四轮定位仪校准装置及测量技术研究

张健

摘 要： 四轮定位是确保车辆具有良好行驶性能的重要参数，四轮定位的重要性直接关系到行车安全，如果不合格会导致转向沉重、跑偏或者轮胎单边磨损，块状磨损等。最直接的驾驶感受是用户行车时会出现车感漂浮、颠簸、摇摆等现象。

关键词： 四轮定位仪;校准装置;测量技术

【中图分类号】U463 【文献标识码】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.28.181

前言：汽车四轮定位是对车辆进行数字化检测与管理的技术手段，是汽车检测过程中不可或缺的一部分，为了满足人们对现代汽车的使用需求，确保驾驶人安全驾驶的重要检查方式。汽车悬架与前后轮之间存在直接联系，但这种联系不是单纯的机械连接，在装配的同时需要确保精密的相对位置关系，现代检测设备越来越先进，制造商生产的四轮定位仪也在不断改进，以满足使用者方便、精准的测量要求。四轮定位仪不仅为使用者提供数据测量功能，同时还承担着简化流程、精确测量、方便调整的重要功能要求。

1 车轮定位参数的重要作用

1.1 外倾角

外倾角可正可负。大部分车辆都在车辆前轮上设置了较小的正外倾角，是因为如果不设计外倾角，车辆空载时车轮垂直于地面，那么当车辆有载荷在路上行驶时，由于悬架压缩，车轮就会呈“八字”内倾状态，不仅导致轮胎磨损增加，而且會增加轮毂轴承的负担，增加安全隐患。有很多四轮独立悬挂的汽车考虑到高速行驶的稳定性采取了一定的负外倾角，外倾角为小的负倾角可以迎合路面的弧度，使车轮有更好的抓附能力，操控性更好。主要调整方法有调整垫片厚度、调整凸轮或者偏心螺丝角度、调整上控制臂或者下控制臂的位置等等。

1.2 主销内倾角

整体式车桥一般都有实际存在的主销，而独立悬架基本都可以取消实际存在的主销来增大空间。比如麦弗逊悬架就是减震器上安装位置的中心安装位置的中心与摆臂球销的连线作为主销的。主销后上部略向内倾，称为主销内倾。主销内倾角形成的前轴载荷可以帮助车轮转向后能自动回正，且操纵轻便。内倾角一般为5°～8°。主销内倾不正确或者左右两侧主销内倾相差较大都是很危险的。所有的主销内倾角都是无法直接调整的，但可以通过调整前轮外倾进而得到相应的调整。

1.3 主销后倾角

主销后倾角使得车辆行驶过程中产生离心力，从而获得车轮发生偏转的反相推力，并通过主销后倾角形成的离心力帮助车轮转弯后自动回正。

1.4 主销外倾角调整

主销外倾角调整与后倾角调整类似，但如果外倾角和后倾角都需要调整则要先调后倾角再调整外倾角，这样的顺序可以保证一次调整到位避免重复调整。

1.5 束角：前束主要影响以下三个方面性能：

1）磨损。过多的内束将加速轮胎外边缘磨损，过多的外束会引起轮胎内边缘磨损。

2）行驶稳定性。

3）时操控特性。

前束保持不变有利于保持车辆稳定性，但是有时候需要前束在车轮上下跳动中有一定的变化，可以使得车辆在转弯行驶时，满足增加不足转向特性的需要，一般情况下，在车轮上下跳动-50mm到50mm范围内，前束角在-1到1度之间。前轮前束通过调整转向横拉杆螺栓来调整内束和外束;后轮前束通过调节推力杆的偏心螺钉来调整。

1.6 车轮定位参数之间的关系

主销后倾角，前轮外倾角和前轮前束皆相互关联，变更其一，可能影响其他相关定位角度。

（1）车轮外倾角和束角相互影响和抵消。

（2）大部分汽车调整主销后倾角时，外倾角也会发生变化。

（3）主销内倾随前轮外倾变化而变化。主销内倾角和前轮外倾角合起来的总角是包容角，包容角不变。调整外倾角时，主销内倾角也发生等量变化，匹配好主销内倾角和前轮外倾角可大大减少汽车的侧滑量。

2 四轮定位仪的应用

2.1 四轮定位仪的分类及原理

从目前的市场来看，四轮定位仪主要有两种，一种是有线的CCD四轮定位仪，一种是新兴的光学探头3D定位仪。有线定位仪通过线束连接固定在四个车轮上的传感器，最后连接到主机，采集四轮传感器的角度及位置信息，传输给主机程序进行计算，通过举升及转动车轮为主程序提供数据，主程序利用采集到的信息进行运算及车型数据对比，得到本车数据是否与出厂数据有偏差，偏差值的大小都有显示，并给出调整建议，操作者只要按照屏幕指示来进行调整即可。而3D定位仪原理与CCD定位仪一致，也是通过附加在四个轮胎上的传感器提供数据，让车辆前后进行滚动通过摄像头采集数据反馈给主机，主机程序进行测算得出相关参数，主要区别在于CCD有线的四轮定位仪是用有线连接进行数据传输，而3D定位仪是通过摄像头感知标靶移动或转动位置来采集数据，所以在原理上一直，只是通信方式的不同出现了不同种类的四轮定位仪。

2.2 检测前的仪器准备

在进行四轮定位检测前我们应做好提前准备，除了四轮定位仪还需要水平举升平台，来和四轮定位仪进行配合完成操作。

2.3 定位仪的操作

不同型号的四轮定位仪操作不尽相同，但大体上一致，本文以亨特3D四轮定位仪为例列出主要操作步骤：首先选用车型，针对测量的车型在列表里对应选择，这一步是为了调取参考数据，让实测数据与调取得标准数据相对比;其次是对待测车辆进行检查，主要检查车辆是否存在负载、油箱是否满载，主要目的是为了去除车辆不该有的负载，以获得车辆正确的悬架伸缩位置，使得测量的数据更加准确;然后进行前期的数据测量，比如轮胎花纹深度、轮胎的气压调整、PR值的测量，在主程序当中输入相应参数，按照程序的指引进行进一步的操作，直到测算出相关的参数为止;按照测算出的参数数值，进行相应的调整，直到与数据库里调出的数据范围一致，即完成了四轮定位的操作。

结束语：在技术不断革新的前提下，各生产厂家四轮定位仪也在不断改进，但无论外观如何变化，基本原理保持一致，操作上也是大同小异，其根本目的都是为了测算车轮数据来完成计算，获得四轮参数值，然后按照参考值进行四轮的调整获得良好的参数，使得车辆能获得稳定的驾驶能力，确保驾驶人的安全。

参考文献

[1] 杨勇.浅谈汽车维修检测中的四轮定位仪及其应用[J].电源技术应用，2013（08）：361.

[2] 王金学.轿货车车高变化对前轮定位角的影响[J].汽车工艺与材料，2000（6）：41-42.