壞傳感器及計算機等部件。87三、四輪定位參數(shù)的檢測不同的四輪定位儀的使用方法不同,在使用前必須仔細閱讀使用說明書。1.四輪定位檢測前的準備(1)對被測車輛進行預檢查。檢查輪胎氣壓是否符合規(guī)定、輪胎尺寸是否一致;輪輞變形是否嚴重;車輪軸承間隙是否正常;懸架系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向節(jié)及其拉桿的球頭銷有無間隙過大等。(2)根據(jù)汽車軸距和輪距確定轉(zhuǎn)角盤和后滑板的位置,確保檢測時各車輪都能處于同一水平面,避免測量傾角時產(chǎn)生誤差。88(3)用鎖銷將轉(zhuǎn)角盤鎖緊,隨后將汽車行駛到舉升機上,使前輪正好位于轉(zhuǎn)角盤中心,當車輪處于直線行駛狀態(tài)時,轉(zhuǎn)角盤的指針應與刻度盤上的“0”刻度對齊。車輛停穩(wěn)后,進行駐車制動,以確保車輛不移動和人員安全,然后松開鎖銷。(4)將輪夾裝在輪輞上,然后按規(guī)定的順序分別將四個傳感器接頭牢固地安裝在汽車相應的四個車輪上。(5)調(diào)節(jié)各傳感器接頭,使水準儀氣泡處于中間位置,保證傳感器接頭處于水平位置。892.四輪定位參數(shù)檢測時的操作程序(1)打開設備電源,啟動計算機。(2)單擊“車型選定”按鈕,進入下一級菜單,選擇車型數(shù)據(jù)并開始檢測或偏心補償。(3)偏心補償。為減少輪輞變形及輪夾安裝誤差對檢測精度的影響,四輪定位儀設計了偏心補償功能,以補償雙側(cè)車輪的同軸度。90(4)按顯示器界面的提示,將駐車制動器操縱桿拉緊,用制動踏板固定架將行車制動踏板壓緊,將車輛二次舉升復位,使前輪落在轉(zhuǎn)角盤中心,再用力壓幾下前后車身,使汽車恢復原始狀態(tài)。然后,按下傳感器的“MEMORY”鍵或鍵盤上的“M”鍵,進入測量界面。若不做偏心補償,則無步驟(3)和(4),按F1鍵直接進入測量界面。(5)按顯示器界面的提示,逐項進行所需的四輪定位參數(shù)檢測與調(diào)整。(6)檢測完畢,可以查看檢測結(jié)果,打印檢測報告。(7)檢測完畢,退出車輪定位檢測程序,關閉主機。913.四輪定位參數(shù)的檢測標準不同車輛的車輪定位參數(shù)值是不同的。四輪定位儀儲存有很多車型的車輪定位標準值,可以人工調(diào)取,與實測值相比較,對被測車輛的車輪定位狀況給出正確的評價。另外,四輪定位儀計算機本身也具有自動比較功能。當一個數(shù)據(jù)測量結(jié)束時,四輪定位儀計算機會自動比較,并給出“合格(或顯示綠色)”“不合格(或顯示紅色)”“符合標準”“超出允許范圍”等提示,且可以實時顯示各數(shù)據(jù)的變化。924.四輪定位儀檢測的特點
操作簡單、使用方便檢測效率高測量參數(shù)全面、準確適用車型多93任務5懸架系統(tǒng)工作性能的檢測941.了解汽車懸架系統(tǒng)工作性能的評價指標。2.了解影響汽車平順性的主要因素。3.了解汽車懸架系統(tǒng)工作性能的檢測標準。4.掌握懸架系統(tǒng)工作性能的檢測,能對檢測結(jié)果進行準確分析。5.了解汽車懸架系統(tǒng)工作性能的簡單檢測方法。學習目標95汽車懸架系統(tǒng)中的減振器對汽車行駛平順性、乘坐舒適性、操縱穩(wěn)定性和行駛安全性的影響很大。當減振器工作不正常時,汽車在行駛中會出現(xiàn)嚴重跳躍的現(xiàn)象,車輪輪胎接地力減小,汽車轉(zhuǎn)向盤抖動或擺振,彎道行駛時車身晃動加劇,制動時易發(fā)生跑偏或側(cè)滑,輪胎磨損異常,乘坐舒適性降低,有關機件磨損速度加快。在高速行駛狀態(tài)下,汽車的操縱穩(wěn)定性和行駛安全性與懸架系統(tǒng)有著直接的關系。因此,懸架系統(tǒng)工作性能的檢測十分重要。96一、汽車懸架系統(tǒng)工作性能的評價指標1.車輪接地力車輪接地力是指模擬汽車行駛時車輪與道路接觸的法向力。懸架系統(tǒng)中最易發(fā)生故障的部件是減振器。當汽車懸架系統(tǒng)減振器阻尼下降較多時,行駛中車輪離地的概率就會增大,導致輪胎與道路的接觸狀態(tài)變差,接地力減小,汽車操縱穩(wěn)定性惡化。這不僅影響汽車行駛的平順性,也會影響汽車的操縱穩(wěn)定性,使汽車的行駛安全性變差。972.車輪接地性指數(shù)車輪接地性指數(shù)也稱吸收率,是指在懸架系統(tǒng)檢測臺上,被測車輛的車輪在受外界激勵振動過程中,產(chǎn)生共振時的車輪最小垂直接地力與靜止狀態(tài)下車輪垂直接地力的百分比值,即式中P——吸收率,%;
