謝 敏

（廣西申龍汽車制造有限公司，廣西 南寧 530299）

前言

一般車架的測量方法是測量車架支架到左右基準中對應(yīng)一側(cè)基準的距離，這種測量方法沒有考慮車架變形以及左右基準自身誤差的影響，容易出現(xiàn)累積誤差[1]。前橋測量方法則是測量前輪和大梁左右差，以及左右軸距差，此方法也沒有考慮車架變形，也會產(chǎn)生累積誤差。而后橋采用推進線測量方法，將車架兩處橫截面中點擬合成整車虛擬中心線，測量后橋推進線和虛擬車架中心線的偏差值，此方法能夠消除車架變形影響，較準確反映后橋和車架的位置關(guān)系。

目前客車車架大多為全承載結(jié)構(gòu)，由小規(guī)格型鋼組合而成。車架、前橋、后橋測量基準各不相同，車架變形和制作誤差會導(dǎo)致車架、前橋、后橋的累積誤差過大，測量數(shù)據(jù)失真。

本文參考后橋推進線測量原理，介紹一種前橋、后橋、車架都適用的車架虛擬中心線測量方法。該方法能夠準確反映車架、車橋位置關(guān)系，車架和車橋使用統(tǒng)一的測量基準，從而消除基準誤差，提高數(shù)據(jù)準確性。

1 基于車架虛擬中心線的后橋測量方法

后橋測量方法如下：在車架上取兩處橫截面的中點a、b，兩點的連線為車架虛擬中心線，從后輪激光發(fā)射器發(fā)射一個垂直后橋的激光。通過調(diào)整激光發(fā)射器左右位置，激光通過b點射孔射到 a點激光接收器上。激光接收器上投影點和 a點左右距離為后橋推進線，詳見圖1。

后橋推進線和車架位置關(guān)系如下：

式中：αr為后橋垂線和車架虛擬中心夾角；Lt為后橋推進線（mm）；Lab為車架中心點ab距離（mm）。

當后橋推進線為0時，后橋和車架中心線垂直，此時后橋左右輪胎到激光的距離差為后橋中心和車架中心的偏距。

圖1 后橋推進線測量原理

2 基于車架虛擬中心線的前橋測量方法

前橋為轉(zhuǎn)向橋，目前尚無準確定位前橋垂直方向的激光發(fā)射裝置，無法按后橋推進線方法測量前橋，只能通過測量前后橋相對位置的方法定位前橋。測量方法如下：

前橋左右輪到后橋射出的激光線距離差為前后橋左右偏距。前后橋左右輪軸距差則反映了前后橋的角度偏差，可通過左右軸距差值大致推算出前后橋夾角。

式中：αfr為前后橋夾角；△Lz為左右軸距差（mm）。Lcf為前橋左右軸距測量點間距（mm）。

當后橋推進線為0，后橋左右輪胎到激光的距離相等時，后橋中心在車架虛擬中心線上，并且垂直車架中心線，此時前后橋位置偏差實為前橋和車架位置偏差。

注：前橋為轉(zhuǎn)向橋，測量前橋之前需將前輪轉(zhuǎn)角調(diào)整為0°。當前輪和車架大梁平行時，前輪轉(zhuǎn)角為前橋法線和車架大梁夾角。當前輪和后橋激光線平行時，前輪轉(zhuǎn)角為前后橋夾角。因此當車架精度較高時，一般以前車架為基準，將前輪和車架調(diào)平行。當車架精度不高時，需多次調(diào)整軸距和前輪轉(zhuǎn)角直至左右軸距相等，前輪和后橋激光線平行。

3 基于車架虛擬中心線的車架測量方法

由于前后橋位置是以車架的虛擬中心線為基準測量的。因此定位車橋的車架也必須以此中心線為測量基準才能減小數(shù)據(jù)的測量誤差，車架和車橋數(shù)據(jù)才能相互對應(yīng)。

