【正文】 ，該設(shè)備的測量功能進(jìn)一步增強(qiáng)，由于采用了單片機(jī)等微電腦進(jìn)行控制，測量的自動化程度有所提搞。 激光式四輪定位儀 激光式車輪定位儀通過光線照射或反射的方式形成一封閉的直角四邊形。 計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)已經(jīng)在交通導(dǎo)航，現(xiàn)場勘測，自動化生產(chǎn)，虛擬現(xiàn)實(shí)等諸多領(lǐng)域經(jīng)行了成功應(yīng)用，使得其高精度的策測量成為一種新興的，先進(jìn)的測量技術(shù)。 國外利用輪胎花紋攝影測量圖像傾角來計(jì)算車輪外傾角；基于計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的四輪定位參數(shù)測量圖像處理方式，即 V3D 三維成像車輛技術(shù)；利用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)，建立起圖像傳感器位姿和測量裝置之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，從而計(jì)算四輪定位參數(shù)，即動態(tài)法測量技術(shù)（建立數(shù)學(xué)模型）。但隨著國內(nèi)技術(shù)發(fā)展，相信有一天中國在這一領(lǐng)域會取得較大突破 [3]。V3D 四輪定位的測量部分使用高分辨率的面陣圖像傳感器（面陣 CCD 或數(shù)碼相機(jī)），而原來機(jī)頭由一反光板代替，目標(biāo)盤上有你一定規(guī)律排列的反光斑，構(gòu)成 V3D 系統(tǒng)的基本原件，圍繞在數(shù)字?jǐn)z像機(jī)周圍的發(fā)光二極管不斷發(fā)射固定頻率的紅外線，目標(biāo)盤接受到光線后，將光線反射攝像機(jī)進(jìn)行成像。運(yùn)用遺傳算法和滿意準(zhǔn)則數(shù)學(xué)模型的廣義形式組成 本測量方法的核心計(jì)算環(huán)節(jié)，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)得到的映射關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了車輪定位參數(shù)的動態(tài)測量 [5]。至今能普及使用的、精度較高的國產(chǎn)自動化設(shè)備比較少，許多廠家是通過購買國外的傳感器及軟件的方式在國內(nèi)進(jìn)行組裝生產(chǎn)，沒有形成自己的知識產(chǎn)權(quán)，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。我們相信，隨著大家的不懈努力和 V3D 技術(shù)的不斷完善，中國的四輪定位儀測量技術(shù)和產(chǎn)品水平將會迅速地不斷提高。 基本常識 (1) 什么是汽車的車輪定位 現(xiàn)代汽車的車輪定位是指車輪、懸架系統(tǒng)元件以及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)元件，安裝到車架（或車身）上的 幾何角度與尺寸須符合一定的要求，保證汽車行駛的穩(wěn)定性和安全性，減少汽車的磨損和油耗。 正確的車輪定位可以幫助系統(tǒng)中所有不見都處于正常關(guān)系中，可以獲得以下好處：(1) 延長輪胎的使用壽命 一組新的 輪胎，有時(shí)表現(xiàn)為某一個(gè)輪胎使用不久就會發(fā)生異常磨損，有時(shí)發(fā)生在前輪，有時(shí)發(fā)生在后輪。 (3) 減少轉(zhuǎn)向機(jī)械和懸架的磨損 由于不同的車輪定位角可以使汽車處于不同的平穩(wěn)關(guān)系中，因此不正確的車輪定位角不僅會加劇車輪的磨損，而且會造成懸架和轉(zhuǎn) 向系統(tǒng)傳動部分的轉(zhuǎn)動部件，如控制臂襯套、球頭銷、主銷襯套等的非正常磨損。 (6) 確保安全駕駛 正確的車論定位最大的好處就是保證安全駕駛。 四輪定位的基本參數(shù) ? 前輪定位 轉(zhuǎn)向輪、轉(zhuǎn)向節(jié)和前軸或下擺臂三者之間裝配要具有一定的相對位置，這種具有一定相對位置的裝配關(guān)系叫做前輪定位。