CN1172944A - 汽车轴距差检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

汽车轴距差检测方法及装置涉及汽车性能检测技术。该方法是在被检车辆前进方向两侧各装有相互平行,间距相等,且左、右对应的一组检测信号线,当车辆垂直信号线驶过时,分别测出前后轴上左、右轮的前边沿、后边沿差值,再求出左、右轮中心偏差值,最后求出轴距差值。采用的装置是:激光、光敏、光电开关、形变、应变、触点开关等检测装置。该方法及装置,具有快速、准确、自动检测汽车轴距差的特点。

Description

汽车轴距差检测方法及装置。

汽车轴距差检测方法及装置涉及汽车性能检测技术。

汽车轴距差是指汽车在归正状态下，左、右两边的前后轮轴的轴距之间的差值。如图14所示：轴距差为ΔS＝L₁-L₂＝a+b。汽车轴距差是汽车性能检测的重要指标，已有国家标准。汽车轴距差如果超出一定限度时，对汽车使用性能有着显著的影响，特别是对汽车操纵稳定性，直线行驶性，汽车侧滑，轮胎磨损等影响更为显著，它所造成的经济损失和潜在危险不容忽视，故研究实用的汽车轴距差检测方法和装置具有重要意义。

到目前为止对汽车轴距差的检测还没有自动的检测方法，对汽车轴距精度的确定，往往由人工方法进行，即检修人员先画出车辆四轮在地面上的正面投影，然后测出车轴偏斜大小。这种方式既费时，误差也大。针对这种情况原苏联于80年代初制造出第一台机械式的对轴距进行检测的专门仪器。其检测原理是让汽车后轮停在两个台架上，而台架可以前后窜动，两个台架最初的位置是在同一直线上，当汽车后轴产生偏斜时，台架便依据汽车后轴偏斜方向而产生窜动，根据窜动量的大小，测出后轴偏斜量，这种检测方法虽然对传统的人工画投影法有所改进，但仍然检测费时，设备费用高，占地空间大，测量不精确，直到目前为止仍未得到推广。

本发明的目的在于提供自动、快速、准确的汽车轴距差检测方法及装置。

具体技术方案结合附图说明如下：汽车轴距整检测方法是由两组相互平行的检测信号线组成的信号发生装置分置在被检测车辆前进方向的两侧，检测信号线间的距离均相等，左右一一对应，且在同一直线上。当被检车辆垂直于检测信号线的方向驶过时，测出前后轴左、右轮前边沿的差值ΔS_b；后边沿的差值ΔS_h；前后轴左、右轮中心偏差值ΔS₁₂＝(ΔS_b+ΔS_h)/2，最后侧得汽车轴距差值ΔS＝ΔS₁-ΔS₂(mm)。

每组检测信号线的条数可以大于2或等于2。若大于2：左、右轮前后边沿的偏差值分别为ΔS_b＝(N_lb-N_rb)×L，ΔS_h＝(N_lh-N_rh)×L，其中N_lb、N_rb分别为前、后轴上左、右轮压过检测信号线的条数，N_lh、N_rh为前、后轴上的左、右轮驶离第一条检8测信号线的条数，L为检测信号线间的距离。

若每组检测信号线条数等于2，左、右轮前后边沿的偏差值分别为：ΔS_b＝ΔT_b·V_b，ΔS_h＝ΔT_h·V_h，其中ΔT_b、ΔT_h分别为左、右轮前边沿和后边沿通过检测信号线的时间差，V_b为车轮压过检测信号线的平均速度。

用于上述汽车轴距差检测方法的具体装置有以下几4种：

1.激光检测装置：在被检车辆左、右车轮的两侧分别设有激光发射装置和光敏接收装置，且激光发射装置发出的激光束由光敏接收装置接收，激光发射装置发出的激光束之间相互平行且在同一平面上，左、右激光束一一对应，且在同一直线上，光束与光束之间的距离应在1-2mm之间。

2.光敏检测装置：在左、右两块支撑板上分别放置两排光敏二极管，用于测试汽车左、右轮中心通过第一排信号检测线的时间差的两排光敏二极管l₁和r₁在同一直线上，l₁和l₂用于检测汽车车轮通过检测装置的平均速度。