F
動——最小動態(tài)接地力,N;
F
靜——靜態(tài)接地力,N。車輪接地性指數(shù)越大,表明汽車懸架系統(tǒng)的工作性能越好。汽車懸架系統(tǒng)工作性能良好,能夠在各種行駛條件下,使車輪與道路之間保持足夠大的接地力。98二、影響汽車平順性的主要因素1.汽車本身的結(jié)構(gòu)因素一般情況下,汽車可視為由相互聯(lián)系的懸架質(zhì)量和非懸架質(zhì)量所組成。懸架質(zhì)量主要由懸架彈簧上的車身、車架及其上的總成所組成;非懸架質(zhì)量主要由懸架彈簧下的車輪和車軸組成,形成由車身和車輪組成的兩個質(zhì)量振動系統(tǒng)。99(1)懸架彈性的影響懸架彈性對車身振動頻率起著決定性的作用。鋼板彈簧、螺旋彈簧懸架均屬線性懸架。在使用中,汽車(特別是公共汽車和載貨汽車)的有效載荷變化較大,會出現(xiàn)空載時振動頻率較高或滿載時振動頻率較低的現(xiàn)象,往往不能滿足汽車平順性的要求。為了改善這種情況,現(xiàn)代汽車多采用非線性懸架,即其剛度可隨載荷的變化而變化。100(2)懸架阻尼的影響為了衰減車身的自由振動并抑制車身和車輪的共振,以減小車身的垂直振動加速度和車輪的振幅(防止車輪跳離地面),懸架系統(tǒng)應具有適當?shù)淖枘?。懸架的阻尼主要來自減振器、鋼板彈簧葉片和輪胎變形時橡膠分子間的摩擦等。(3)非懸架質(zhì)量的影響非懸架質(zhì)量對汽車的平順性影響較大,減小非懸架質(zhì)量可降低車身的振動頻率、提高車輪的振動頻率,從而使高頻共振現(xiàn)象出現(xiàn)在以更高的速度行駛時,有利于車輛的平順性。101(4)輪胎的影響輪胎內(nèi)摩擦所引起的阻尼作用可吸收振動能量,使振動衰減。從改善汽車平順性的角度考慮,輪胎的徑向剛度應盡可能小。但輪胎剛度過低會增加輪胎側(cè)偏,影響汽車的操縱穩(wěn)定性,還會使?jié)L動阻力增大,降低輪胎的使用壽命。(5)底盤旋轉(zhuǎn)件不平衡的影響在汽車行駛過程中,底盤旋轉(zhuǎn)件(如傳動軸、車輪等)的不平衡極易產(chǎn)生周期性的激振力,通過懸架傳至車身,影響汽車的平順性。提高底盤旋轉(zhuǎn)件的動平衡度對改善汽車的平順性有一定的作用。102(6)軸距的影響在汽車行駛過程中受到路面不平?jīng)_擊時,汽車車身的俯仰角加速度隨軸距的加大而減小,因此加長軸距對汽車平順性的改善是非常有利的。(7)座椅位置的影響試驗表明,接近車身中部的座位,其振動量最小。與汽車質(zhì)量中心的距離越大,車身振動對乘客的影響越大。對于載貨汽車和公共汽車,為了減小水平縱向振動的振幅,座位在高度設置上應盡量減小與質(zhì)心的距離??傊?,影響汽車行駛平順性的結(jié)構(gòu)參數(shù)很多,且關系錯綜復雜,必須對這些參數(shù)進行綜合分析,以便正確選擇參數(shù),提高汽車的行駛平順性。1032.汽車的使用因素道路不平是引起汽車振動的主要因素,汽車在不平道路上行駛時,前后車輪連同車身都受到來自路面的沖擊作用,這就決定了汽車在運行過程中的平順性與路面狀況和車速有著密切的關系。104三、汽車懸架系統(tǒng)工作性能的檢測標準只對最大設計車速大于或等于100km/h、軸載質(zhì)量小于或等于1500kg的載客汽車提出懸架特性要求,其輪胎在激勵振動下測得的車輪接地性指數(shù)應不小于40%,同軸左右車輪接地性指數(shù)之差不得大于15%。懸架系統(tǒng)工作性能檢測的結(jié)果滿足標準規(guī)定的限值,評定為合格;不滿足標準規(guī)定的限值,評定為不合格。對不合格的車輛應進行調(diào)試、修理,直至檢測合格為止。