寶馬IntegralⅤ式后橋四輪定位調(diào)整的車間應(yīng)對(duì)策略

杭州技師學(xué)院 李 琦，吳 靜

寶馬整體式后橋懸架Integral V是在Integral IV 后橋的基礎(chǔ)上全新研發(fā)的后續(xù)產(chǎn)品。作為一種“立體”式獨(dú)立懸掛，它是由前束控制臂、橫向擺臂（上部）、梯形控制臂（下部擺臂）和連接導(dǎo)桿等組成。因其具有更好的車輪導(dǎo)向性能、最佳的安全性能，減噪、減振效果，可提高行駛動(dòng)力性，可實(shí)現(xiàn)行駛動(dòng)態(tài)管理及可實(shí)現(xiàn)后輪轉(zhuǎn)向等優(yōu)點(diǎn)，故在F01、F02、F18等車型上得到廣泛應(yīng)用。

由于Integral V后橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，后橋車輪外傾角和前束的值呈正線性/負(fù)線性相關(guān)（圖1），因此每次調(diào)整擺臂（下部橫擺臂）或橫向擺臂（上部橫擺臂）上的調(diào)整螺釘時(shí)，都會(huì)引起車輪外傾角和前束的同時(shí)變化，故在實(shí)際調(diào)整中無法對(duì)前束或外傾進(jìn)行單獨(dú)調(diào)整。為此，寶馬維修技術(shù)文件提供了一種方法——作圖法協(xié)助維修技師進(jìn)行調(diào)整。作圖法對(duì)于很多維修技師來說，較難掌握或顯得比較陌生，或限制于車間條件，或擔(dān)心精度不夠等原因不愿意事先作圖，這導(dǎo)致很多維修技師在車間實(shí)際生產(chǎn)過程中，按常規(guī)方法對(duì)其進(jìn)行四輪定位調(diào)整時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)反復(fù)調(diào)整，而達(dá)不到預(yù)期的效果，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，極大地影響了工作效率。

1 IntegralⅤ后橋四輪定位調(diào)整作圖法介紹

根據(jù)寶馬綜合服務(wù)技術(shù)應(yīng)用軟件（ISTA）提供的5系F18車型的維修說明，可知，在圖1中，D線為調(diào)整擺臂（下部橫擺臂）上的螺栓時(shí)，外傾角B和前束A的值變化規(guī)律，C線為調(diào)整橫向擺臂（上部橫擺臂）上的螺栓時(shí)，外傾角B和前束A的值變化規(guī)律。點(diǎn)1為待調(diào)整車輛的四輪定位實(shí)際參數(shù)，點(diǎn)3為待調(diào)整車輛的四輪定位的目標(biāo)參數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)），點(diǎn)2則為通過作圖法而得到的調(diào)整中間值點(diǎn)。作圖法的基本步驟如下。

（1）在車橋檢測(cè)臺(tái)上讀取車輪外傾角和前束的實(shí)際值1 ，并記錄到圖表中，在本例中，車輪外傾角B=-100′、前束A=-15′，用坐標(biāo)(-100′，-15′)表示。

（2） 通過記錄的實(shí)際值1 ，畫橫向擺臂（上部橫擺臂）直線C的平行直線, 在“擺臂”直線D上得到交點(diǎn)2，并讀取出中間值點(diǎn)2的坐標(biāo)=（-117′， -2′）。

在調(diào)整時(shí)，通過轉(zhuǎn)動(dòng)橫向擺臂（上部橫擺臂）的調(diào)整螺栓，將外傾角和前束由實(shí)際點(diǎn)1調(diào)整到中間值點(diǎn)2=（-117′， -2′）處；再通過轉(zhuǎn)動(dòng)擺臂（下部橫擺臂）的調(diào)整螺栓，將外傾角和前束由中間值點(diǎn)2調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)3，調(diào)整即結(jié)束。注意：若選擇的中間點(diǎn)不同，上下臂的調(diào)整順序也就不同，但方法一樣，不再贅述。

2 建立模型，確定中間點(diǎn)區(qū)域

由于誤差的存在，在實(shí)際的四輪定位調(diào)整中，一線維修技師一般是通過四輪定位儀把四輪定位調(diào)整參數(shù)調(diào)整在標(biāo)準(zhǔn)值允許的誤差范圍內(nèi)即可。這也就允許技師在使用作圖法調(diào)整時(shí)，中間值也有一定的誤差范圍，即為中間點(diǎn)區(qū)域。

2.1 建模假設(shè)

（1）外傾角/前束的變化規(guī)律為2條嚴(yán)格意義上的直線。其中調(diào)整擺臂（下部）時(shí)，遵循直線為D線，表述為DxB+DyA+Db=0，調(diào)整橫向擺臂（上部）時(shí)，遵循直線為C線，表述為CxB+CyA+Cb=0。標(biāo)準(zhǔn)值坐標(biāo)=（α ，β），外傾角允許誤差Δα，前束允許誤差Δβ，故帶誤差的標(biāo)準(zhǔn)值=（α±Δα，β±Δβ）；實(shí)際值坐標(biāo)=（γ ，δ）。