3.1 車架虛擬中心線設(shè)定

定位車橋縱向的車架支架根據(jù)懸架類型可分為：板簧固定端支架，氣簧導(dǎo)向臂支架，氣簧縱向推力桿支架等。這類支架需保證左右支架安裝孔中心點連線和車架中心線垂直，車橋才能和車架中心線垂直，才能確保車輛直線行駛不

磨胎[2][3]。

由于等腰三角形底邊中點和頂點的連線垂直底邊[4]，因此可以將等腰三角形底邊中點和頂點連線作為車架中心線。如圖1所示，如將a點設(shè)為前橋左右縱向支架安裝孔中點，b點為后橋左右縱向支架安裝孔中點，ab連線為車架虛擬中心線。前橋左右縱向支架到b點距離（bc、bd）必須相等才能確保前縱向支架安裝孔連線cd垂直車架中心ab。同理a點到后橋左右縱向支架安裝孔距離相等才能保證車架中心 ab和后橋左右縱向支架安裝孔連線垂直。

3.2 車架測量方法

圖2為一款9米車前橋縱向支架和車架中心線位置關(guān)系示意圖，車架中心線間距ab為4430mm，前橋縱向支架安裝孔間距cd為942.5mm，車架制作誤差導(dǎo)致支架安裝孔中點連線cd和車架虛擬中心線ab夾角為89°。通過作圖法測得出bc間距 4463.17mm，bd間距 4446.81mm，bc，bd差值為16.36mm。

畫一個和 bc等長的圓弧和左側(cè)車架相交與 d’點，此時dd’間距為16.42mm，和bc，bd差值幾乎相等。由于車架本身有工裝定位，從歷年調(diào)整車橋用的墊片厚度看，車架支架誤差不超過7mm。因此可將車架中心點a、b到另一端車橋縱向支架左右安裝孔間距差當作是車橋支架前后方向制作誤差，此方法產(chǎn)生的數(shù)據(jù)偏差可以接受。

上述測量方法校正之后的前后橋左右縱向支架，可作為車架測量基準，測量車架上車橋懸架其它相關(guān)支架位置。

圖2 車架位置關(guān)系示意圖

注：圖2中cd’間距為942.64mm，支架校正前后車架中點a和a’左右偏距為（942.5-942.64）/2=0.07mm。從圖中可看出：支架前后方向偏差 16.42mm時，車架中心橫向位移0.07mm，可認為支架校正前后車架中心線 ab和 a’b重合，不會出現(xiàn)支架校正后導(dǎo)致車架中心線變化，需反復(fù)修正另一端支架無限循環(huán)情況。同時也說明：定位車架中點時，車橋縱向支架前后方向定位精度要求不高，人為操作誤差影響小。

3.3 車架中心線定位誤差

由于每次測量車架和車橋都需要重新定位車架中點，因此車架中點定位重合度高，才能確保車架中心線位置不變，才能減小數(shù)據(jù)的測量誤差。如車架、激光接收器和射孔位置不水平，都會導(dǎo)致車架中點（a，b）左右方向位移，導(dǎo)致車架中心線位移。因此測量前除調(diào)平車架、定位儀器姿態(tài)外，最好通過做標記方法檢查每次定位的車架中點是否重合。

4 結(jié)論

綜上所述，通過將前后橋左右縱向支架安裝孔中點a，b兩點連線作為車架虛擬中心線，并建立一套基于車架虛擬中心線的車架車橋測量方法，使得車架、車橋能夠在同一基準下測量，消除了車架變形和多基準之間誤差影響。

此檢測方法，將整車制作過程中最初工位（制作車架）和最末工位（下線調(diào)試）測量數(shù)據(jù)相互精準關(guān)聯(lián)，能夠在車架制作期間就能及時發(fā)現(xiàn)，及時補救，從而減少后續(xù)工位調(diào)整改制工作量。