105評價車輪接地性的參考標準見下表,其中,車輪接地性指數(shù)是在懸架系統(tǒng)檢測臺臺面振幅為6mm時測得的,這也是大部分懸架系統(tǒng)檢測臺使用的激振振幅。車輪接地性的參考標準106四、懸架系統(tǒng)工作性能的檢測1.檢測前的準備工作(1)按照懸架系統(tǒng)檢測臺的說明要求進行懸架系統(tǒng)檢測臺的啟動、預熱等相關準備。(2)汽車輪胎規(guī)格、氣壓應符合規(guī)定值,車輛空載。1072.諧振式懸架系統(tǒng)檢測臺的檢測方法(1)將車輛每軸的車輪依次駛上檢測臺臺面,使輪胎位于臺面中央位置。(2)啟動檢測程序,激振器工作,帶動汽車懸架產(chǎn)生振動,使振動頻率上升超過系統(tǒng)的共振頻率。(3)當振動頻率超過共振頻率后,關閉激振器電源,系統(tǒng)振動頻率自然衰減(降低),并通過系統(tǒng)共振頻率。(4)記錄衰減振動的過程數(shù)據(jù)及曲線變化,設置縱坐標為車輪動態(tài)載荷變化值,橫坐標為時間。計算并顯示車輪動態(tài)載荷與靜態(tài)載荷的百分比,計算同軸左右車輪百分比的差值。(5)打印檢測報告及車輪振動衰減曲線圖。1083.諧振式懸架系統(tǒng)檢測臺的使用注意事項(1)超出檢測臺額定載荷的汽車,禁止駛上檢測臺。(2)不要在懸架系統(tǒng)檢測臺上停放車輛和堆積雜物,嚴禁做空載試驗。(3)不要直接檢測輪胎和底盤部分有較多泥土的車輛,如有這樣的車輛,應首先清洗并晾干后再進行檢測。(4)雨天檢測必須先為車輛除水,晾干后才能檢測。(5)嚴禁懸架系統(tǒng)檢測臺中進水,應保持傳感器干燥,以保證傳感器正常工作。(6)為了保證檢測精度,傳感器必須預熱30min。1094.懸架系統(tǒng)工作性能檢測的分析在懸架系統(tǒng)中起主要作用的部件是減振器。對在懸架系統(tǒng)工作性能檢測中不合格的車輛,其可能的故障原因有:(1)減振器內(nèi)部的軸磨損、閥片損壞、各密封處漏油等,導致減振功能失效。(2)減振器外部的緊固螺栓磨損、松動、脫落。(3)減振用螺旋彈簧彈性降低、疲勞或折斷,造成早期損壞。(4)懸架系統(tǒng)各連接部件磨損、松動。110五、汽車懸架系統(tǒng)工作性能的簡單檢測方法1.經(jīng)驗法經(jīng)驗法是指通過外觀檢視的方法,檢查懸架系統(tǒng)的彈簧是否有裂紋;彈簧和導向裝置的連接螺栓是否松動;減振器是否漏油、缺油和損壞等。2.按壓車體法按壓車體法既可以人工按壓車體,也可以用試驗臺的動力裝置按壓車體。按壓車體使車身上下晃動,觀察懸架系統(tǒng)減振器和各部件的工作情況,憑經(jīng)驗判斷是否需要更換或修理減振器和其他部件。111模塊六汽車前照燈檢測目錄任務1汽車前照燈性能的評價指標及檢測標準任務2汽車前照燈性能的檢測113任務1汽車前照燈性能的評價指標及檢測標準1141.了解汽車前照燈性能的評價指標。2.熟悉前照燈的配光特性。3.熟悉前照燈的檢測標準。學習目標115一、汽車前照燈性能的評價指標1.發(fā)光強度發(fā)光強度也稱光強,是表示光源在一定方向范圍內(nèi)發(fā)出的可見光輻射強弱的物理量,單位為坎德拉,簡稱“坎”,用符號cd表示。發(fā)光強度按國際標準單位(SI)規(guī)定,一光源在給定方向上發(fā)出頻率為540×1012Hz的單色輻射,且在此方向上的輻射強度為每球面度1/683W時,則此光源在該方向上的發(fā)光強度為1cd。1162.照度由于實際檢測汽車前照燈時,檢測儀均需離開前照燈一定的距離,因此前照燈檢測儀實際檢測的并不是發(fā)光強度,而是照度。照度是物體單位面積上所得到的光通量,表示不發(fā)光物體被光源照明的程度,為受光面明亮度的物理量,單位為勒克斯,用符號lx表示。1lx為1lm(流明)的光通量均勻分布在1m2
