X-631车轮定位实验综述报告

徐敬广

X-631车轮定位实验综述报告

徐敬广

（安徽电子信息职业技术学院 电子工程学院，安徽 蚌埠 233000）

X-631四轮定位仪是一种以CCD传感器为核心技术进行数据采集测量探头的精密测量设备，用于检测汽车车轮定位参数，并与原厂设计参数进行对比，指导使用者对车轮定位参数进行相应调整，使其符合原设计要求，以达到理想的汽车行驶性能。本文对该款四轮定位仪的使用进行了相关介绍，结合实验教学案例，具体展示了X-631四轮定位仪实验教学过程，并指出实践应用中的注意事项，以期为高职汽车类专业实验教学提供参考与借鉴。

四轮定位仪；测量流程；实验操作；综述报告

四轮定位，又称车轮定位，是前轮定位和后轮定位的合称。汽车的转向车轮、转向节和前轴三者之间一定相对位置的安装叫做前轮定位（也称转向轮定位），包括主销后倾、主销内倾、前轮外倾和前轮前束四个内容；后轮与后轴之间安装的相对位置，称后轮定位，包括推力角、车轮外倾角和后轮前束[1]。

X-631四轮定位仪，采用高分辨率CCD和高精度倾角传感器及精密光学成像系统研制而成。主要用于检测汽车车轮定位参数，了解汽车底盘状况，指导用户对车轮定位参数进行相应调整，从而达到理想的行车和驾驭效果。

1 实验目的意义

1.1 目的

熟悉四轮定位仪的原理、功能、操作使用技巧及注意事项，培养学生及汽车维修技术人员测试处理实际车辆故障的能力，提高分析解决实际问题的能力和素质。

1.2 意义

准确的车轮定位能确保车辆在水平路面上直线行驶，使转向轻便保持在可控状态；不仅可以延长轮胎的寿命，还能减小路面的摩擦，达到节油的效果；能使轮胎正常转动，并且保持与路面的正常接触，提高汽车安全性、经济性，降低驾驶人的疲劳强度。

2 定位仪原理结构

2.1 工作原理

X-631四轮定位仪的电气工作原理框图如下图1所示。

图1 定位仪电气原理框图

2.2 仪器结构

X-631四轮定位仪由主机、探杆、轮夹、轮夹挂架、转角盘、方向盘固定架、刹车板固定架等组成。

2.3 主机

X-631四轮定位仪主机由机柜、计算机、接口电路、电源等部分构成，是用户的操作控制平台。

2.4 探杆

X-631四轮定位仪配有四个探杆：分别为左前探杆(FL)、左后探杆(RL)、右前探杆(FR)、右后探杆(RR)，如图2所示。

图2 探杆外形图

每个探杆都装一个CCD传感器和一个射频发射接收器。CCD传感器把获取的光点坐标无线传输给计算机系统进行处理。

每个探杆的中部有一操作面板，如下图3所示，它分为LCD显示区域和按键操作区域。

图3 探杆操作面板

LCD显示区域实时反映出开机画面显示、充电状态显示、电子水平显示、偏心补偿操作显示、探杆测量显示、探杆状态显示、空闲状态显示等不同的工作状态：。

2.5 轮夹

X-631四轮定位仪配有四个轮夹（如图4所示)。与轮辋相连装配正确与否对测试结果有很大关系。

图4 轮夹

3 实验条件准备

3.1 实验设备条件

X-631四轮定位仪一套、汽车一辆、气泵一台、四柱举升机一台、车身高度调整专用工具一套、车轮平衡和车轮调整工具一套等。

3.2 实验检测条件

（1）所有车轮上必须安装规定的相同尺寸轮胎，轮胎气压要符合规定；（2）车辆空载(备胎、随车工具应在行李厢中)；（3）转向盘自由行程应符合要求；（4）车轮轴承和轴承间隙正常；（5）检查底盘各个球头应无松旷；（6）车身无明显倾斜。