（2）在進(jìn)行四輪定位調(diào)整時(shí)，遵循自上而下的順序，即先調(diào)C線，再調(diào)D線。

2.2 建立模型

調(diào)整橫向擺臂時(shí)，外傾角/前束值從實(shí)際點(diǎn)（γ ，δ）沿著C1：Cx（B-γ）+Cy（A-δ）=0變化，而過標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)（α ，β）D2：Dx（B-α）+Dy（A-β）=0。C1與D2相交即為所求的中間值。同理，可得到過標(biāo)準(zhǔn)值誤差域上頂點(diǎn)（α-Δα，β+Δβ），下頂點(diǎn)（α+Δα，β-Δβ）的D1線：Dx（B-α+Δα）+Dy（A-β-Δβ）=0，D3線：Dx（B-α-Δα）+Dy（A-β+Δβ）=0。

圖1 車輪外傾角/前束調(diào)整相關(guān)性圖（5系F18車型）

圖2 可調(diào)中間值域（截屏）

圖3 徒手草繪中間點(diǎn)數(shù)列（截屏）

由D1、D3與C1分別相交，得到兩點(diǎn)，介于此兩點(diǎn)間的區(qū)域即可認(rèn)為是可調(diào)中間值，在此兩點(diǎn)之外的區(qū)域即為不可調(diào)中間值。

因此，維修技師在對(duì)Integral V整體式后橋進(jìn)行四輪定位作圖法調(diào)整時(shí)，一定要使調(diào)整過程中產(chǎn)生的瞬時(shí)中間值落在可調(diào)中間值域中，否則，將無法順利完成四輪定位的調(diào)整，影響工作績(jī)效。

如果需要改變調(diào)整順序，即先調(diào)節(jié)D線，再調(diào)節(jié)C線，模型將有所變化，導(dǎo)致可調(diào)中間值域和不可調(diào)中間值域都與之不同。但建模的方法類似，在此亦不再贅述。

3 實(shí)例

現(xiàn)在以寶馬F18為例，在四輪定位儀上讀取到右后輪定位參數(shù)如下：標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)=（α，β）=（-80′，5′），外傾角允許誤差Δα=25′，前束允許誤差Δβ=6′。實(shí)際值坐標(biāo)=（γ，δ）=（-120′，-10′）。根據(jù)建立的數(shù)學(xué)模型，應(yīng)用函數(shù)軟件Graph得到的圖表如圖2所示。因外傾角允許誤差較大，形成一個(gè)面積較大的水平方向的矩形，因本案例中采用“由上至下”的調(diào)節(jié)順序，從實(shí)際值點(diǎn)作橫向擺臂C的平行線，得到C1，因?qū)嶋H值不存在誤差（或存在誤差，但不可讀），因此該直線C1具有唯一性。通過標(biāo)準(zhǔn)值域的2個(gè)頂點(diǎn)作擺臂D的平行線，得到D1與D3，此二線切割C1線，根據(jù)模型即可得“可調(diào)中間值域”，圖2中的綠色線段。從此域中的任何一點(diǎn)，調(diào)節(jié)擺臂（下部），即可把四輪定位調(diào)整至“標(biāo)準(zhǔn)值誤差域”中，完成調(diào)整。

然而在實(shí)際工作過程中，由于作圖存在誤差，主要表現(xiàn)為：所作線段不直；與C線，D線不平行；數(shù)據(jù)讀取誤差等。對(duì)此，通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在給定實(shí)際點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)后，試驗(yàn)者被要求不使用任何直尺工具，在最短時(shí)間內(nèi)（要求最長(zhǎng)不超過1 min時(shí)間），徒手草繪出中間點(diǎn)，并讀取其坐標(biāo)值。根據(jù)得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（中間點(diǎn)數(shù)列）輸入函數(shù)軟件Graph中得到圖表（圖3）。

由圖3可見，經(jīng)過極短時(shí)間內(nèi)草繪得到的中間點(diǎn)聚集包圍在理論中間點(diǎn)處，且多有重疊。綜合圖2和圖3可以肯定即使是徒手草繪得到的中間點(diǎn)既在可調(diào)中間值域內(nèi)，且隨著熟練程度，也無限接近理論中間點(diǎn)。然而，在實(shí)際調(diào)整過程中，外傾角與前束總是以坐標(biāo)的形式（成對(duì)）沿著C1直線變化，理論中間值總是以一種隱形的方式呈現(xiàn)在四輪定位儀顯示屏上。那么草圖繪制得出的中間值就只是打開這個(gè)隱形數(shù)據(jù)的窗戶，是維修技師調(diào)整的一個(gè)方向，其精度也就沒有那么高的必要了。

4 總結(jié)

通過以上研究，發(fā)現(xiàn)在車間對(duì)Integral V式后橋調(diào)整時(shí)，維修技師需要的只是一張空白的圖表（圖1），一直鉛筆而已，畫出的中間點(diǎn)值只是作為調(diào)整的一個(gè)方向，其精度已經(jīng)能很好地滿足實(shí)際調(diào)整的需要。

以上實(shí)例中實(shí)際點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)間的連線與C線和D線都有較大的一個(gè)角度。通過作出中間點(diǎn)，先調(diào)整橫向擺臂至中間值，再調(diào)整擺臂由中間值調(diào)整至標(biāo)準(zhǔn)值。

特殊情況時(shí)，當(dāng)實(shí)際點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)的連線與C線的夾角非常小，甚至與C線平行時(shí)，無需找出中間點(diǎn)，可以直接通過調(diào)整橫向擺臂調(diào)至標(biāo)準(zhǔn)值；當(dāng)實(shí)際點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)的連線與D線的夾角非常小，甚至與D線平行時(shí)，則可以直接通過調(diào)整擺臂調(diào)至標(biāo)準(zhǔn)值。

以上可以看出，此策略探索可以大大提高Integral V式后橋四輪定位的工作績(jī)效，避免盲目調(diào)整。