表面上所產(chǎn)生的照度,也等于1.02cd的點光源在半徑為1m的球面上產(chǎn)生的照度。1173.發(fā)光強度和照度的關系在光源發(fā)光強度不變的情況下,物體離開光源越遠,被照亮的程度越差。在不計光源大小即把光源看作點光源的情況下,照度與離開光源距離的平方成反比,可用下式表示:從而可得,距離發(fā)光強度為20000cd光源1m的地方,照度為20000lx;距離為2m的地方,照度為5000lx;距離為10m的地方,照度為200lx。1184.光束照射位置的偏移量如果把前照燈最亮的地方看作光束的中心,則它對水平、垂直坐標軸交點的偏離,即表示它的照射方位的偏移,其偏移的尺寸就是光束照射位置的偏移值,也稱為光軸的偏斜量。前照燈的光束照射方向會影響駕駛員夜間行車的視野,影響汽車前方路面的照明程度,以及影響迎面來車駕駛員的視覺。因此,在前照燈發(fā)光強度足夠的情況下,正確的光束照射位置能使駕駛員夜間行駛、會車時看清前方的路面,確保行車安全。119二、前照燈的配光特性前照燈的遠光是夜間行車照明用的,當無迎面來車或不尾隨其他車輛時,希望燈光照得遠并使路面有足夠的亮度;前照燈的近光是會車用的,要求光束傾向路面右側(cè),以避免迎面來車駕駛員眩目。因此,前照燈發(fā)出的光線應滿足一定的分布,即配光特性。配光特性是指用等照度曲線表示的明亮度分布特性,又稱光形分布特性,它可反映受照物體各部位照度的大小。1201.對稱配光特性對稱配光特性是指前照燈光束在受照物體上所產(chǎn)生的等照度曲線對稱的一種光形分布。好的配光特性要求等照度曲線的分布在垂直方向窄,在水平方向?qū)挘易笥覍ΨQ,不偏向一邊,如圖所示。對稱配光特性121典型的前照燈遠光光束配光是一個上下、左右對稱分布的亮斑,越靠近亮斑中心,其照度越大,并以中心點為中心,形成如圖所示的遠光燈光強度等照度曲線。遠光燈光強度等照度曲線(×100lx)1222.非對稱配光特性非對稱配光特性是指前照燈光束在受照物體上產(chǎn)生等照度曲線不對稱的一種光形分布。非對稱配光特性的燈光投射到配光屏幕,會有一條明顯的明暗截止線(明暗陡變的分界線),常見的非對稱配光方式有兩種,如圖所示。非對稱配光示意圖V—V
為汽車縱向中心平面在屏幕上的投影線h—h
為汽車前照燈基準中心高度水平線123非對稱配光的效果如圖所示。非對稱配光的效果124典型的前照燈近光燈配光特性有明顯的明暗截止線,在明暗截止線的左上方有一個比較暗的暗區(qū),在明暗截止線的右下方有一個比較亮的亮區(qū);其光強最強的區(qū)域在明暗截止線的右下方,以光強最大的區(qū)域中心點為中心,形成一定的等照度曲線。如圖所示為近光燈光強度等照度曲線。近光燈光強度等照度曲線(×100lx)125三、前照燈的檢測標準1.前照燈遠光光束的發(fā)光強度要求(1)前照燈的基本要求1)汽車裝備的前照燈應有遠近光變換功能;當汽車遠光變?yōu)榻鈺r,所有遠光應能同時熄滅。2)所有前照燈的近光不應眩目,在獲得良好的道路照明的同時,不應給駕駛員和其他道路使用者帶來不適。3)汽車前照燈光束照射位置在正常使用條件下應保持穩(wěn)定。4)汽車應具有前照燈光束高度調(diào)整裝置/功能,以便根據(jù)裝載情況對光束照射位置進行調(diào)整。126(2)遠光光束發(fā)光強度要求汽車每只前照燈的遠光光束發(fā)光強度要求見下表;并且同時打開所有前照燈(遠光)時,總的發(fā)光強度應符合國家標準《汽車及掛車外部照明和光信號裝置的安裝規(guī)定》(GB4785—2019)的規(guī)定(總的發(fā)光強度之和應不超過430000cd)。前照燈遠光光束發(fā)光強度要求1272.光束照射的位置要求(1)前照燈的近光光束照射位置要求在空載的狀態(tài)下,汽車前照燈的近光光束照射在距離10m的屏幕上,如圖所示。對近光光束透光面中心高度小于或等于1000mm的汽車,近光光束明暗截止線轉(zhuǎn)角或中點的垂直方向位置應不高于近光光束透光面中心所在水平面以下50mm的直線,且不低于近光光束透光面中心所在水平面以下300mm的直線;對近光光束透光面中心高度大于1000mm的汽車,近光光束明暗截止線轉(zhuǎn)角或中點的垂直方向位置應不高于近光光束透光面中心所在水平面以下100mm的直線,且不低于近光光束透光面中心所在水平面以下
350mm的直線。128汽車前照燈光束位置示意圖129(2)前照燈的遠光光束照射位置要求在空載的狀態(tài)下,對于能單獨調(diào)整遠光光束的汽車前照燈,前照燈的遠光光束照射在距離10m的屏幕上。其發(fā)光強度最大點的垂直方向位置,應不高于遠光光束的透光面中心所在水平面(高度值為
