【文章內(nèi)容簡介】 10′。 精度：在177。 2176。范圍內(nèi)精度為177。 2′，其余范圍精度為177。 10′。 車輪轉角主要通過車輪下方的轉盤計量，因此轉盤精度直接影響系統(tǒng)的測量精度。行業(yè)標準中對轉盤的測量范圍、精度及零點誤差的規(guī)定如下： 轉盤的轉角測量范圍不小于 45176?！?+45? 電子式轉盤測量精度為 ? 機械式轉盤測量精度為 ? 電子式轉盤轉角零點誤差不大于 ? 機械式轉盤轉角零點誤差不大于 ? 為了測得準，好一些的定位儀都有不同的消除誤差的方法。 所有的卡具 ， 不論是三點快速卡具還是多功能卡具 ， 與鋼圈卡緊 后都不可能達到車輪的要求的 度的裝卡精度 ， 為此所有高精度的四輪定位儀都設有鋼圈補償程序。典型的鋼圈補償有二點式補償、三點式補償、推車式補償方式 ， 如圖一所示為鋼圈與卡具有裝卡誤差時 ， 在外傾角方向上存在偏差 a， 輪胎旋轉 180度存在偏差 b， 兩數(shù)相減除以 2 即可求出誤差值。精度較高的四輪定位儀在一次裝卡中的精度為 至 之間 ,故需要做鋼圈補償 ， 可將誤差減小到 度以內(nèi)。 （ 2） 跑臺校準功能； 當舉升機存在微小的誤差時 ， 有些四輪定位儀有專門的校正程序以消除微小的誤差。 江西理工大學南昌校區(qū) 2021 屆?？粕厴I(yè)論文 14 （ 3）校準功能 （ 4） 溫度補償； （ 5）其他功能； 經(jīng)過補償和校準，定位儀應達到上述的測量精度。為了保持四輪定位儀長期準確的可靠性，四輪定位儀需要定期（可分為 3 個月、 6 個月和一年不等）校準，根據(jù)產(chǎn)品的不同可分為定期回廠校準或自帶校準工具校準 。 常見四輪定位儀的檢測方式 隨著四輪定位技術的不斷發(fā)展 ， 各種各樣高科技的四輪定位儀接踵而出 ， 許多廠家為趕上市場的潮流 ， 將許多低端產(chǎn)品說成是高科技產(chǎn)品 ， 以此來哄騙客戶。目前市場上常見的四輪定位儀的檢測方式主要有：激光、 PSD、 CCD 及 3D?，F(xiàn)將激光、 PSD 、 CCD 及 3D 產(chǎn)品各有何優(yōu)勢 ， 剖析如下： （ 1） 激光 激光是一種新型光源 ， 它是作為測量系統(tǒng)的光源應用于四輪定位儀 ， 由于激光都是以垂直的直線輸出的 ， 因此決定了激光產(chǎn)品束度的測量范圍較窄 ， 無補償且需人工計算推力線 ， 其測量精度低 ， 檢測速度慢。因光點與刻度的關系 ， 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用于四輪定位儀并不理想。 眾所周知 ， 激光對人眼視力有一定傷害 ， 所以 UL、 CE 等安全認證很難通過 ，歐美日本早已淘汰 ， 只是在中國和部分東南亞國家還局部存在。 （ 2） PSD PSD 又稱光電位置傳感器。我們知道 ， 幾乎所有的外國四輪定位都不使用 ，只有韓國的機器在大量使用 ， 它的工作原理是：當 PSD 的受光面某一位置存在光照的情況下 ， 其輸出電流會有相應變化 ， 從而可以得到光照位置 ， 它是一種模擬（ DC/AC 轉換 ， 會有數(shù)據(jù)丟失）器件。雖然通過使用一些特殊的技術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卻是改變不了的。 PSD只能使用在工業(yè)環(huán)境里 ， 就是說 PSD 的溫度漂移嚴重并且受環(huán)境光線的影響。溫度變化可以使其輸出的零位變化幾十毫伏 ， 光線的影響使系統(tǒng)取值不穩(wěn)定 ， 這兩 江西理工大學南昌校區(qū) 2021 屆專科生畢業(yè)論文 15 項疊加在一起 ， 便使 PSD 失去了測量精度和設 備穩(wěn)定性 ， 這點是 PSD 的殺手（測不準 ， 重復性差）。 （ 3） CCD CCD 是一種半導體數(shù)字元器件（又稱光電藕合器件） ， 它分為線陣 CCD 和面陣 CCD 兩種。它是 20 世紀 70 年代初發(fā)展起來的新型半導體集成光電器件 ， 它是在一塊硅面上集成了數(shù)千個各自獨立的光敏元 ， 當光照射到光敏面上時 ， 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。 使用 CCD 有良好的環(huán)境適應能力。其他所有的技術都有各種各樣的使用上的限制 ， 比如不能 在光線復雜的地方使用、不能有強電磁場、溫度不能有太大的變化等等 ， 而這些都是普通的修車車間的典型環(huán)境。