3.光电开关检测装置：在左、右两块槽形支架上面分别开有两条上下通孔槽，通孔槽l₁、l₂和r₁、r₂相互平行且左右对应并在同一直线上，l₁、l₂间隔距离在50-100mm之间，在槽形支架下装有可旋转的角铁，该角铁在回位弹簧作用下伸出槽外约5mm，旋转角铁下固定两个用来遮挡光电开关的红外线光束小挡块，其下布置有红外线光电开关，红外线光电开关上的红外线发射极和红外线接收极设在小挡块的两侧。

4.形变检测装置：在左、右两块槽形支撑架上各装有二块平行的长立板，它通过弹性橡胶镶嵌在槽形支撑架里，长立板露出槽形支撑架平面3-5mm，在长立板下面设有电开关触点，左、右长立板对应且在同一直线上。

5.应变检测装置：几块规格相同的薄钢板相互平行地固定在左、右支撑架上，左、右钢板一一对应，且相互平行，在薄钢板上帖上应变片，薄钢板的上方覆盖一层保护膜，应变片输出信号，经电路处理转变成检测信号输入计算机。

6.触点开关检测装置：在左、右支架上分别装多根钢绳，钢绳相互平行，间距相等、且在同一平面上，左、右相对应的钢绳在同一直线上，钢绳上面覆一层弹性薄膜，钢绳两端施以回位弹簧，且装有触点开关。

本发明所述的汽车轴距差检测方法及其装置，改变了传统的绝对长度测量，而是应用相对测量结果计算轴距差的方式，并配合电子技术的使用，为汽车轴距差快速，自动、准确检测提供了有效途径。各种装置简单适用。

下面结合附图进一步说明本发明的检测方法装置的技术方案及实施例。

图1是当每组检测信号线大于2条时，左、右轮前边沿差值检测的示意图；

图2是当每组检测信号线大于2条时，左、右轮后边沿差值检测的示意图；

图3是当每组检测信号线等于2条时，左、右轮前边沿差值检测的示意图；

图4是当每组检测信号线等于2条时，左、右轮后边沿差值检测的示意图；

图5是激光检测装置示意图；

图6是光敏检测装置示意图；

图7是光电开关检测装置示意图；

图8是光电开关检测装置中可旋转角铁结构示意图；

图9是旋转角铁与光电开关组合的示意图；

图10是形变检测装置的示意图；

图11是图10的AA向视图；

图12是应变检测装置示意图；

图13是触点开关检测装置的示意图；

图14是汽车轴距差概念示意图。

如图1所示。沿平行线所示位置装上信号发生装置，左、右两侧的平行线不仅距离L相等，而且一一对应且在同一直线上。当汽车垂直于检测平行线的方向直线驶过时，若车桥窜位等原因造成车轴相对于车架产生偏斜时，则左、右两车轮便不会同时压上左、右的检测信号线。假设左轮先于右轮进入检测装置，左轮压过N_lb条检测信号线时，右轮压过N_rb条检测信号线，那么，左、右轮前边沿的差值即为ΔS_b＝(N_lb-N_rb)×L(mm)。由于左、右轮胎气压、磨损等情况的不同，ΔS_b并非左、右车轮中心的偏斜量，所以，还需测出左右车轮后边沿的差值，如图2所示。当左轮驶离第条检测信号线N_lh条时，右轮驶离第一条检测信号线N_rh条，那么左、右轮后边沿的差值即为：ΔS_h＝(N_lh-N_rh)×L(mm)。所以，左、右车轮中心的偏差值即为：ΔS₁＝(ΔS_b+ΔS_h)/2。值得注意的是ΔS_b和ΔS_h有正负差别，通过ΔS₁的正负号便可得知车轴的偏斜方向。