H)以上100mm的直線,且不低于遠光光束透光面中心所在水平面以下0.2H
的直線。前照燈的遠光發(fā)光強度最大點的水平位置,與遠光光束的透光面中心所在垂直面相比,左前照燈向左偏移應小于或等于170mm且向右偏移應小于或等于350mm,右前照燈向左和向右偏移均應小于或等于350mm。1303.前照燈的配光性能要求前照燈的配光性能應在前照燈的基準中心前25m、過
HV
點的垂直配光屏幕上測定,其配光屏幕的布置如圖所示。在配光屏幕上測定配光性能131(1)近光的配光性能要求1)在配光屏幕上,近光應產(chǎn)生明顯的明暗截止線,其水平線部分位于
V—V
線左側(cè),右側(cè)為
HV-H2-H3
線或
HV-H1-H2-H3
線。明暗截止線的上方為暗區(qū),下方為明區(qū)。2)在配光屏幕上的照度值應符合下表的規(guī)定。前照燈近光照度的要求132前照燈近光照度的要求1333)對于半封閉式前照燈,在配光屏幕上A、B區(qū)中,測試點1~8的照度限值應符合如下規(guī)定:①測試點1+2+3≥0.3lx。②測試點4+5+6≥0.6lx。③0.7lx≥測試點7≥0.1lx。④0.7lx≥測試點8≥0.2lx。4)在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ區(qū)域內(nèi),應無橫向照度變化。134(2)遠光的配光性能要求1)遠光在配光屏幕上的照度值應符合下表的規(guī)定。2)雙光束鹵鎢前照燈遠光最大照度應不大于近光在75R點測試照度的16倍。
前照燈遠光照度的要求135任務2汽車前照燈性能的檢測1361.熟悉屏幕法檢測前照燈光束的步驟。2.了解汽車前照燈檢測的原理。3.掌握前照燈的檢測。4.熟悉前照燈檢測不合格的原因。學習目標137檢測前照燈性能時,可見距離越遠,越能得到準確的測量值。但由于受到場地限制,在用前照燈檢測儀測量時,通常采用在前照燈前方3m、1m、0.5m、0.3m的距離進行測量,并將該測量值折算為前照燈前方10m處的照度。138一、屏幕法檢測前照燈光束用屏幕法檢測前照燈光束照射位置時,檢查用場地應平整,屏幕與地面應垂直,被測車輛應在空載、輪胎氣壓正常、乘坐1名駕駛員的條件下進行。將車輛停放于屏幕前,并與屏幕垂直,使前照燈基準中心距屏幕10m的距離。在屏幕上確定與前照燈基準中心離地面距離
H
等高的水平基準線,再以車輛縱向中心平面在屏幕上的投影線為基準確定左右前照燈基準中心位置線,然后分別測量左右遠近光束的水平或垂直照射方位的偏移值,如圖所示。139屏幕法檢測前照燈光束的照射位置140二、汽車前照燈檢測的原理1.發(fā)光強度的檢測原理被照面上的照度可利用光電池的光生伏特效應檢測。測出其電動勢就可得到被照面上的照度,實際上也就測出了光源的發(fā)光強度。汽車前照燈檢測儀一般采用這一原理來檢測前照燈的發(fā)光強度。141如圖所示為發(fā)光強度的檢測原理,其測量電路由光電池、光度計和可變電阻等組成。當前照燈按規(guī)定的距離照射光電池時,光電池便會按受光強度的大小產(chǎn)生不同的電動勢,并在其回路中產(chǎn)生相應的光電流,使光度計指針偏轉(zhuǎn),經(jīng)標定后,其指針偏轉(zhuǎn)的大小即可反映前照燈的發(fā)光強度。發(fā)光強度的檢測原理1422.光軸偏斜量的檢測原理前照燈光軸偏斜量的檢測原理如圖所示,其檢測電路由兩對光電池組成。光軸偏斜量的檢測原理143如圖所示為光軸無偏斜時的情況,這時上下偏斜指示計的指針和左右偏斜指示計的指針均垂直向下,即處于零位。如圖所示為光軸有偏斜時的情況,這時左右偏斜指示計的指針向“左”偏斜,上下偏斜指示計的指針向“下”偏斜。光軸無偏斜時的情況光軸有偏斜時的情況144三、前照燈的檢測機動車前照燈性能檢測主要是對前照燈的發(fā)光強度和光束照射位置進行檢查。前照燈性能檢驗宜采用前照燈檢測儀進行,當對采用前照燈檢測儀檢測的光束照射位置結(jié)果有質(zhì)疑時,應采用屏幕法進行檢驗,并以其檢驗結(jié)果為準。將被測車輛按規(guī)定距離與前照燈檢測儀對正,從前照燈檢測儀的顯示屏上分別測量左右遠、近光束的水平和垂直照射位置的偏移值。