3.3 实验准备

（1）将汽车驶到举升机上，使前轮位于转角盘中心；车停稳后，拉紧手刹以确保车辆不移动和人员安全。车驶驶入前后，根据提示要求将转角盘锁紧或松开。

（2）询问车主关于车辆有关行驶方面的问题和出现的现象，过去四轮定位的检测情况，了解汽车的生产国家及厂家、车款、车型和出厂年代等有关情况。

（3）检查底盘各零部件是否有松动及磨损，检查轮胎气压、规格、花纹及其深度是否相同一致[2]。

（4）将轮夹安装在四个车轮上，并旋转手柄以锁紧轮夹。

（5）将探杆安装在轮夹的轴套上。

（6）调节探杆，使水平仪气泡处于中间位置，锁紧并开机。

（7）检查定位仪电源,打开机柜电源，启动电脑[2]。

4 实验操作流程

送电，开机，直接进入测量程序主界面，然后点击[常规检测]，进入测量界面。

4.1 车型选择

在做四轮定位之前，必须先选择该车型的标准数据，此界面下，主要有：下一步、导航栏、常用数据列表、从标准数据选择、快速查找、轮胎参数、帮助等为用户使用提供操作选择功能，界面显示如下图5所示。

图5 车型选择

4.1.1 操作步骤

在[常用数据列表]内选择相应的车型条目，然后点击[下一步]。

4.1.2 注意事项

（1）当系统前束用长度单位制的时候，在该界面的右下角处需要您先输入汽车的轮胎直径，否则无法进入下一步的操作；

（2）当前提供的表格与[系统管理]界面内[常用数据管理]是同一个表格，可以直接把系统自带的标准数据添加到该表中，点击[从标准数据添加]即可。

4.2 偏心补偿

偏心补偿是为了减小由于钢圈、轮胎的变形和轮夹的安装而引起的误差。建议每次测量时都选择该操作步骤，以提高测量精度[3]。界面显示如图6所示，其中探杆水平状态图标绿色代表水平状态，红色代表不水平（需重新调整）。

图6 偏心补偿

4.2.1 操作步骤

（1）转动方向盘，使车轮平直，用方向盘固定架固定方向盘，然后用举升机举起车身，使车轮悬空并可以自由旋转。

（2）根据屏幕提示，开始左前轮的偏心补偿操作，调整左前探杆水平，完成后点击[下一步]。

（3）根据屏幕提示，将左前车向车辆前行方向轮旋转180度，调整左前探杆水平，完成后点击[下一步]。

（4）根据屏幕提示，将左前车轮向车辆前行方向旋转至初始位置，调整左前探杆水平，完成后点击下一步。

（5）根据屏幕提示，分别完成右前、右后、左后车轮的偏心补偿。

（6）放下车身，使四轮着地，晃动车身，使车轮紧贴地面，偏心补偿操作完毕（界面显示偏心补偿数值）。

4.2.2 注意事项

（1）做偏心补偿前，一定要按照要求将方向盘可靠固定，以免做偏心补偿时轮胎发生左右摆动的情况进而造成偏心补偿不准的后果。

（2）做偏心补偿时需要转动车轮，各个探杆都需要保持相对静止，且水平。

（3）在转动车轮时，有些车的左右车轮会联动（即左轮胎转动时，右轮胎会跟着转动），这种情况需有人协助操作，避免联动[4]。

（4）若举升机上的二次举升机能同时举起前后轴，则做偏心补偿时应同时把前后轴举起进行操作；若举升机上的二次举升机每次只能举起单个轴，则在做前轮偏心补偿时单独把前轴举起，做后轮偏心补偿时再单独把后轴举起;偏心补偿结束后，应分别检查四个车轮，确认它们保持在补偿完成时的状态，然后再放下车身。

（5）在[系统管理]-[系统设置]界面内可以设置90度和180度和推车补偿三种偏心补偿方式。其中180度补偿为标准补偿方式，其精度高，补偿时需要前后探杆参照测量。

4.3 主销测量

主销测量是针对前轮而言的，包括主销内倾角及主销后倾角。主销内倾角可使车重平均分布在轴承之上，保护轴承不易受损，并使转向力平均，转向轻盈。主销后倾角的存在可使转向轴线与路面的交会点在轮胎接地点的前方，可利用路面对轮胎的阻力让汽车保持直进[5]，界面如图8所示:

图7 主销测量

4.3.1 操作步骤

（1）根据界面提示调整方向盘，直至操作界面上的圆形小球移动到中间位置，并且由红色变成绿色，此时再根据操作界面提示调整所有探杆至水平位置，如果探杆已经水平，系统将自动进入下一步。

（2）选择向左或向右偏转方向盘，到达指定位置后，小球由红色变成绿色，表示此侧已完成采样。

（3）反向转动方向盘至指定位置后，新生的红色小球再次由红色变成绿色，采样工作完毕。

（4）检测完毕，回正方向盘至指定位置，系统自动弹出测量结果，界面如图9所示:

图8 测量结果

4.3.2 注意事项

（1）做主销测量前，请先安装刹车板固定架，拉手刹，以确保车轮不会发生滚动，并去掉方向盘固定架。

（2）在[系统设置]界面可以设置[主销转向操作]的转向角度，标准测量为转向[20度]测量，但在一些特殊情况下，转向角度达不到20度时，可以选择转向[10度]测量。

（3）在各测量界面，测量值用不同种类的颜色来表示。

绿色：测量值在标准范围内；红色：测量值在标准范围内；蓝色：该测量参数没有标准范围。

4.4 后轴测量

4.4.1 后轴测量

后轴测量的实时结果，操作员可一边进行调整，一边将测量结果与参考数据进行对比，把汽车调整至最佳状态，如图9所示:

图9 后轴测量

4.4.2 附加检测

后轴附加检测操作平台，能够测量显示左轮横向偏移、右轮横向偏移、轴偏移、前轮退缩角、后轮退缩角、轮距差、轴距差等角度，显示界面如图10。

图10 附加检测

4.4.3 标准车型参数

标准数据里含有轴距、前后轮距的参数值，则屏幕显示的各角度值会自动转换成以mm为单位的长度值，并动态测量显示，界面如图11：

图11 车型参数

4.4.4 调车帮助

调车帮助界面内罗列了各种车型的前束及外倾调节方法，操作员可参考帮助界面内的操作方法进行汽车前束及外倾调整。

4.4.5 举起车身

有时可能需要将车辆抬起悬空，然后才能方便对前后外倾角进行调整，在抬起车轮时，传感器会移动,测量角度值也会改变，这时请使用举升调整功能，点击[举起车身]并按照屏幕提示举起车身，软件会自动补偿传感器的偏移，以实现准确调整[6]。

图12 车身举升

注意：调整完后，请记得点击[放下车身] ，并按照屏幕提示放下车身。后轴举升测量时如果不降举升机，选择除[前轴测量]的其它界面时会有限制。

4.5 前轴测量

4.5.1 前轴测量

前轴测量的实时结果,操作员可一边进行调整，一边将测量结果与参考数据进行对比，把汽车调整至最佳状态，如图13所示：

图13 前轴测量

4.5.2 附加检测

前轴后轴附加检测操作平台，能够测量显示左轮横向偏移、右轮横向偏移、轴偏移、前轮退缩角、后轮退缩角、轮距差、轴距差等角度。

4.5.3 前轮转向前束调整

可以进行前轮转向前束调整（注：当使用两个探杆测量时，只显示总前束，不显示分前束）。

4.6 报表打印

报表打印可以打印并储存当前车辆的定位数据，包括车牌号码、客户信息、车辆信息、故障原因、操作员等信息。

图14 报表打印

4.7 试车检查

调整完成后，确定前后轮调整数据无误，保存并打印调整结果，退回到四轮定位主界面，关闭电脑主机；取下悬架压缩装置，安装发动机下护板，降下车辆；取下车轮定位仪传感器，拆下夹具，取出转向盘锁止工具和制动踏板锁止工具。