在承載后車輪能垂直于路面，能扼制轉(zhuǎn)向輪的擺振。圖 31 所示。但此力矩不宜過大，否則在轉(zhuǎn)向時(shí)為了克服此穩(wěn)定力矩，駕駛員須在轉(zhuǎn)向盤上施加較大力（即轉(zhuǎn)向沉重）。由此可知，車架變形，鋼板彈簧疲勞，轉(zhuǎn)向節(jié)松曠，車橋扭轉(zhuǎn)變形等均將使主銷后傾角發(fā)生變化 。 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 圖 32 主銷內(nèi)傾角 主銷內(nèi)傾角 β 有使車輪自動回正的作用，當(dāng)轉(zhuǎn)向輪在外力的 作用下由中間位置偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度（如圖中雙點(diǎn)畫線位置），理論上車輪的最低點(diǎn)將陷入路面一下 h 距離。但 L1 值不宜過小，即主銷內(nèi)傾角不宜過大，否則在車輪繞主銷偏轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)向過程中，輪胎與路面間將產(chǎn)生較大的滑動，輪胎與路面間的摩擦力將增大。 前輪外傾角 前輪安裝在車橋上時(shí)，其旋轉(zhuǎn)平面上方略向外傾斜的現(xiàn)象稱為前輪外傾。因此，為了使輪胎磨損均勻和減輕輪轂外軸的負(fù)荷，安裝車輪時(shí)應(yīng)使車輪有一定的外傾角，以防止車輪內(nèi)傾。設(shè)計(jì)時(shí)使轉(zhuǎn)向節(jié)軸頸的軸線與水平面成一角度而獲得（一般 α 為 1176。 車輪有了外傾角后，在滾動時(shí)九類似于圓錐滾動，從而導(dǎo)致兩側(cè)車輪向外滾開。因前輪外傾，在滾動時(shí)將導(dǎo)致兩側(cè)車輪向外滾開。 前輪前束可通過改變橫拉桿的長度來調(diào)整。 前輪驅(qū)動轎車通常為很小的后輪反前束。減少后輪在行駛中的側(cè)滑，以最大限度地延長后輪輪胎的使用壽命。推力線如和汽車前、后輪幾何中心線平行，再配沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 合適當(dāng)?shù)闹麂N后傾角 和主銷內(nèi)傾角，在筆直的公路上，即使雙手離開轉(zhuǎn)向盤，車輛仍可以保持直線行駛。 圖 26 后軸未發(fā)生偏向時(shí)中心線和推力線 圖 27 后軸偏向造成推力線偏離了幾何中心線 與后輪定位相關(guān)的概念及作用 設(shè)置后輪定位可削弱后軸偏向、偏跡的問題在正常行駛和轉(zhuǎn)向時(shí)的負(fù)面保持正確的后輪 外傾角和后輪前束是非常重要的。 為什么有些汽車喜歡走偏？為什么有些汽車轉(zhuǎn)彎很費(fèi)力？為什么有些汽車的輪胎磨損得快？這些問題大多涉及到一個(gè)輪胎安裝角 度問題－一個(gè)非常重要的轉(zhuǎn)向輪位置角度，叫做“前輪定位”。角度越大前輪自動回正的作用就越強(qiáng)烈，但轉(zhuǎn)向時(shí)也越費(fèi)力，輪胎磨損增大；反之，角度越小前輪自動回正的作用就越弱，因此這個(gè)主銷內(nèi)傾角都有一個(gè)范圍，約 5176。這與摩托車的前叉向后傾的道理一樣，它使車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)產(chǎn)生的離心力所形成的力矩方向與車輪偏轉(zhuǎn)方向相反，迫使車輪偏轉(zhuǎn)后自動恢復(fù)到原來的中間位置上。 主銷內(nèi)傾和主銷后傾都有使汽車轉(zhuǎn)向自動回正，保持直線行駛的功能。所以事先將車輪校偏一個(gè)外八字角度，這個(gè)角度約在 1176。前輪前束的作用是保證汽車的行駛性能 ，減少輪胎的磨損。 現(xiàn)代轎車普遍都是前后獨(dú)立懸掛，為了保持良好的行駛狀態(tài)，前、后車輪有些參數(shù)需要調(diào)整，也就是維修行業(yè)常指的“四輪定位”。 維修行業(yè)“四輪定位儀”的電腦存儲了大量轎車車型四輪定位的資料，檢測時(shí)四輪定位儀先測量出汽車現(xiàn)時(shí)的四輪定位參數(shù)，然后電腦自動與相應(yīng)車型的存儲值對比，對汽車四輪定位算出偏差值，維修人員按照定位儀的提示進(jìn)行修正就可以恢復(fù)原狀了。