Study on Testing Mechanism and Experimental Research of Four-Wheel Alignment Verification Device
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摘要: 基于空间几何分析,建立测量主销倾角的数学模型,研究测量定位参数的检测机理,设计了一款四轮定位仪校准装置。该装置应用球铰结构使模拟主销独立后倾与内倾,避免了合成运动时干涉引起的误差;采用高精度双轴倾角传感器,实现了定位参数的精确测量。运用ANSYS软件对该装置进行有限元模态分析,得出结构的刚度、前6阶固有频率及前6阶振型满足结构要求。试验得出的主销倾角的零位误差、各车轮定位参数的示值误差基本满足校准规范要求,验证了该装置的可行性。Abstract: Based on the spatial geometric analysis, a mathematical model for measuring the kingpin angle was established, the detection mechanism of the measuring positioning parameters was studied, and a verification device for four-wheel alignment was designed. The device uses the spherical hinge structure to make the simulated kingpin backward and inward tilt independently, avoiding errors caused by interference in the synthetic motion. The dual-axis inclination angle sensor is used to realize the accurate measurement of the positioning parameters. The finite element modal analysis of the device was carried out by ANSYS software, the results showed that the stiffness and the inherent frequency and vibration model of the first six orders meet the requirements of the structure. The zero position error of the kingpin angle and the error of each wheel location parameters obtained from the test met the requirements of the calibration specification, which verified the feasibility of the device.
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Key words:
- four-wheel alignment /
- verification device /
- kingpin angle /
- stiffness analysis
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表 1 材料属性
Table 1. Material properties
材料 密度(kg/m3) 弹性模量(Pa) 泊松比 屈服极限(Pa) 45#钢 7.85×103 2×1011 0.3 3×108 表 2 前6阶固有频率
Table 2. Inherent frequency of the first six orders
阶次 1 2 3 4 5 6 频率/Hz 112.28 161.35 193.20 199.24 224.38 259.54 表 3 试验过程
Table 3. Test process
测量对象 测量内容 测量次数 主销内倾角 −5° 5° 10° 15° 23° 2 主销后倾角 −15° −5° 1° 5° 15° 2 前束角 −3° −2° 0° 2° 3° 2 外倾角 −10° −5° 0° 5° 10° 2 表 4 主销内倾角的示值误差
Table 4. Indication error of the kingpin indication angle
次数\标准值 −5° 5° 10° 15° 23° 1 1′ 0′ 0′ −2′ −3′ 2 0′ 0′ 0′ −1′ −2′ 表 5 主销后倾角的示值误差
Table 5. Indication error of the kingpin caster angle
次数\标准值 −15° −5° 1° 5° 15° 1 2′ 1′ 0′ −1′ −2′ 2 2′ 0′ 0′ −1′ −3′ 表 6 前束角的示值误差
Table 6. Indication error of toe angle
次数\标准值 −3° −2° 0° 2° 3° 1 1′ 0′ 0′ −1′ −1′ 2 1′ 0′ 0′ 0′ −1′ 表 7 外倾角的示值误差
Table 7. Indication error of camber angle
次数\标准值 −10° −5° 0° 5° 10° 1 1′ 0′ 0′ 0′ −1′ 2 1′ 0′ 0′ 0′ −1′ -
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