四轮定位仪的工作原理及结构.docx

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四轮定位仪的工作原理及结构

四轮定位仪的工作原理及结构

6.1.1四轮定位的测量原理

目前常用的定位仪有拉线式、光学式、电脑拉线式和电脑激光式四种，它们的测量原理是一致的，只有采用的测量方法（或使用的传感器的类型）及数据记录与传输的方式不同，这里仅介绍四轮定位仪可测量的几个重要检测项目的测量原理。

6.1.1.1车轮前束和推力角的测量原理

在下来前束时，必须保证车体摆正且方向盘位于中间位置，为了提供车轮前束值（或前束角）的测量精度，无论是拉线式、光学式还是电脑式的四轮定位仪，在检测车轮前束之前，常通过拉线或光线照射或反射的方式形成一封闭的直角四边形如图6－1所示。

将待检车辆置于此四边形中，通过安装在车轮上的光学镜面或传感器不仅可以检测前轮前束、后轮前束，还可以检测出左右车轮的同轴度（即同一车轴上的左右车轮的同轴度）及推力角。

因为四轮定位仪系统采用的传感器不同，测量方法亦有所不同，这里仅就光敏三极管式传感器来说明一下车轮前束的测量原理。

图6-18束光线形成封闭的四边形

　光敏三极管为近红外线接收管，是一种光电变换器件，它的结构与外形如图6-2所示。

其工作状态为：

不加电压，利用P－N接在受光射时产生正向电压的原理，把它作为微笑光电池。

在光敏三极管后面接一些用于接收信号的元件，以便及时对光敏三极管上所获得的信号进行分析处理。

图6－2光敏二极管的结构和外形

　安装在两前轮和两后轮上的光敏三极管式传感器均有光线的接收和发射（或反射）功能，通过它们间的发射和接收刚好能形成类似于图6－2所示的四边形。

在传感器的受光面上等距离地将光敏三极管排成一排，在不同位置光敏三极管接收到光线照射时，该光敏管产生的电信号就代表了前束角或推力角的大小。

下面进行具体说：

当前束为零时，在同一轴左右轮上的传感器发射（或反射）出的光束应重合。

当检测出上述两条光束相平行但不重合，说明此时左右两车轮不同轴（即车发生了错位），可以依据此时光敏管输出偏离量的信息，测量出左右轮的轴距差。

当左右轮存在前束时，在左轮传感器上接收到的光束位置会相对于原来的零点位置有一偏差值（注意正负号），这一偏差值即表示右侧车轮的前束值（或前束角）；同理，在右传感器上接收到的光束位置相对于原来零点位置的偏差值则表示左侧车轮前束值（或前束角）。

其测量原理的简单示意图如图6－3所示。

1- 刻度盘2-投射器支臂3-光敏三极管4-激光盘5-投射激光束6-接收激光束

图6-3车轮前束角的测量原理

1～4-光线接收器5-前轮6-后轮

7-汽车纵向轴线

－推力角

图6-4推力角的测量原理

依据上述检测原理，同时可以检测出位于该四边形内的待检车辆前后轴的平行度（即推力角的大小和方向）,其检测原理的简单示意图如图6－4所示。

同理，通过安装在后轮上的传感器，我们可以检测出后轮前束值（后轮前束角）的大小和方向。

6.2四轮定位仪的使用

6.2.1电脑拉线式四轮定位仪的使用方法

6.2.1.1测量前的准备

（一）线路连接

（1）   将键盘、打印机、鼠标、彩色显示器与计算机连好。

（2）   将220V电源线接到设备后的多空插座上，电源应装有稳压器，并且应有效接地。

（3）   将4个传感器“F.L”（左前轮）、“F.R”（右前轮）、“R.L”（左后轮）、“R.R”（右后轮）和转盘导线连接到接线盒上，再通过导线与主机相连（如图）。