在直線行駛時(shí)前輪必然脫離定位基準(zhǔn)難以保證行駛的直線性。如果后輪定位角不對，而后輪定位在設(shè)計(jì)上又是可以調(diào)整的，則需要換那些變形了的零部件，即負(fù)責(zé)車輪定位的懸架上的部件，常見的是擺臂、減少器以及導(dǎo)向裝置。四輪定位儀可檢測的項(xiàng)目包括：前輪前束值 /角 (前輪前束角 /前張角 )、前輪外傾角、主銷后傾角、主銷內(nèi)傾、后輪前束值 /角 (后輪前束角 /前張角 )、后輪外傾角、車輛輪距、車輛軸距、轉(zhuǎn)向 20176。但汽車的操縱穩(wěn)定性不僅僅由前輪定位來保證，后輪定位也起著至關(guān)重要的作用，所以，最好使用四輪定位儀檢測和調(diào)整。因?yàn)樗妮喍ㄎ粌x系統(tǒng)采用的傳感器不同，測量方法亦有所不同，這里僅就光敏三極管式傳感器來說明一下車輪前束的測量原理。 安裝在兩前輪和兩后輪上的光敏三極管式傳感器均有光線的接收和發(fā)射（或反射）功能，通過它們間的發(fā)射和接收剛好能形成類似于圖 42 所示的四邊形。同理，通過安裝在 后輪上的傳感器，我們可以檢測出后輪前束值（后輪前束角）的大小和方向。 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 a)直行時(shí)，扳手接桿 水平 b) 向里轉(zhuǎn)向時(shí)， c) 向外轉(zhuǎn)向時(shí)， 扳手接桿向上偏轉(zhuǎn) 扳手接桿向下偏轉(zhuǎn) 圖 45 主銷后傾角的測量原理 主銷內(nèi)傾角的測量原理如圖 46 所示，在扳手接桿頭部系上一長接桿，長接桿與扳手接桿垂直。 LMNP 平面是與主銷垂直相交的平面，該平面是 HIJK 平面以 ST 為軸轉(zhuǎn)動 角（主銷內(nèi)傾角）形成的， OD 為車輪向左轉(zhuǎn)動 20176。、 AB、 A180。、 MI、 FN 和 KP 均是水平面 DEFG 上的鉛垂線。＝ ，故有： 42 即主銷后傾角 為實(shí)際測量角度 的 倍。四邊形 LMNP 為與主銷垂直相交的平面，該平面是 HIJK 平面以 ST 為軸轉(zhuǎn)動 角（主銷內(nèi)傾角）形成的， OE是車輪向右轉(zhuǎn)動 20176。通常規(guī)定 轉(zhuǎn)角為 20176。時(shí)，傳感器所測得的實(shí)際角度值； 、 為車輪左轉(zhuǎn)動 20176。 雖然四輪定位儀的類型有所不同，但它們測量主銷傾角的原理是相同的，所不 同的僅僅是它們各自采用的測量角度的傳感器不同而已，為了便于理解四輪定位儀的測試過程檢測方法，下面簡單介紹幾種常見的測量角度的傳感器： (1) 光電編碼器，基本上可以分為兩大類：圓光柵編碼器和絕對式編碼器。 另外用于測量角度的傳感器還有電感式傾斜傳感器、小型雙軸斜度傳感器和電位式傳感器。因光點(diǎn)與 刻度的關(guān)系，存在人為誤差，而且激光很容易受外界干擾，因此用激光做光源應(yīng)用于四輪定位儀并不理想。雖然通過使 用一些特殊的技術(shù)可以在一定程度上避免這些問題，但從原理上限制它只能測量單一光點(diǎn)卻是改變不了的。它是 20 世紀(jì) 70 年代初發(fā)展起來的新型半導(dǎo)體集成光電器件，它是在一塊硅面上集成了數(shù)千個(gè)各自獨(dú)立的光敏元，當(dāng)光照射到光敏面上時(shí)，受光光敏元將聚集光電子，通過移位的方式，將光量輸出，產(chǎn)生光位置和光強(qiáng)的信息，因此 CCD 具有測量精度高（ 度以內(nèi)）、無溫度系數(shù)、使用壽命長等特點(diǎn)。 因此歐美國家生產(chǎn)的四輪定位儀均采用 CCD 技術(shù)，如戰(zhàn)車、百事霸、戰(zhàn)神等，這沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 也足以說明 CCD 產(chǎn)品的優(yōu)勢。 做汽車四 輪定位時(shí)的注意事項(xiàng) 因四輪定位儀是一種較精密的檢測設(shè)備，要求操作人員在使用前需經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)，并且在使用定位儀前先查閱四輪定位儀的產(chǎn)品說明書，以便更好地了解四輪定位儀的操作工程。 