四轮定位调整结束，应进行试车，以检查车辆的行驶异常情况是否消除，车辆应正常运行，无跑偏、转向盘不正等现象。如果未达到标准应重新进行测量调整。

4.8 其他功能

X-631四轮定位仪除常规检测测量功能外、还有快速检测、附加检测、系统管理、报表打印、3D界面/2D界面、帮助系统、退出系统等功能供用户根据需要选择使用。

5 四轮定位调整实验案例

5.1 四轮定位实验案例

5.1.1教学情境引入

故障现象：一辆捷达VS5 2021款 280TSI自动悦享型汽车行驶中出现向左跑偏情况，经检查各零部件有异常现象，胎压正常。

分析车轮外倾角和前束的定义、作用、影响、调整。

5.1.2四轮定位仪准备

（1）将电子转盘按其标记“L”和“R”分别放置在四柱举升机器左右支撑板凹槽内。

（2）将被测车辆停放在举升机上，并将前轮停放在转盘上（车轮与转盘对正）。

（3）将仪器的四个夹具分别安装在前后轮上，同时将测试头装在夹具上。

（4）蓝牙信号连接：探杆蓝牙模块与主机连接。

（5）分别调整四个测试头水平。

（6）连接控制柜电源线。

5.1.3实验过程

接通电源，开启计算机；

车辆数据导入：可从数据库中导入该车型的标准数据，作为参照及调整依据；

检测四轮胎压，调整至标准值；

轮辋跳动补偿操作：分别将前、后轮利用二次举升机举起，车轮每次转动90，按补偿输入键,转动四次完成跳动补偿，该补偿可有效减少测量误差；

使用抵压板将制动压板压下，并固定，拔下电子转盘固定销；

按显示屏幕上所提示的项目操作:分别将方向盘转至“车轮正直方向”“右侧至极限位置”“右侧测量位置”“左侧测量位置”“左侧极限位置”:每次须出现“绿柱”并待消失后再进行下一程序。

测试完毕，显示出测试数据与标准数据。对照标准数据，发现该车右侧外倾角负值过大。

调整外倾角，即将该车右侧外倾角往正的方向调整，将右侧下摆臂与牵引杆同时向内侧调整，外倾角就会向正的方向改变。直至数据变绿，表示合格。

试车。

5.1.4注意事项

（1）调整车轮定位参数顺序:先后轮（外倾角→前束角）再前轮（主销后倾角→外倾角→前束角）。

（2）改变前束角时轮子会依着转向轴转，因此外倾角也会变动。

（3）当后倾角变化时由于转向轴上支点会相应移动，因此调整后倾角会改变车轮偏角。

（4）改变外倾角会同时改变内倾角，改变内倾角也会改变外倾角[7]。

（5）后轮前束角改变会影响前轮单轮前束角。

6 结语

对汽车维修技术专业来说，进行四轮定位的操作是一项实践性很强的专业项目。通过本实验使学生掌握四轮定位的基本理论知识和实验技能及测量调整技巧，具备汽车保养与维修的基本实验技能，培养学生运用所学知识分析并解决实际问题的能力，提高学生的综合素养，四轮定位实验是职业院校汽车维修技术相关专业的必开实验，会调整车轮定位参数，也是汽车维修技术人员必备的技能。

[1]张宏坤.汽车底盘检修[M].北京理工大学大学出版社,2019.

[2]张立军.浅谈汽车四轮定位检测[J].时代汽车, 2019(7):157-158.

[3]朱艮生.浅析汽车四轮定位检测的准备与应用[J].汽车实用技术,2020(4):207-209.

[4]万江云.浅析汽车四轮定位仪的应用及维护[J].电脑知识与技术,2019(7):262-263.

[5]唐峰.汽车四轮定位检测维修技术探究[J]. 黑龙江交通科技, 2017(5):158-159.

[6]徐艳.四轮定位仪在汽车维修中的应用[J]. 汽车维修, 2017(9):43-44.

[7]王新民等.汽车维修技能实训[M].同济大学出版社,2017.

U463.34

A

1672-1047（2022）04-0104-05

10.3969/j.issn.1672-1047.2022.04.25

2022-07-05

安徽省质量工程项目“教学示范课：汽车底盘技术”（2020SJJXSFK0223）；安徽省质量工程项目“‘双碳’战略背景下的三教改革实施路径研究”（2021jyxm0110）；安徽省质量工程项目“数字赋能电子信息工程技术教学团队教学能力提升路径研究”（2021jyxm0105）。

徐敬广，男，安徽萧县人，实验师，工程师。研究方向：机械制造与汽车维修。

［责任编辑：程俊］