论文
浅谈汽车四轮定位仪的使用
摘要：随着汽车工业及高速道路的快速发展，人们对汽车的舒适性、安全性要求越来越高，对汽车的维修检测技术也提出了新的要求，尤其是四轮定位仪是近来发展普及最快的高端检测仪器，越来越被修车行业所重视，且成为汽配厂的必备设备。为了提高汽车行驶和制动时的方向稳定性，最大程度地减少轮胎磨损，确保汽车的安全性、舒适性，汽车四轮定位仪可实现汽车车轮定位参数的简单、快速、精确检测，具有良好的应用前景，为国内汽车电子检测行业的发展提供了新技术。因此本文对四轮定位仪的相关问题进行了研究。
关键词：汽车四轮定位仪使用
引言：随着汽车数量的迅速增长，汽车检测设备的数量和质量也在不断的提高。现代所有的汽车制造厂家,都已经意识到车辆经过行驶一段时间后,汽车的行驶系与转向系中各个活动零件,都将因为磨损而造成汽车的行驶稳定性、转向轻便性和乘坐舒适性等性能明显的下降。例如: 减震弹簧弹性疲乏,车身底盘距地高度的降低、汽车的悬架及转向系统中各个活动零件的磨损，都会引起零件松动、大梁弯曲或车身倾斜的现象。上述所有情形,都会造成车辆驾驶性能上的故障，以及燃油消耗过多、零件加速磨损、轮胎磨损严重等现象。为了降低这些损耗，汽车制造厂特意将汽车底盘悬架及转向系统予以改良,使其能在一定范围内进行调整,来满足因零件磨损而予以补偿的需要。
作为汽车检测的一项重要内容，车轮定位参数对整车安全性
性能的影响举足轻重。如果四轮定位参数不正确，将导致轮胎的异常
磨损、行驶跑偏、车轮摆动、转向沉重、油耗增加等问题，这直接影
响着汽车的行驶安全。
传统的四轮定位仪主要有激光式、红外线式、水准式、光学式和
拉线式。而目前国内汽车检测行业中，最新型四轮定位产品是基于计
算机视觉的图象式四轮定位仪。这种定位仪完全基于计算机图象处理
技术，只需两个高性能CCD传感器摄像头搭配4个安装在车轮上的
目标盘，不需要传统的电子传感器，消除了电路可能造成的故障。与
传统四轮定位仪相比，大大减少了传感器数量，且不必进行反复标定，
只需一次标定即可重复使用，因此操作简单，检测速度快、精度高。
为汽车电子检测行业的发展提供了新技术。
（一）什么是汽车四轮定位仪
四轮定位仪是通过光电传导及电脑运算，来检测汽车底盘悬
挂机构件，车轮与地面三者之间所形成的角度参数的高级检测仪器，
可形象的比喻为用来确定汽车脚、鞋、地之间角度的仪器。
当汽车在运行一定时间或更换某些零件后，四轮定位参数会发生
变化，因此需要及时或定期对车辆定位参数进行检测，若超过厂家给
定的标准值，便应进行调整，以恢复车辆的行驶稳定性、安全性、燃
油经济性，减低轮胎和有关机件的磨损。
车轮定位检测方式有动态检测和静态检测两种方法。动态检测使用侧滑试验台，用来在汽车运动过程中对汽车的前轮前束值和车轮外倾角
的匹配情况进行检测。其特点是操作简便，速度快，非常适合快速检测，但不能测出单项车轮定位值,这种检测方式在汽车安检线或综检线上得到了广泛的应用。静态检测使用四轮定位仪，它可以在汽车静态的情况下，测出车轮的各种定位参数值，是目前应用最广泛的车轮定位检测方式。
目前国内四轮定位仪的形式主要有三种，即拉线式、无线测量有
线传输式和全无线式。拉线式四轮定位仪因操作不方便，影响测量精
度的因素较多，目前已基本上被淘汰。全无线式的特点是采用光学非
接触式测量，主机与传感器之间采用无线信息传输，测量精度高，使
用方便。无线测量有线传输式同全无线式的主要区别是采用信号电缆
来传递检测数据，尽管在使用方面不如全无线式方便，但具有信息传
递和检测速度快、可靠，不存在更换电池、电池充电的问题，且使用
成本低，目前应用同样较广泛。