传感器应按其上所标字母安装在车轮上。

（二）开启设备

开启主电源开关，在运行自检程序之后，计算机显示厂商标记。

按回车键，使用鼠标，单击左键，屏幕上即显示菜单，用户可以使用鼠标完成所有功能。

传感器应在打开主机电源之前接好，避免电子冲击。

（三）键盘、鼠标即遥控器的使用

（1）使用键盘右下角的箭头键（上、下、左、右），将光标（红色）移到所需程序名，再回车，程序运行。

（2）在工作台面上移到鼠标来选择所需程序。

在选择所需程序后，轻击鼠标任意键运行所需程序。

（3）遥控器用于测量程序及打印机。

遥控器上每个键可提供不同的测量程序。

遥控器的功能有：

①         前轴及后轴上的读数处理器；

②         用户可从读取前轴上的前束角――外倾角转换到读取转向角，反之亦然；

③         可选择各轮前束值或总前束值；

④         主销后倾角――转向角、注销内倾角――读数的转换；

⑤         打印测量值；

⑥         可从任何测量程序转动偏摆校正程序，给前束角和外倾角置相对零；

⑦         在测前束时可将图像发大，便于在远处读数。

在偏摆补偿校正程序中，用车轮旋转180°后测得的前束值和外倾角值，与车轮在0°时的测量值做平均计算后，得到偏摆补偿值。

6.2.1.2传感器的校准

校准要在专用校准架上进行（如图6－10所示）用拉线校准前束值，用校准斜角校准主销倾角。

1、3、4、6-车轮传感器2-拉线5-校准仪

图6-10传感器校准仪

6.2.1.3四轮定位仪的使用安装

（一）汽车的准备

需做四轮定位仪的汽车，汽车大梁必须先经过校正，且主销没有损坏，保证车身左右对称点处于同一水平面上，将汽车驶到升降台上或地沟上，使前轮正好位于转盘中心。

车驶入前用锁紧销将转盘锁紧，防止转动。

汽车驶入后，在松开锁紧销。

（二）安装卡盘

图6-11根据轮辋类型旋转合适的卡爪头

卡盘的卡爪头有多种形式（如图6-11所示），需要依据轮辋类型选择合适的卡爪头：

（1）用于钢或铝合金轮辋，通常无需补偿；

（2）用于钢或铝合金轮辋，需要进行补偿；

（3）用于钢制轮辋，无需补偿；

（4）用于钢制轮辋需要补偿；

（5）钩行丝杆，用于钢或铝合金轮辋，需补偿；

（6）同e；

（7）橡胶螺钉用于铝合金轮辋，无需补偿；

（8）橡胶螺钉用于铝合金，需补偿。

将卡盘装在车轮上，通过转动手柄夹紧卡盘，卡爪头一般要固定在轮辋圈内侧，避免装在外侧时由于轮辋外侧变形，而测量不准。

（三）安装传感器

将传感器安装在卡盘轴上，保证各传感器的位置正确（如前左、前右）。

传统的传感器根据测量对象不同，对于主销内倾角、主销后倾角、外倾角、前束角等，要求的安装方式不同。

在进行各定位角测量时，参见各检测项目传感器安装图。

（1）传感器水平，观察水平仪，气泡调至中间位置，则传感器水平。

（2）转动卡盘轴端头的偏心档块，轴向固定传感器，以免传感器意外坠下。

（3）连接传感器之间的拉线。

（当测量主销后倾角时无需连接）

（4）安装方向盘锁定杆（需要时使用），方向盘锁定杆带有弹簧（如图6-12所示）锁定杆放在驾驶室内座椅上，压下手把，使之顶住转向盘，锁定转向盘。

（5）安装制动杆（需要时使用）将制动杆大端（如图6-13所示）定在踏板上，制动杆靠在座椅上乘紧。

（四）从数据库中选择汽车制造厂及车型

（1）在主菜单上选择车轮定位仪类型，既能提供各种车型数据库，又能提供三类汽车车轮定位：

轿车车轮定位、货车车轮定位、用户文件。

（可选项）

（2）若选择“轿车车轮定位”，则出现轿车制造厂商。

如果数据库中无轿车选择（其他）项，转动定位尺寸测量菜单上，则轿车的定位尺寸进入屏幕。

测量值一定要存入轿车的用户手册的技术参数上，新车的技术参数也应输入数据库。

（3）选择相应的汽车制造厂商，则显示其生产的各种车型号。

（4）选择对应的车型，回车后、程序将进入“标准参数选项单”。

（五）输入/修正参数

以下说明也使用于数据库中没有的车型。

在这种情况下，特征参数需要按屏幕提示输入，说明如下：

（1）输入/修正车轮直径：

如果车轮直径没有显示（数据库中没有的小型汽车型号）或车轮直径与数据库中的车轮直径不符，选（直径）项。

（2）输入/修正轴距：