当后轮驶过检测装置时，利用相同的方法，可求得后桥车轴的偏斜量ΔS₂。故可求得汽车轴距差的值为ΔS＝ΔS₁-ΔS₂(mm)。

以上我们是认左、右两侧每组检测信号线大于2条为例，所得出的轴差检测方法。若每组检测信号线等于2条时，则检测方法更为简单。如图3、图4所示，检测装置由四条检测信号线组成，即每侧两条且平行。l₁和r₁在一条直线上，l₂和r₂也在一条直线上。被检汽车垂直于这两条信号线直线方向行驶，如果车轴相对于车架发生偏斜，那么左、右轮将一前一后进入l₁和r₁两条信号线。假如左轮前边沿先进人，那么，从左轮前边沿压上l₁检测信号线时刻起到右轮前边沿压上r₁检测信号线时刻止，之间的时间差ΔT_b就是由于左、右轮前边沿的偏差引起的，偏差大小ΔS_b可通过汽车驶过检测装置的平均速度V_b与时间差的乘积求得，即ΔS_b＝ΔT_b·V_b。V_b可通过左轮驶过l₁信号线到l₂信号线所需的时间求得，或通过右轮驶过r₁信号线到r₂信号线的时间求得。设l₁和l₂两条检测信号线之间的距离为L，左轮前边沿和后边沿通过l₁、l₂的时间间隔分别为ΔT₁、ΔT₂，那么，左轮中心通过l₁、l₂的时间间隔可近似地由ΔT₁、ΔT₂求得，即：ΔT＝(ΔT₁+ΔT₂)/2由此可求得V_b＝l/ΔT。应该指出这里求出的V_b为车轮通过检测装置时的平均车速，由此引起的测量误差可进行修正。同样，求出车轮前边沿的偏差仍不能代表车轮中心的偏差。如图4所示，测出左轮后边沿驶离检测信号线l₁到右轮后边沿驶离检测信号线r₁的时间间隔ΔT_h后，根据ΔS_h＝ΔT_h·V_b可求得左、右轮后边沿的偏差大小，那么左、右轮中心偏差大小即为：ΔS₁＝(ΔS_b+ΔS_h)/2。当后轮驶过检测装置时，利用相同的方法可求得后轴的偏差大小ΔS₂。所以，汽车轴距差的值为ΔS＝ΔS₁-ΔS₂(mm)在检测过程中可利用r₁和r₂两条检测信号线测出右轮驶过检测装置的平均速度，从而可以通过左、右轮的平均速度的差值来判断汽车是否以直线通过了检测装置，继而可对检测公式进行修正。

用于上述汽车轴差检测方法所采用的检测装置主要有激光检测装置、光敏检测装置、光电开关检测装置、形变检测装置、应变检测装置、触点开关检测装置等。下面举例分别说明。

激光检测装置，它是依据当检测信号线采用多条，即左、右两侧检测信号线大于2条而制成的如图5所示的形式。左、右车轮的两边各有一个激光发射装置(1)和一个光敏接收装置(2)。激光发射器发出的激光束要求尽量细且强度足够，并且光束与光束之间相互平行且在同一平面。上左、右光束l₁和r₁、l₂和r₂、l₃和r₃……一一对应且在同一直线上，光束与光束之间的距离应在1～2mm之间，过大检测精度下降，过小接收装置难以分辩光束。光敏接收传感器接收激光发射器发出的激光信号，当车轮通过时，车轮便挡住光束，接收信号发生变化，信号经电路处理后，输入计算机，进行检测判断，根据检测理论一的检测原理即可测出轴距差。

这种检测系统的优点是车辆与检测设备非接触，设备可靠性高，受外界干扰小。缺点是激光发射器造价贵，且空间位置难以布置。

激光发射装置还可以利用光学的分光系统代替测试，在发射装置中放置具有一定频率范围的点光源，经分光系统分束后，形成符合要求的光束层进行检测。这种系统缺点是光束与光束之间由于发散原因，它们相互干扰，且光敏接收器很难一对一地接收，光的强度也难以保证。所以这种系统制造起来比较困难。

利用激光测试装置采用每组检测信号线等于2条，可制出比上述方案简单得多的检测系统，只需要二个激光发射器发出二条激光束，二个接收装置便可测出汽车的轴距差。这是一种比较理想的检测系统之一。

光敏检测装置，依据每组检测信号线等于2条，可制出如图6所示的检测装置。两块支承板(1)上放置四排光敏二极管(2)，光敏二极管的特性在于光照时，光敏二极管电阻很小，一般为几十欧到几千欧，无光时电阻为无穷大。l₁和r₁两排光敏管在同一直线上，用来测试汽车车轮通过检测装置的平均速度。根据速度的时间差便可求得左、右轮偏差大小，继而测出轴距差。