现代四轮定位仪全部采用微机控制，负责控制和管理任务的上位
机（PC机）通过现场总线与负责数据采集任务的若干个下位机（单
片机）相连，二者组成了一分布式计算机控制和测量系统。通讯系统
软硬件的设计和选择是四轮定位仪设计的关键技术之一，对系统的整
体性能影响较大。RS-232C 串行通讯接口是PC机的标准配置，接口
简单，编程方便，但只能用于两台微机之间的连接，不能满足多接点
连接的需要。现今大都采用的工业测控系统中比较流行的RS-485 通
讯接口，是通过VB 6.0的通讯控件MSComm方便的实现了多台单片
机的集中控制和数据采集，较好的解决了四轮定位仪中的通讯问题。
（二）四轮定位的作用
四轮定位的作用是使汽车保持稳定的直线行驶和转向轻便，并减少汽车在行驶中轮胎和转向机件的磨损。由于各汽车生产厂家对四轮定位原设计的不同、制造的不同，使得各轮的各种倾角和束值就各有不同，并且有可调部分和不可调部分之分。做四轮定位就是通过四轮定位仪，检测出被测车辆的各轮倾角和束值是否符合原厂标准，如不符合可做随机调整。
换句话说，当驾驶员感到方向转向沉重、发抖、跑偏、不正、不自动复位或者发现轮胎单边磨损、波状磨损、块状磨损、偏磨等不正常磨损以及驾驶时车感飘浮、颠颤、摇摆等不正常的驾驶感觉，行驶中转向盘不正或行车方向的跑偏现象出现时，就应考虑做四轮定位了。
与四轮定位相关的因素有：主销后倾角、主销内倾角、车轮外倾角、前束角、包容角、推进角及磨擦半径等。
1．外倾角：
从汽车的前方看轮胎的几何中心线与地面的铅垂线的夹角，称为外倾角。外倾角的作用是防止轮胎不均匀的磨损。
当轮胎中心线与铅垂线重合时，称为零外倾角；当轮胎中心线在铅垂线外侧时的夹角称为正外倾角，其作用主要是减低作用于转向节上的负载、防止车轮滑落、防止由于载荷而产生不需要的外倾角及减小转向操纵力。当轮胎中心线在铅垂线内侧时的夹角称为负外倾角，其作用是可使内外侧滚动半径近似相等，使轮胎的内外侧磨损均匀，
还可以提高车身的横向稳定性。
外倾角的调整根据各车型各有不同，调整方法也有不同。主要调整方法有：调整垫片、大梁槽孔、不同心凸轮、偏心球头、上控制臂的调整、下控制臂的调整等。
2．前束：
前轮前束是从车辆前方看，于两轮轴高度相同之下测量，左右轮胎中心线其前端与后端距离之差值称为总前束。
前束的作用是消除由于外倾角所产生的轮胎侧滑。当正前束太大时，轮胎外侧磨损会有正外倾角太大所形成的磨损状态，胎纹磨损形式为羽毛状。当用手从内侧向外侧抚摸，胎纹外缘有锐利的刺手感觉。当负前束太大时，轮胎内侧会有负外倾角太大所形成的磨损形态。
前轮前束的调整方法：调整可调式拉杆，在调整前先将左右两边球头销止螺栓松开，夹紧转向盘正中位置。再根据电脑提供的资料进行同时调整。如果原来的转向盘是在正中位置，同时调整前束转向盘可能不会变动。直至调整到标准数值，然后路试看其是否有变动，如有变动应将其调正为止。
3．主销后倾角：
从车辆的侧面观察上球头或支柱顶端与下球头之连线（假设的转向轴线）向前或向后倾斜，即转向轴线与地面的垂线之间的夹角。后倾角包括正的后倾角与负的后倾角以及零的后倾角3种。
主销后倾角的作用是使车轮复位以及提高直线行驶的稳定性，产生的回正力矩使汽车在行驶中若偶遇外力作用能自动回正汽车转向轮设置主销后倾角的目的。后倾角的主要功能是使车辆保持向正前方行驶。后倾角的角度不会影响轮胎磨损，它是用来稳定车行方向和转向时能自动回正。
对于后倾角的调整，应根据车型不同，首先进行分析判断，然后进行调整，其调整方法有下列几种：垫片、不同心凸轮轴、偏心球头、大梁槽孔、平衡杆等。
3．内倾角：
从车子的前方看转向轴线与地面铅垂线所形成的角度.叫内倾角。