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 ②托住車身，把汽車舉升至車輪能自動轉(zhuǎn)動（第二次舉升）。 ⑥檢查車身高度，檢查車身四個(gè)角的高度和減振器技術(shù)狀況，如車身上不平應(yīng)先調(diào)平，同時(shí)檢查轉(zhuǎn)向系和懸架時(shí)候松曠，如松曠則應(yīng)先緊固或更換零件。 ⑤用制動鎖壓下制動踏板，是汽車處于制動狀態(tài)。 ⑨將安裝在四個(gè)車輪上的定位校正頭的水平儀調(diào)到水平線上，此時(shí)計(jì)算機(jī)顯示出轉(zhuǎn)向輪的主銷后傾角、主銷內(nèi)傾角、轉(zhuǎn)向輪外傾角和前束的數(shù)值。 ? 再次壓試車輛，將轉(zhuǎn)向輪左右轉(zhuǎn)動，看屏幕上數(shù)值有無變化，若有變化應(yīng)重新調(diào)整。確定舉升機(jī)兩個(gè)承載板的寬度與被測車輛的前、后軸距一致，然后將舉升機(jī)降至最低點(diǎn)，確保轉(zhuǎn)角盤和后滑板的固定銷都插好之后，再將被測車輛開上舉升機(jī)。操作員需要分別用力壓車身的前部和后部，以使車輛的懸掛 復(fù)位。留意各個(gè)傳感頭上的箭頭標(biāo)就不會弄錯(cuò)位置。然后用防滑膠圈將夾具固定在輪胎上。 ④ 抽出轉(zhuǎn)角盤和后滑板的安全銷， 使汽車車輪處于自由狀態(tài)。 ⑦ 松開剎車，用力壓下車身前部和后部，使減震彈簧裝置恢復(fù)到中間位置。 ② Fl 開始定位操作：驅(qū)動程序，開始測定。 (2) 開始操作 從最初畫面選 F1 時(shí)，會顯示選擇車種畫面。 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 圖 412車輪的輪 輞 補(bǔ)償 開始測定 (按 FI 鍵 )：轉(zhuǎn)到輪輞補(bǔ)償畫面。用面板上的水平指示器傳將傳感器調(diào)水平。 注意：輪輛補(bǔ)償前與后，必須確認(rèn)傳感器的旋鈕是否放松。 轉(zhuǎn)向盤維持中央位置上，鎖緊裝置的手把往下按，使彎曲的部分能固定轉(zhuǎn)向盤。參見圖 415。參見圖 414。 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 圖 413安裝制動踏板固定器 (5) 固定轉(zhuǎn)向盤 轉(zhuǎn)向盤維持中央位置上，安裝制動固定器 (參見圖 413)。再次將夾具 保持豎直位置，轉(zhuǎn)動車輪半圈 (180?)。 (4) 輪輞補(bǔ)償?shù)谋ＷC與補(bǔ)償程序 先確認(rèn)四個(gè)傳感器的水平狀態(tài)后，實(shí)行每一個(gè)車輪的輪輛補(bǔ)償，參見圖 412。可以輸入數(shù)據(jù) (F2)或移至前畫面 (F5). (3) 開始測定 (Fl) 選擇客戶管理畫面，參見圖 411。 ④ F3 客戶管理：查看及搜索客戶資料。 進(jìn)行車輪定位 (1) 打開電腦顯示器進(jìn)入初始畫面 圖 410顯示主菜單 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 ①打開電腦，先確認(rèn)連接狀態(tài)后，顯示主菜單。 ⑥ 安裝卡具和傳感頭。 ② 將汽車駛上轉(zhuǎn)角盤和后滑板上 .車輪要位于轉(zhuǎn)盤和滑板的中部。夾爪張到適合輪輞直徑大小。請務(wù)必 注意 各傳感頭的位置。車輛的兩前輪要落在兩轉(zhuǎn)角盤的中心上，同時(shí)轉(zhuǎn)角盤的圓盤要均勻分布在輪胎的兩側(cè)。 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 實(shí)例操作汽車四 輪定位儀 上車前準(zhǔn)備工作 (1) 上車前準(zhǔn)備工作 在被測車輛開上舉升機(jī)之前，需要檢查四個(gè)車輪的胎壓是否符合標(biāo)準(zhǔn)胎壓。 ⑩若超出允許范圍，按計(jì)算機(jī)提示的調(diào)整方法經(jīng)行針對調(diào)整。