專利名稱：一種汽車前束角和外傾角動態(tài)測量裝置及其測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車前束角和外傾角動態(tài)測量裝置以及其測量方法。
背景技術(shù)：
前束和外傾是車輛定位很重要的兩個角度，它們能夠保證車輛穩(wěn)定的直線行駛 和轉(zhuǎn)向輕便，并減少車輛行駛中輪胎和轉(zhuǎn)向部件的磨損。具體來說，如圖1所示，外傾角ε 是指車輪中心平面和道路平面垂直線之間的 夾角。車輪上部向外傾斜取正值，向內(nèi)傾斜取負(fù)值，車輛的載荷在有人乘坐和沒人乘坐 的時候是有差別的，最早設(shè)計外傾角的目的是為了適應(yīng)這種載荷的變化時，仍然能夠保 證輪胎的抓地力，一般都為正值。目前人們越來越認(rèn)識到外傾角對車輛的穩(wěn)定性有很大 的影響。比較明顯的如瑞虎的后輪外傾角為明顯的負(fù)值(肉眼都看的出來)，這個就是為 了增加車輛轉(zhuǎn)彎時候的穩(wěn)定性考慮的。如圖2所示，前束角α、β和后束角Y、δ是指汽車縱向中心平面與車輪中心 平面和地面的交線之間的角度。如果車輪的前部靠近汽車縱向中心平面，則前束角或后 束角為正值，反之則為負(fù)值。前束角的設(shè)置最早是為了消除外傾角帶來的不好的影響出現(xiàn)的。正的外傾角帶 來的壞處是車輛的輪胎向外跑，為了保證左右車輪能夠按照一定的規(guī)律朝著一個目標(biāo)前 進(jìn)，所以用前束角來約束車輪向里跑。這樣互相抵消。隨著大家對車輛動力學(xué)認(rèn)識的深 入，前束角的變化對車輛的不足轉(zhuǎn)向特性也是有很大影響的。一般是通過四輪定位儀來檢測車輛的前束和外傾角是否符合出廠標(biāo)準(zhǔn)。四輪電 位儀由一臺電子計算機(jī)和四個光學(xué)部件組成，可以做到快速、方便、精確，但是該設(shè)備 成本較高，不適宜大量推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明設(shè)計了一種汽車前束角和外傾角動態(tài)測量裝置，其解決的技術(shù)問題是現(xiàn) 有檢測車輛的前束角和外傾角的裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜以及成本高。為了解決上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明采用了以下方案一種汽車前束角和外傾角動態(tài)測量裝置，包括前束和外傾的測量系統(tǒng)和車輪跳 動的測量系統(tǒng)，所述前束和外傾的測量系統(tǒng)包括多個百分表(1)、固定支架(2)以及運(yùn)動 支架(3)；所述車輪跳動的測量系統(tǒng)包括一設(shè)有距離刻度的鋼板，所述鋼板固定連接在 輪轂上。所述百分表(1)為四個，四個百分表(1)設(shè)置在所述運(yùn)動支架(3)上；其中兩個 百分表(1)形成的安裝平面與另外兩個百分表(1)形成的安裝平面相互垂直，所述四個百 分表(1)測量中心為輪胎或輪轂的中心。所述運(yùn)動支架(3)與所述四個百分表(1)沿著固定支架(2)垂直方向上、下移動。
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所述鋼板上開有一個輪轂孔(6)、多個定位孔⑷和多個螺栓孔(5)，所述鋼板 通過所述輪轂孔(6)套在輪轂上，所述鋼板的定位孔(4)將鋼板在輪胎坐標(biāo)系的XZ平面 固定下來并保證所述鋼板等同于輪胎的中平面。一種使用汽車前束角和外傾角動態(tài)測量裝置的測量方法，包括以下步驟將車 輛放在二柱或四柱舉升機(jī)上面，將輪胎卸下來，然后把鋼板套在輪轂上，通過慢慢上升 或下降車身改變車身相對懸架的高度來模擬車輪的跳動，測量運(yùn)動支架(3)位于每個平 衡位置時的百分表(1)位移，記錄每次測量結(jié)果。前束角的計算公式為0 =