那些不能開門 ， 不能開窗 ， 早晨涼快測量的數(shù)據(jù)和中午天熱測量就不同 ， 不能有大的電機在附近的要求 ， 對于四輪定位來說 ， 實在是有點過分。因此歐美國家生產(chǎn)的四輪定位儀均采用 CCD 技術 ， 如戰(zhàn)車、百事霸、戰(zhàn)神等 ， 這也足以說明 CCD 產(chǎn)品的優(yōu)勢。 (4） 3D 3D 測量方式是采用圖像識別技術 ， 用 CCD 數(shù)碼相機采集裝在車輪反光板上的圖像信息 ， 以測量出車輪的相對精度 ， 人工推動車輪前后移動 ， 由 CCD 攝像頭采集信息 ， 求出其坐標和角度。這是 一種相當先進的測量方式 ， 目前歐美常用。但他對舉升機和轉角盤等有嚴格的機械精度要求 ， 目前國內(nèi)舉升機和轉角盤無法與之匹配 ， 影響檢測效果 ， 況且標定方式繁瑣 ， 價格昂貴 ， 檢測速度不快 ， 售后維修較慢 ， 并非國內(nèi)主流 汽車四輪定位儀的主要功能 (1)測量的主要參數(shù)除傳統(tǒng)的前輪前束、外傾角、主銷后傾角和內(nèi)傾角外還具有測量后輪前束、外傾角、后軸推力角、退縮角等功能 ， 增加了轉向轉動角差、最大轉角等測量項目。 (2)輪 輞 補償功能。該功能可以對 因輪輞變形 、卡具位置不正而引起的前束、外傾角測量誤差進行補償。 (3)本儀器采用 PC 微機做上位主控機 ， 測量模塊為下位機。兩者之間以串江西理工大學南昌校區(qū) 2021 屆?？粕厴I(yè)論文 16 行方式通訊聯(lián)結。上下位機均采用模塊化結構編程。上位機具有彈出式菜單 ，顯示和打印圖表全部采用中文 ， 上、下位機雙向選擇 ， 操作十分方便。 (4)儀器內(nèi)存有 2021 多種車型的數(shù)據(jù)庫 ， 測量結果隨時可以根據(jù)需要進行判斷處理。數(shù)據(jù)庫還可以增添和刪除。 (5)參數(shù)測量一次自動完成。為了方便汽車檢測后進行維修作業(yè) ， 設置了對直接測量參數(shù)的實時顯示。測量與調(diào)整同時進行。 江西理工大學南昌校區(qū) 2021 屆專科生畢業(yè)論文 17 第三章 汽車四輪定位的測量原理 四輪定位儀是專門用來測量車輪定位參數(shù) 的設備。四輪定位儀可檢測的項目包括 ： 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、轉向 20 度時的前張角、推力角和左右軸距差等。目前常見的國產(chǎn)或進口的四輪定位儀可以用來測量上述檢測項目中幾個中全部項目。 在檢測項目中 ， 車輪前束值 /角、車輪外傾角、主銷后傾角和主銷內(nèi)傾角統(tǒng)稱為前輪定位 ， 又稱前輪定位四要素 ， 各種前輪定位儀都能完成其檢測任務。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重要的作用 ， 所以 ， 最 好使用四輪定位儀檢測和調(diào)整。 目前常用的四輪定位儀有接線式、光學式、電腦拉線式和電腦激光式四種 ，它們的測量原理是一致的 ， 只是采用的測量方法 (或使用的傳感器的類型 )及數(shù)據(jù)記錄與傳輸?shù)姆绞讲煌?， 下面介紹四輪定位儀可測量的幾個重要檢測項目的測量原理。 車輪前束和推力角的測量原理 前束時 ， 必須保證車體擺正且方向盤位于中間位置 ， 為了提供車輪前束值（或前束角）的測量精度 ， 無論是拉線式、光學式還是電腦式的四輪定位儀 ， 在檢測車輪前束之前 ， 常通過拉線或光線照射或反射的方式形成一封閉的直角四邊形如圖 3－ 1 所示。 圖 31 8束光線形成封閉的四邊形 江西理工大學南昌校區(qū) 2021 屆?？粕厴I(yè)論文 18 將待檢車輛置于此四邊形中 ， 通過安裝在車輪上的光學鏡面或傳感器不僅可以檢測前輪前束、后輪前束 ， 還可以檢測出左右車輪的同軸度（即同一車軸上的左右車輪的同軸度）及推力角。因為四輪定位儀系統(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。 光敏三極管為近紅外線接收管 ， 是一種光電變換器件 ， 它的結構與外形如圖32 所示。其工作狀態(tài)為：不加電壓 ， 利用 P－ N 接在受光射時產(chǎn)生正向電壓的原理 ， 把它作為微笑光電池。在光敏三極管后面接一些用于接收信號的元件 ， 以便及時對光敏三極管上所獲得的信號進行分析處理。 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 3－ 2 所示的四邊形。