如果轴距与数据库中数据不符，选（轴距）项，并从键盘上输入对应的实际轴距（轿车使用手册上有），结束时回车，正确的轴距用绿色字显示在屏幕上。

（3）输入/修正前（后）轮距：

如果前（后）轮距与数据库中数值不符，选前（后）轮距项，从键盘上输入对应的实际轮距，回车结束。

则正确的轮距值用绿色字显示在屏幕上。

（六）自动偏摆补偿

如果自定心卡盘定位正确或辋边缘平滑，自动卡盘可以保证传感器与轮辋同轴，一般不需要自动补偿，如果轮辋损坏了或不平整，还是需要偏摆补偿。

传感器的安装见图-14所示。

（1）选择偏摆补偿校正程序：

从角度测量选项单选择“偏摆补偿”项，它将提供前（后）轮偏摆补偿程序。

另外，还可以在角度测量菜单中选择“RUNOUT’（偏摆补偿）程序。

（2）汽车举升：

分别升起前后轮，待稳定后测量。

（3）车轮初始0°位置的偏摆补偿校正：

按遥控器上的控制键（左轮用6，右轮用8）、将初始值置于零位，高亮度显示时，则车轮偏摆校正置相对零值，设备自动准备校正偏差。

（4）车轮旋转180°位置时的偏摆补偿校正：

缓慢转动约180°，按遥控器上键或回车测量相对偏摆值，进行平均运算后，显示高亮度绿色时，则该轮已补偿校正完毕，注意放下车轮时，应保证车轮在0°或180°的位置落地。

（5）重复遥控器上的6、7、2程序，给所有的轮子进行偏摆补偿校正。

（6）一旦补偿校正程序完成，程序将自动回到定位参数测量菜单。

图6-14偏摆补偿时传感器的安装图

图6-15测量主销内倾角传感器安装图

（七）车轮定位测量

（1）测量前轮左/右主销内倾角：

前轮安装传感器及配件（如图6-15所示），锁紧前轮传感器，后轮传感器可不用，转盘不锁紧，不用转向盘锁定杆，使用制动杆，以防车轮滚动。

不用拉线。

从角度测量选项中选择主销轮距程序，转动车轮使转向角显示0°等待测量。

使左轮向左转动20°转向角度显示在屏幕上，主销内倾角将相对“0°”值自动存储，听到声响后，即完成。

转动转向盘，车轮继续向左转动，直到右边也转过20°。

转向角的值显示在屏幕上，存储器自动将右主销以“0°”存储。

然后将车轮右转20°，转向角显示在屏幕上，右轮主销内倾角测量值也显示在屏幕上方。

右主销内倾角测量完毕。

继续右转转向盘，使左轮右转至20°。

左轮主销内倾角测量也就显示在屏幕上。

左主销内倾角测量完毕。

比较各测量值，白色值表示测量值与基准值无偏差。

绿色值表示测量值在公差范围内。

红色值表示测量值在公差范围外。

（2）测量前轮左/右：

测量主销后倾角所用传感器及附件如图-16，要用前轮传感器，不需锁紧，可不用后轮传感器，转盘不需锁紧，不用转向盘锁定杆，用制动杆，防止车轮滚动，不用拉线。

图6-16测量主销后倾角传感器安装图

　从测量角度选项单中选主销后倾角，主销后倾角区清屏等待测量。

转动转向盘使左轮左转20°，转向角显示在显示屏上，左轮主销后倾角相对“0°”值被自动存储。

继续左转使右轮也转到20°，右轮主销后倾角相对“0°”值被自动存储。

然后车轮右转20°，转向角显示在显示器屏幕上显示右轮主销后倾角测量值。

右轮主销后倾角测量完毕。

操纵转向盘，继续右转，使左轮转向角达到20°，屏幕上显示左后轮主销后倾角测量值，测量完毕。

比较测量值，如果测量值合乎要求，可进行其他测量，如果测量值不对，一定要进行调整，使策略值位于公差值之内。

（3）主销后倾角的调整：

将车轮转回到直行位置，转向角值变为绿色，接近0°。

将传感器转动90°安装，如同直行内倾角测量时的安装方式，如图-17所示。

图6-17主销后倾角调整时传感器安装图

（4）测量左（右）后轮前束角/外倾角：

测量后轮前束角和外倾角时，要使用四个传感器，传感器之间要连接拉线，如图6-18所示，使用转向盘锁定杆防止车轮转向，使用制动杆，防止车轮滚动。

在“角度测量选项单”中选后轮倾角测量程在屏幕上显示左、右侧后轮前束角及外倾角，还可以进一步显示推力角（由两后轮前束角算出）。

用测量值与原厂值进行比较，如果测量值正确，可进行下一步操作，如果测量不正确，一定要进行调整。

图6-18测量车轮前束角/外倾角传感器安装图

（5）测量左（右）前束角/外倾角：

测量前轮前束角和外倾角的方法与测量后轮前束角和外倾角的方法完全相同。