Ju其中，a、b是輪胎坐標(biāo)系X方向上兩個百分表的測量的位移，L是運(yùn)動支架(3) 的長度，前束角為θ。
c-^-d外傾角的計算公式為α = Wrctan(-^-)其中，c、d是輪胎坐標(biāo)系Z方向上兩個百分表的測量的位移，L是固定支架(1) 的長度，外傾角為α。該汽車前束角和外傾角動態(tài)測量裝置及其測量方法具有以下有益效果本發(fā)明 由于采用前束和外傾的測量系統(tǒng)和車輪跳動的測量系統(tǒng)對車輪的前束角和外傾角進(jìn)行測 量，省略了昂貴的四輪電位儀使用，并且本裝置還具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、易于存放 以及經(jīng)久耐用等優(yōu)點。


圖1是現(xiàn)有汽車輪胎形成的外傾角ε W示意圖；圖2是現(xiàn)有汽車輪胎形成的前束角α、β和后束角γ、δ示意圖；圖3是本發(fā)明汽車前束角和外傾角動態(tài)測量裝置的前束和外傾的測量系統(tǒng)；圖4是本發(fā)明汽車前束角和外傾角動態(tài)測量裝置的車輪跳動的測量系統(tǒng)；圖5是本發(fā)明汽車前束角和外傾角動態(tài)測量裝置的前束角測量示意圖；圖6是本發(fā)明汽車前束角和外傾角動態(tài)測量裝置的外傾角測量示意圖。附圖標(biāo)記說明1-百分表；2-固定支架；3-運(yùn)動支架；4-定位孔；5-螺栓孔；6_輪轂孔； 7-刻度。
具體實施例方式下面結(jié)合圖3至圖6，對本發(fā)明做進(jìn)一步說明如圖3所示，一種汽車前束角和外傾角動態(tài)測量裝置，包括前束和外傾的測量 系統(tǒng)和車輪跳動的測量系統(tǒng)，所述前束和外傾的測量系統(tǒng)包括多個百分表1、固定支架2 以及運(yùn)動支架3;百分表1可以為四個，四個百分表1固定設(shè)置在運(yùn)動支架3上；其中兩 個百分表1形成的安裝平面與另外兩個百分表1形成的安裝平面相互垂直，四個百分表1 測量中心為輪胎或輪轂的中心。固定支架2的作用是為了能使整個裝置能夠放置在地面或者其他平面上的，主
4要是一個支撐作用，保證這個裝置的穩(wěn)定性。運(yùn)動支架3的作用是能夠沿著固定支架2的垂直運(yùn)動，因而運(yùn)動支架3與四個百 分表1沿著固定支架2垂直方向上、下移動。并且運(yùn)動支架3用來固定4個百分表的， 這四個百分表測量的中心應(yīng)該是輪胎的中心。因為輪胎是可以上下運(yùn)動的，所以為了準(zhǔn) 確測量前束和外傾，運(yùn)動支架3也應(yīng)該隨著輪心的運(yùn)動而上下運(yùn)動。如圖4所示，車輪跳動的測量系統(tǒng)包括一設(shè)有距離刻度的鋼板，鋼板固定連接 在輪轂上。鋼板上開有一個輪轂孔6、多個定位孔4和多個螺栓孔5，鋼板通過所述輪轂 孔6套在輪轂上，鋼板的定位孔4將鋼板在輪胎坐標(biāo)系的XZ平面固定下來并保證所述鋼 板等同于輪胎的中平面。一種使用汽車前束角和外傾角動態(tài)測量裝置的測量方法，包括以下步驟將車 輛放在二柱或四柱舉升機(jī)上面，將輪胎卸下來，然后把鋼板套在輪轂上，通過慢慢上升 或下降車身改變車身相對懸架的高度來模擬車輪的跳動，測量運(yùn)動支架3位于每個平衡 位置時的百分表1位移，記錄每次測量結(jié)果。如圖5所示，前束角的計算公式為^ = Arcmcf)
Lj其中，a、b是輪胎坐標(biāo)系X方向上兩個百分表的測量的位移，L是運(yùn)動支架3 的長度，前束角為θ。