在傳感器的受光面上等距離地將光敏三極管排成一排 ， 在不同位置光敏三極管接收到光線照射時 ， 該光敏管產(chǎn)生的電信號就代表了前束角或推力角的大小。其測量原理的簡單示意圖如圖 3－ 3 所示。 1 刻度盤 2投射器支臂 3光敏三極管 4激光盤 5投射激光束 6接收激光束 1～ 4光線接收器 5前輪 6后輪 7汽車縱向軸線 －推力角 圖 33 車輪前束角的測量原理 圖 34推力角的測量原理 圖 3－ 2 光敏二極 管的結構和外形 江西理工大學南昌校區(qū) 2021 屆?？粕厴I(yè)論文 19 依據(jù)上述檢測原理 ， 同時可以檢測出位于該四邊形內(nèi)的待檢車輛前后軸的平行度（即推力角的大小和方向） ,其檢測原理的簡單示意圖如圖 3－ 4 所示。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。 主銷后傾角和主銷內(nèi)傾角的測量原理 車輪外傾角、主銷后傾角和主 銷內(nèi)傾角這三個測量參數(shù)的測量都是關于角度的測量 ， 除了光學式四輪定位儀測量車輪外傾角和車輪前束時 ， 采用的不是測量角度的傳感器 ， 其余各種類型的四輪定位儀均是采用測量角度的傳感器 ， 包括車輪前束角都可以用角度傳感器直接或間接測量。 以套筒扳手為例 ， 先將扳手桿垂直立于桌面上 ， 扳手接桿與視線垂直并使扳手接桿保持水平，此桿即為轉向節(jié)軸（面向車頭看為左前輪軸）。將扳手桿下端向自己面前偏轉一個角度 ，即形成主銷后傾角，然后由此位置繞扳手手柄軸線分別向里、向外各轉動 角，這時就會發(fā)現(xiàn)扳手接桿繞水平面分別向上、向下偏轉了 角（如圖 35 所示）。 a)直行時，扳手接桿水平 b)向里轉向時， c) 向外轉向時， 扳手接桿向上偏轉 扳手接桿向下偏轉 圖 35 主銷后傾角的測量原理 主 銷內(nèi)傾角的測量原理如圖 36 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。將扳手直立于桌面 ， 使長接桿保持水平位置并與視線垂直 ，再將扳手柄下端向里偏轉一個角度 β， 即形成注銷內(nèi)傾角 ， 然后由此位置繞扳手手柄軸線分別向左、向右各轉角 ， 這時又會發(fā)現(xiàn)接桿分別沿逆時針、順時針方江西理工大學南昌校區(qū) 2021 屆?？粕厴I(yè)論文 20 向轉動了 角。 a)直行時，長接桿水平 b)向左轉時， c) 向外轉向時， 長接桿向逆時針偏轉 長接桿向順時針偏轉 圖 36 主銷 內(nèi) 傾角的測量原理 主銷后傾角的測量原理 以左前輪為例 ， 當車輪向左右各轉動 ＝ 20176。（如圖 37 所示） ， ZO 為主銷軸線 ， OB 為轉向節(jié)車輪軸線 ， 四邊形 DEFG 表示水平面 ， 四邊形 HIJK 相對于平面的夾角為主銷后傾角。 LMNP 平面是與主銷垂直相交的平面 ， 該平面是 HIJK平面以 ST 為軸轉動 β角（主銷內(nèi)傾角）形成的 ， OD 為車輪向左轉動 20176。時轉向節(jié)軸平面的方向。線段 LD、 A180。B180。、 AB、 A180。180。B180。180。、 MI、 FN 和 KP 均是水平面 DEFG上的鉛垂線。 圖 37 主銷后傾 角的測量原理計算圖 江西理工大學南昌校區(qū) 2021 屆?？粕厴I(yè)論文 21 由圖 37 主銷后傾角的測量原理計算圖得（推導工程略）： γ=Δλ/2sinδ 上式表明 為一特定角度時 ， 主銷后傾角測量角 存在唯一確定關系。通常規(guī)定 轉角為 20176。 ， 2sin＝ ， 故有： γ=Δλ/= （ 1） 即主銷后傾角 γ 為 實際測量角度 的 倍。這樣 ， 用 倍的關系標定儀器 ， 就可直接讀主銷后傾角 γ。 主銷內(nèi)傾角的測量原理 仍以左前輪為例 ， 當車輪向左右轉動 時（如圖 38 所示） ， ZO 為主銷軸線 ， OC 為轉向節(jié)軸線方向 ， OE 為與車輪平面平行且水平的線段。同（ 1）所述 ，四邊形 DEFG 表示水平面 ， 四邊形 HIJK 相對于水平面的夾角 γ 為主銷后傾角。四邊形 LMNP 為與主銷垂直相交的平面 ， 該平面是 HIJK 平面以 ST 為軸轉動 β 角（主銷內(nèi)傾角）形成的 ， OE 是車輪向右轉動 20176。 ， 垂直于轉向節(jié)軸線且在水平面內(nèi)的線段 ， OF 是車輪向左轉動 20176。時 ， 垂直于轉向節(jié)軸線且在水平面的線段。由圖 38 主銷內(nèi)傾角的測量計算圖得（推導工程略）：