这种检测系统的优点在于：制造成本低，光敏管灵敏度高。缺点是光敏二极管数量多，整个系统的可靠性下降。汽车轮胎与光敏管直接接触，光敏管易受污物的覆盖，影响光敏管感受光的灵敏度。

光电开关检测装置，它是根据每组检测信号线等于2条制出如图7、8、9所示的检测系统。左、右两块槽形支架(1)上面开有四条上下通槽(2)，通槽l₁和通槽r₁在同一直线上，通槽l₁和通槽l₂相互平行，间隔距离在50mm～100mm之间。固定在槽形支撑架下面的可旋转角铁(3)在回位弹簧的作用下伸出槽外，露出槽形支撑架上平面5mm左右。旋转角铁下固定小档块(7)，用来遮挡光电开关的红外线光束。小档块下布置有红外线光电小开关，如图所示。在不检车状态下，旋转角铁在回位弹簧作用下伸出槽外，角铁下的小档块离开光电开关，红外线接收极接收到红外线发射极(7)发出的红外线，检测电路导通，信号设定为1。检测时，汽车沿垂直于l₁和r₁所在的直线前行，轮胎压下角铁时，角铁绕转轴(4)旋转下移，角铁下的小挡块挡上光电开关，切断红外光束，红外线接收极接收不到红外线，检测电路断开，检测信号变为0，根据信号1→0的跳变，便可测出轮胎前边沿压上检测设备的时刻。根据左、右轮前边沿压上检测装置的时间差，便可求得左、右轮前边沿的偏差大小。同理，车轮离开检测设备时，情况刚好相反，根据信号0→1的跳变，可测出车轮离开时的时刻，从而可测出左、右轮后边沿离开检测装置的时间差，继而求出偏差大小，由此可求出左、右车轮中心的偏差大小。同理可求出汽车后轮的偏差大小。最后求出轴距差。

这种检测系统的优点在于：价格低，可靠性高，设备简单，受外界干扰小。缺点在于机械部分精度不够，造成整个系统检测精度下降。

形变检测装置，它是根据每组检测信号线为2条制出如图10、11所示的检测装置。四块长立板(2)通过弹性橡胶(3)镶嵌在槽形支承架(1)里。长立板露出支承架平面3～5mm，在长立板的下方设置有开关触点(4)。长立板l₁和长立板r₁在同一直线上，长立板l₁和长立板l₂相互平行。当汽车垂直于检测信号线的方向驶入时，轮胎一压上长立板，弹性橡胶弹性变形，长立板下移，触点闭合，电路导通。汽车驶离时，弹性橡胶恢复原状态，长立板上移，触点断开，电路截止。根据电路导通截止状态便可得到所需要的检测信号。此信号经电路处理后输入计算机，根据前述的每组检测信号线等于2条的检测方法进行分析计算，最后测出轴距差。

此种检测系统的优点在于：结构简单，价格便宜，可靠性高，准确度高。缺点在于弹性橡胶易于老化，致使检测灵敏度下降。

应变检测装置，它是根据每组检测信号线大于2条制出如图12所示的检测装置。应变片式检测系统的核心是应变片(2)与钢板(3)。几块规格相同的薄钢板相互平行地固定在支承架(1)上，左、右钢板一一对应且相互平行。在钢板合适的地方贴上应变片，钢板的上方覆盖一层保护膜。当汽车驶过时，钢板变形，应变片输出信号发生变化，经过电路处理后，便作为检测信号。按每组检测信号线大于2条的计算方法，检测信号经处理后输入计算机可测出轴距差。

这种检测系统的优点在于信号反应较灵敏。缺点在于结构复杂，测试结果不准确，造价昂贵。

触点开关检测装置，如图13所示的检测装置。在左、右支架(5)上装有支撑板(1)，其上装有钢绳(4)，钢绳不仪相互平行、间距相等，而且在同一平面上。左、右两边相对应的钢绳在同一直线上，钢绳上面覆一层弹性薄膜(6)起保护作用。钢绳两端施以回位弹簧且装有触点开关(3)。车轮通过时，根据触点开关的断闭来判断车轮边缘的进出，从而检测出左、右轮的偏差值。按每组检测信号线大于2条，求出轴距差。