内倾角的作用是减少转向操纵力、减少回跳和跑偏现象、改善车辆直线行驶的稳定性。
四轮定位有关各角度的定义及其功能，是比较容易了解的。但应用在四轮定位、底盘维修时往往无法将遇到的理论应用上去解决问题，其原因是由于车体底盘的结构，所有四轮定位角度都互相通过透过底盘的机械结构相连结。比如说：
⑴改变前束角会变动外倾角：由于改变前束角时轮子会依着转向轴转，因此外倾角会变动。后倾角越大其外倾角改变越大。
⑵调整后倾角会改变车轮偏角：当后倾角加大或减小后倾角时，由于转向轴上支点都能向前或向后移动。另一可动的就是转向轴的最
下支点，也就是轮胎。因此加大或减小后倾角的调整会使前轮向前或向后滑动，使用的转向盘也必须具有可前后滑动的功能。
⑶改变外倾角可同时改变内倾角，改变内倾角会造成外倾角改变。不同的悬架结构有不同的外倾角调整方法。如果向左右移动上支架点或移动下支架点，则不但外倾角改变，其内倾角跟着变。因此即使外倾角被调标准了，但由于内倾角的变化，车行不顺。解决了一个毛病，同时又制造了另一个毛病。
⑷后轮前束角改变会影响前轮单轮前束角：后轮前束角会决定后轮推进线角。现代四轮定位都是采用推进线定位方法来决定前轮前束。因此改变了后轮前束角造成推进线改变，虽然前束没有变化，由于其单轮前束的基准线（推进线）变动了，因此单轮前束也会跟着变动，前轮总前束并没因此而改变。
汽车为什么要做四轮定位？让我们先从汽车的构造说起，举四轮轿车为例，轿车的转向车轮、转向节和前轴三者之间的安装具有一定的相对位置，叫做转向车轮定位，也称前轮定位。
（三）当汽车出现以下情况时就应该进行四轮定位
1）方向盘转向沉重、发抖、跑偏、不正、不自动复位
2）轮胎单边磨损、波状磨损、块状磨损、偏磨等不正常磨损
3）驾驶时车感飘浮、颠颤、摇摆等不正常的驾驶感觉
4）每驾驶10000公里或六个月后
5）新车驾驶3000公里后
6）直行时车子往左或往右拉
7）直行时需要紧握方向盘，否则车辆前行时会自动跑偏
8）安装或更换新轮胎后
9）发生碰撞事故车辆维修后
10）换装新的悬挂或转向有关配件后
11）直行时方向盘不正
（四）结束语
为了适应汽车高速化的需要，同时为了适应行驶平稳、舒适的要求，各种新技术和新结构被不断地使用在现代汽车上，致使现代轿车的车轮定位发生了巨大的变化，出现了一些新情况，因此采用四轮定位仪对车轮进行检测调整，以确保轿车的安全行驶。良好的车轮定位对维持驾驶安全、转向稳定以及轮胎正常磨损都是极为重要的，车辆定位角度不正确，在紧急制动时就可能发生跑偏、侧滑，导致严重事故。在正常运行时可能使轮胎寿命缩短，而转向拉杆等部件的失调或失效往往会导致丧失转向控制，其结果不堪设想，因此对车辆进行正确的四轮定位是至关重要的。
感谢
本文在写作过程中，得到了（一好站汽车维修服务有限公司）的真诚帮助，同时我要感谢的是我的指导老师王跃进。王跃进老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，都给予我悉心的指导
和帮助。可以说，没有王越进老师的悉心指导和帮助，我是不可能顺利完成我的毕业设计的。另外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。再次，我要感谢的同学们，在我毕业设计期间，他们给了我不少的关心和帮助。最后我要感谢的是我亲爱的广州大学城建学院以及广州大学城建学院的每一位老师和同学。在此表示衷心的谢意！
参考文献：
汽车四轮定位仪实用手册- 汽车与驾驶维修：维修版- 无
汽车四轮定位分析及检测- 汽车技术- 尤明福刁哲军等
关于汽车四轮定位的几个问题- 农机使用与维修- 韩艳梅