這種方法是用儀器代替屏幕,縮短了儀器與前照燈之間的距離,常見的距離為1m和3m。檢測時,前照燈的光束通過儀器透鏡和光電元件等,對誤差進行修正,折算成10m處的數(shù)值進行顯示,廣泛運用于汽車檢測線上。1451.檢測前的準備工作(1)前照燈檢測儀的準備1)在前照燈檢測儀不受光的情況下,檢查光度計和光軸偏斜指示計的指針是否對準機械零點。2)檢查聚光透鏡和反射鏡的鏡面上有無污物。3)檢查儀器導軌是否沾有泥土等雜物。若有,應清除干凈。146(2)被測車輛的準備1)清除前照燈上的污垢。2)輪胎氣壓應符合規(guī)定。3)前照燈開關和變光器應處于良好狀態(tài)。4)汽車蓄電池和充電系統(tǒng)應處于良好狀態(tài)。1472.前照燈檢測儀的檢測步驟(1)車輛沿引導線居中行駛至規(guī)定的檢測距離處,車輛的縱向軸線應與引導線平行。(2)變速器置于空擋,車輛的電源處于充滿電狀態(tài)。(3)按程序指示器提示開啟前照燈遠光燈。主控電腦給自動式前照燈檢測儀發(fā)出啟動測量的指令,儀器自動搜尋被測前照燈,并測量其遠光發(fā)光強度及遠光照射位置偏移值。148(4)按程序指示器提示,將前照燈轉(zhuǎn)換為近光光束,自動式前照燈檢測儀自動檢測其近光光束明暗截止線轉(zhuǎn)角(或中點)的照射位置偏移值。(5)按上述(3)(4)步驟完成車輛所有前照燈的檢測。(6)檢測結(jié)束,前照燈檢測儀沿軌道或沿地面退回護欄內(nèi),將汽車駛出工位。1493.檢測的注意事項在前照燈檢測儀正常的前提下,對前照燈遠近光檢測影響最大的是車間環(huán)境和被測車輛的停車位置。車間環(huán)境主要是指前照燈檢測儀在整個行駛軌跡上不得有陽光或外來光的強烈照射,否則會影響儀器自動尋找光源中心,同時也會對檢測結(jié)果產(chǎn)生較大的影響。被測車輛的停車位置也會直接關系到檢測結(jié)果,若位置沒有和軌道垂直或沒有按要求的距離停車,都會產(chǎn)生找不到光源中心或燈光偏差較大的影響。因此,要求操作人員一定要將車輛垂直于檢測儀軌道停放,并按要求及時變換遠近光,才能測得較為準確的數(shù)據(jù)。150四、前照燈檢測不合格的原因1.左右前照燈的發(fā)光強度偏低或不一致(1)檢查前照燈反光鏡的光澤是否明亮,如昏暗、鍍層剝落或發(fā)黑應更換。(2)檢查燈泡是否老化,質(zhì)量是否符合要求。若燈泡老化或質(zhì)量不符合要求,應更換。(3)檢查蓄電池電壓是否符合要求。若電壓偏低,應先充足電再檢測。僅靠蓄電池供電,前照燈的發(fā)光強度一般很難達到規(guī)定的標準,檢測時發(fā)電機應供電。1512.前照燈光束的照射位置偏斜前照燈安裝位置不當或因強烈振動而錯位使光束照射位置偏斜,應予以調(diào)整。前照燈光束照射位置偏斜,可利用前照燈檢測儀進行調(diào)整。先將左右及上下光軸刻度盤旋鈕置于所需要調(diào)整的方位上,然后調(diào)整被測汽車前照燈的安裝螺釘,直到左右偏斜指示計及上下偏斜指示計的指針均指向零點。根據(jù)檢測標準,在調(diào)整光束照射位置時,對遠近雙光束前照燈以檢測調(diào)整近光光束為主。使用質(zhì)量合格的燈泡,近光調(diào)整合格后,遠光光束一般也能合格;若近光光束調(diào)整合格后,經(jīng)復核遠光光束照射方向不合格,則應更換燈泡。152模塊七汽車環(huán)保性檢測目錄任務1汽油車污染物排放的評價指標及排放限值任務2汽油車污染物排放的檢測任務3柴油車污染物排放的評價指標及排放限值任務4柴油車污染物排放的檢測154任務1汽油車污染物排放的評價指標及排放限值1551.了解汽油車污染物排放的成因和危害。2.熟悉汽油車污染物排放的影響因素。3.熟悉汽油車污染物排放的檢測方法。4.了解汽油車污染物排放的評價指標和排放限值。5.了解汽車尾氣的遙感監(jiān)測。學習目標156一、汽油車污染物排放的成因和危害汽油車排放的污染物主要是一氧化碳(CO)、碳氫化合物(HC)、氮氧化合物(NOX)及其他一些有害物質(zhì)。汽油車排放的污染物中,CO、HC、NOX