这种检测系统的优点在于设备简单，价格低。缺点是弹性薄膜易受损坏。

当然根据检测信号线等于2条也可制出比这简单得多的检测系统，造价将大幅度下降。

Claims (8)

1、汽车轴距差检测方法，其特征是把信号发生装置分置在被检车辆前进方向的两侧，信号发生装置是由两组相互平行的检测信号线组成，检测信号线间的距离均相等，并左、右一一对应，且在同一直线上，当被检车辆垂直于检测信号线的方向驶过时，测出前、后轴上左、右轮前边沿的差值ΔS_b，前、后轴上左、右轮后边沿的差值ΔS_h，前后轴上左，右轮中心偏差值ΔS_1-2＝(ΔS_b+ΔS_h)/2，最后测得汽车轴距差值ΔS＝ΔS₁-ΔS₂，

2、根据权利要求1所述的汽车轴距差检测方法，其特征是每组检测信号线的条数可以大于2或等于2，若大于2：左、右轮前后边沿的偏差值分别为：ΔS_b＝(N_lb-Nrb)×L，ΔS_h＝(N_lh-N_rh)×L，其中N_lb、N_rb分别为前、后轴上左、右轮压过检测信号线的条数，N_lh、N_rh分别为前、后轴上左、右轮驶离第一条检测信号线的条数，L为检测信号线间的距离，若每组检测信号线条数等于2，左、右轮前、后边沿的偏差值分别为ΔS_b＝ΔT_b·V_b，ΔS_h＝ΔT_h·V_h，其中ΔT_b、ΔT_h分别为左、右轮前边沿和后边沿通过检测信号线的时间差，V_bV_h为车辆压过检测信号线的平均速度。

3、用于权利要求1或2所述的汽车轴距差检测方法的激光检测装置，其特征在于在左、右车轮的两侧分别设有激光发射装置和光敏接收装置，且激光发射装置发出的激光束由光敏接收装置接收，激光发射装置发出的激光束之间相互平行且在同一平面上，左、右激光束一一对应，且在同一直线上，光束与光束之间的距离应在1～2mm之间。

4.用于权利要求1或2所述的汽车轴距差检测方法的光敏检测装置，其特征在于在左、右两块支撑板上分别放置两排光敏二极管，用于测试汽车左右轮中心通过第一排信号检测线的时间差的两排光敏二极管l_i和r_i在同一直线上，l₁和l₂用于检测汽车车轮通过检测装置的平均速度。

5、用于权利要求1或2所述的汽车轴距差检测方法的光电开关检测装置，其特征在于在左、右两块槽形支撑架上面分别开有两条上下通孔槽，通孔槽l₁、l₂和r₁、r₂相互平行且左、右对应并在同一直线上，l₁、l₂间隔距离在50-100mm之间，在槽形支架下面装有可旋转的角铁，该角铁在回位弹簧作用下伸出槽外约5mm，旋转角铁下固定两个用来遮挡光电开关的红外线光束小挡块，其下布置有红外线光电开关，红外线光电开关上的红外线发射极和红外线接收极设在小挡块的两侧。

6、用于权利要求1或2所述的汽车轴距差检测方法的形变检测装置，其特征在于在左、右两块槽形支撑架上各装有二块平行的长立板，它通过弹性橡胶镶嵌在槽形支撑架里，长立板露出槽形支撑架平面3～5mm，在长立板下面设有电开关触点，左、右长立板对应且在同一直线上。

7、用于权利要求1或2所述的汽车轴距检测方法的应变检测装置，其特征在于几块规格相同的薄钢板相互平行地固定在左、右支撑架上，左右钢板一一对应且相互平行，在薄钢板上帖上应变片，薄钢板的上方覆盖一层保护膜，应变片输出信号，经电路处理转变成检测信号、输入计算机。

8、用于权利要求1或2所述的汽车轴距检测方法的触点开关检测装置，其特征在于在左、右支架上分别装多根钢绳，钢绳相互平行，间距相等，且在同一平面上，左、右相对应的钢绳在同一直线上，钢绳上面覆一层弹性薄膜，钢绳两端施以回位弹簧且装有触点开关。

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