c + d如圖6所示，外傾角的計算公式為a =』rctan( j)其中，c、d是輪胎坐標(biāo)系Z方向上兩個百分表的測量的位移，L是固定支架(1) 的長度，外傾角為α。上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行了示例性的描述，顯然本發(fā)明的實現(xiàn)并不受上述方 式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本 發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種汽車前束角和外傾角動態(tài)測量裝置，其特征在于包括前束和外傾的測量系 統(tǒng)和車輪跳動的測量系統(tǒng)，所述前束和外傾的測量系統(tǒng)包括多個百分表(1)、固定支架 (2)以及運(yùn)動支架(3)；所述車輪跳動的測量系統(tǒng)包括一設(shè)有距離刻度的鋼板，所述鋼板 固定連接在輪轂上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述汽車前束角和外傾角動態(tài)測量裝置，其特征在于所述百分 表(1)為四個，四個百分表(1)設(shè)置在所述運(yùn)動支架(3)上；其中兩個百分表(1)形成的 安裝平面與另外兩個百分表(1)形成的安裝平面相互垂直，所述四個百分表(1)測量中心 為輪胎或輪轂的中心。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述汽車前束角和外傾角動態(tài)測量裝置，其特征在于所述運(yùn)動 支架(3)與所述四個百分表(1)沿著固定支架(2)垂直方向上、下移動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述汽車前束角和外傾角動態(tài)測量裝置，其特征在于所述鋼板 上開有一個輪轂孔(6)、多個定位孔(4)和多個螺栓孔(5)，所述鋼板通過所述輪轂孔(6) 套在輪轂上，所述鋼板的定位孔(4)將鋼板在輪胎坐標(biāo)系的XZ平面固定下來并保證所述 鋼板等同于輪胎的中平面。
5.一種使用權(quán)利要求1-4任何一項動態(tài)測量裝置的測量方法，包括以下步驟將車 輛放在二柱或四柱舉升機(jī)上面，將輪胎卸下來，然后把鋼板套在輪轂上，通過慢慢上升 或下降車身改變車身相對懸架的高度來模擬車輪的跳動，測量運(yùn)動支架(3)位于每個平 衡位置時的百分表(1)位移，記錄每次測量結(jié)果。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的測量方法，其特征在于前束角的計算公式為θ = Arc tan(a^)其中，a、b是輪胎坐標(biāo)系X方向上兩個百分表的測量的位移，L是運(yùn)動支架(3)的 長度，前束角為θ。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的測量方法，其特征在于外傾角的計算公式為 α 二 Arc\m{C^)其中，C、d是輪胎坐標(biāo)系Z方向上兩個百分表的測量的位移，L是固定支架(1)的 長度，外傾角為α。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種汽車前束角和外傾角動態(tài)測量裝置及其測量方法，包括前束和外傾的測量系統(tǒng)和車輪跳動的測量系統(tǒng)，所述前束和外傾的測量系統(tǒng)包括多個百分表(1)、固定支架(2)以及運(yùn)動支架(3)；所述車輪跳動的測量系統(tǒng)包括一設(shè)有距離刻度的鋼板，所述鋼板固定連接在輪轂上。本發(fā)明由于采用前束和外傾的測量系統(tǒng)和車輪跳動的測量系統(tǒng)對車輪的前束角和外傾角進(jìn)行測量，省略了昂貴的四輪電位儀使用，并且本裝置還具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、易于存放以及經(jīng)久耐用等優(yōu)點。
文檔編號G01B5/24GK102012206SQ20101051052
公開日2011年4月13日 申請日期2010年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月19日
發(fā)明者張德超 申請人:奇瑞汽車股份有限公司