和碳煙主要來源于汽車尾氣的排放,少部分來自曲軸箱竄氣;部分HC還來自油箱和供油系統(tǒng)的蒸發(fā)與滴漏。1571.一氧化碳(CO)的成因和危害汽車尾氣排放的CO是由于輸送至燃燒室的氧氣不足,以致燃油不能充分燃燒造成的(混合氣太濃)。尾氣中的CO濃度(體積分數(shù))一般是由空燃比決定,且基本上是隨空燃比變化而變化的。降低尾氣中CO濃度最好的方法是盡可能提高空燃比(使混合氣變?。?,使燃油充分燃燒。CO是一種無色、無味的有毒氣體,它進入人體后極易與血液中的血紅蛋白結(jié)合。CO與血紅蛋白結(jié)合的親和力是氧的300倍,因此,CO可使血液攜帶氧的能力降低,從而引起人體缺氧。CO被人體大量吸入后會使人感覺惡心、頭暈及疲勞,嚴重時會使人窒息死亡。1582.碳氫化合物(HC)的成因和危害碳氫化合物是由發(fā)動機不完全燃燒的或未燃燒的燃料從燃燒室排出,以HC氣體形式進入大氣而形成的。由于空燃比、氣缸壓力、氣門疊開等因素的影響,也常常產(chǎn)生碳氫化合物。汽車排放污染物中,20%~25%的碳氫化合物來自曲軸箱竄氣,20%來自燃油的蒸發(fā),其余則由發(fā)動機排氣管排出。碳氫化合物只有在濃度相當高的情況下才會對人體產(chǎn)生影響,一般情況下作用不大。但它能引起光化學反應生成光化學氧化劑,且會生成甲醛,形成煙霧,對人的眼、鼻和咽喉黏膜有較強的刺激作用,嚴重時可致癌。1593.氮氧化合物(NOX)的成因和危害汽車排放的污染物中的NOX
是復雜氮氧化合物的總稱,主要包括二氧化氮NO2
和一氧化氮NO。尾氣中的NOX
主要是在高溫(1800℃)和高濃度氧氣的條件下,氮和氧發(fā)生反應而生成的。NO在剛排出發(fā)動機時,毒性較??;排出后的NO在空氣中幾小時后會被氧化為有劇毒的NO2。汽車尾氣中直接排出的氮氧化物基本上是NO。NO2
是一種刺激性很強的污染物,它能刺激人的眼、鼻黏膜,麻痹嗅覺,甚至引起肺氣腫;NO2
還是形成酸雨及光化學煙霧的主要物質(zhì)之一,對人及植物生長均有不良影響。在汽油車排放的污染物中,一氧化碳(CO)、碳氫化合物(HC)占主導地位。160二、汽油車污染物排放的影響因素1.混合氣的濃度混合氣的濃度常以空燃比或過量空氣系數(shù)表示??杖急却笥?4.8或過量空氣系數(shù)大于1,混合氣較稀或過??;反之,空燃比小于14.8或過量空氣系數(shù)小于1,則混合氣較濃或過濃??杖急扰c污染物排放量的關系如圖所示??杖急扰c污染物排放量的關系1612.發(fā)動機的負荷發(fā)動機的負荷一般由使用工況和車輛裝載質(zhì)量決定。發(fā)動機以怠速、減速行駛等低速小負荷運行時,供油系統(tǒng)所供給的混合氣偏濃。發(fā)動機以大負荷運行時,節(jié)氣門接近全開,燃燒速度變快,氣體壓力和溫度升高,HC的生成量減少,而NOX
排出增多。經(jīng)測定,汽車在不同運轉(zhuǎn)工況下,有害污染物的排放量見下表。一般情況下,CO在怠速工況時的排放量最多,達到4%~10%;HC在怠速、減速時較多;NOX
在加速或等速工況時最多。162汽車在不同運轉(zhuǎn)工況下有害污染物的排放量1633.發(fā)動機的轉(zhuǎn)速發(fā)動機轉(zhuǎn)速升高,氣缸內(nèi)混合氣紊流擾動增加,火焰?zhèn)鞑ニ俣燃涌?,汽油燃燒比較充分,HC排放濃度降低。汽車加速運行時,由于要求發(fā)動機發(fā)出較大的功率,須將氣缸內(nèi)燃氣燃燒的溫度提高,因此,會產(chǎn)生大量的NOX;而且由于短時間內(nèi),燃料供給系統(tǒng)會少量供應過量燃油,引起一部分燃料的不完全燃燒,導致CO和HC排放量均會增加。164當汽車減速運行時,駕駛員會迅速松開加速踏板,特別是發(fā)動機原先以高速運行,一旦急速半閉節(jié)氣門,在進氣管內(nèi)會產(chǎn)生瞬時的高真空度而吸入過量的燃料,使燃料和空氣混合形成濃混合氣。發(fā)動機怠速時,其轉(zhuǎn)速與排氣成分CO、HC的濃度也有關系,適當提高怠速的轉(zhuǎn)速,可以降低CO、HC的排放濃度。這是由于隨著怠速轉(zhuǎn)速的提高,進氣節(jié)流減小,進入氣缸的新氣量將增加,殘余氣體的稀釋程度有所減小,使燃燒改善,CO和HC的排放濃度隨之降低。1654.點火提前時間點火提前時間由節(jié)氣門開度、發(fā)動機轉(zhuǎn)速和汽油質(zhì)量等決定。如推遲點火提前時間,當接近活塞上止點時點火,則由于排氣時間延長、排氣溫度增高,而此時氣缸內(nèi)容積相應減小,促進了CO和HC的氧化與激冷面積的減小,HC的排放量會減少,但CO的排放量變化不大。但過于推遲點火提前時間,CO沒有時間完全氧化,CO排放量將增加。166三、汽油車污染物排放的檢測方法工況法是指將汽車若干常用工況和污染物排放較重的工況結(jié)合在一起測量污染物排放的方法。工況法的循環(huán)試驗模式應根據(jù)汽車的排放性能、行駛特點、交通狀況、道路條件、車流密度和氣候地形等因素,對大量統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行科學分析而制定,以最大限度地重現(xiàn)汽車運行時的排放特性。1671.雙怠速工況法怠速工況是指汽車發(fā)動機最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速工況。即離合器處于接合位置、變速器處于空擋位置(對于自動變速器的汽車應處于“P”擋或“N”擋);加速踏板處于完全松開位置。高怠速工況是指滿足怠速工況的條件,用加速踏板將發(fā)動機轉(zhuǎn)速穩(wěn)定控制在規(guī)定的高怠速轉(zhuǎn)速下。雙怠速工況法檢測具有操作簡便、測試時間短、效率高、成本低、測試儀器便于攜帶等優(yōu)點,因此雙怠速工況法適用于汽車檢測機構(gòu)對在用汽車排放性能的年檢測試、環(huán)保部門對在用汽車進行的排放監(jiān)測。1682.簡易工況法(1)穩(wěn)態(tài)工況穩(wěn)態(tài)工況也稱加速模擬工況。加速模擬工況是指車輛預熱到規(guī)定的熱狀態(tài)后,加速至規(guī)定車速。在底盤測功機上的試驗運轉(zhuǎn)循環(huán)由ASM5025和ASM2540兩個工況組成,如圖所示,其試驗運轉(zhuǎn)循環(huán)見下表。169加速模擬工況ASM試驗運轉(zhuǎn)循環(huán)170加速模擬工況ASM試驗運轉(zhuǎn)循環(huán)表1711)ASM5025工況。經(jīng)預熱后的車輛,在底盤測功機上以25km/h的速度穩(wěn)定運行,系統(tǒng)根據(jù)測試車輛的基準質(zhì)量自動施加規(guī)定的載荷,測試過程中應保持施加的扭矩恒定,車速保持在規(guī)定的誤差范圍內(nèi)。2)ASM2540工況。經(jīng)預熱后的車輛,在底盤測功機上以40km/h的速度穩(wěn)定運行,系統(tǒng)根據(jù)測試車輛的整備質(zhì)量自動施加規(guī)定的載荷,測試過程中應保持施加的扭矩恒定,車速控制在規(guī)定的誤差范圍內(nèi)。172(2)瞬態(tài)工況瞬態(tài)工況以排放物質(zhì)量為基礎,獲取發(fā)動機瞬態(tài)工況排放數(shù)值來檢測汽車的實際排放污染水平,稱為IM195。(3)簡易瞬態(tài)工況簡易瞬態(tài)工況是一種相對較新的瞬態(tài)檢測方式,稱為IG195。IG195測試工況結(jié)合了IM195和ASM的特征,實時測量排放尾氣的流量和密度,從而測得車輛排放的污染物質(zhì)量。173四、汽油車排放污染物的評價指標1.一氧化碳(CO)在采用雙怠速工況法和穩(wěn)態(tài)工況法對汽車排放進行檢測時,排氣中一氧化碳(CO)的計量單位為體積分數(shù)(體積濃度),用“%”來表示;在采用瞬態(tài)工況法和簡易瞬態(tài)工況法對汽車排放進行檢測時,排氣中一氧化碳(CO)的計量單位為質(zhì)量單位,用“g/km”來表示。1742.碳氫化合物(HC)在采用雙怠速工況法和穩(wěn)態(tài)工況法對汽車排放進行檢測時,排氣中碳氫化合物(HC)的計量單位為體積分數(shù)(體積濃度),用“10-6”來表示;在采用瞬態(tài)工況法和簡易
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