隨著中國(guó)汽車(chē)工業(yè)的飛速發(fā)展，近年來(lái)，四輪定位儀在汽車(chē)維修行業(yè)中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
四輪定位儀從十幾年前國(guó)外少數(shù)幾家品牌的一統(tǒng)天下，一臺(tái)設(shè)備十幾萬(wàn)甚至幾十萬(wàn)的高價(jià)的時(shí)代，到現(xiàn)在國(guó)內(nèi)幾十個(gè)廠家研發(fā)、生產(chǎn)、組裝，價(jià)格在世界同類(lèi)產(chǎn)品中低的時(shí)代。國(guó)內(nèi)企業(yè)對(duì)四輪定位儀從十幾年前的不懂、不用，到現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于修理廠、快修店及輪胎店中，使其成為汽車(chē)維修工作中的修理設(shè)備。中國(guó)的汽保企業(yè)，走過(guò)了從進(jìn)口、組裝、自行研發(fā)到出口的全過(guò)程。
四輪定位儀無(wú)疑是汽車(chē)修理廠維修設(shè)備中單臺(tái)設(shè)備價(jià)格較貴的幾種大型設(shè)備之一。其技術(shù)含量、技術(shù)附加值也相對(duì)較高。由于利潤(rùn)驅(qū)使，一些公司在研發(fā)、培訓(xùn)、售后服務(wù)系統(tǒng)尚未健全的情況下，草率走向市場(chǎng)，甚至個(gè)別公司通過(guò)虛假?gòu)V告宣傳，夸大產(chǎn)品的使用功能，編造假數(shù)據(jù)，欺騙客戶(hù)，從中漁利。那么，客戶(hù)應(yīng)如何辨別四輪定位儀的質(zhì)量好壞呢？本文簡(jiǎn)述了市場(chǎng)上主要四輪定位儀的工作原理及常見(jiàn)問(wèn)題，提出了規(guī)范市場(chǎng)的一點(diǎn)建議，希望能對(duì)有關(guān)部門(mén)及讀者有所幫助。
一、測(cè)得準(zhǔn)是重要的指標(biāo)
四輪定位儀是一臺(tái)測(cè)量?jī)x器，對(duì)于測(cè)量?jī)x器來(lái)說(shuō)測(cè)得準(zhǔn)是重要的。要讓四輪定位儀在維修中物盡其用，須保證其準(zhǔn)確度。無(wú)論哪一種測(cè)量方式，哪一臺(tái)機(jī)器，在同一時(shí)間段，對(duì)于測(cè)量同一臺(tái)車(chē)來(lái)說(shuō)都應(yīng)只有一個(gè)結(jié)果，我們稱(chēng)其為一致性。使用同一臺(tái)機(jī)器在同一時(shí)間段內(nèi)多次測(cè)量同一臺(tái)車(chē)，也應(yīng)只有一個(gè)結(jié)果，我們稱(chēng)其為重復(fù)性。一致性和重復(fù)性是測(cè)量?jī)x器的重要的指標(biāo)。
由于近代汽車(chē)工業(yè)的迅速發(fā)展，特別是高速公路的發(fā)展，使汽車(chē)速度提高得很快，對(duì)汽車(chē)行駛系的定位精度也提出了更高的要求，一般要求如下：
前束： ±4′
外傾角： ±4′
主銷(xiāo)后傾角：±4′
為了測(cè)得準(zhǔn)，好一些的定位儀都有不同的消除誤差的方法。一般常用的有：
1、鋼圈補(bǔ)償功能（ROC）
所有的卡具，不論是三點(diǎn)快速卡具還是多功能卡具，與鋼圈卡緊后都不可能達(dá)到車(chē)輪的要求的0.05度的裝卡精度，為此所有高精度的四輪定位儀都設(shè)有鋼圈補(bǔ)償程序。典型的鋼圈補(bǔ)償有二點(diǎn)式補(bǔ)償、三點(diǎn)式補(bǔ)償、推車(chē)式補(bǔ)償方式，如圖六所示為鋼圈與卡具有裝卡誤差時(shí)，在外傾角方向上存在偏差a，輪胎旋轉(zhuǎn)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0.1至0.3之間,故需要做鋼圈補(bǔ)償，可將誤差減小到0.01度以?xún)?nèi)。
2、跑臺(tái)校準(zhǔn)功能
如圖二所示，當(dāng)舉升機(jī)存在微小的誤差時(shí)，有些四輪定位儀有專(zhuān)門(mén)的校正程序以消除微小的誤差。
3、校準(zhǔn)功能
4、溫度補(bǔ)償
5、其他功能
經(jīng)過(guò)補(bǔ)償和校準(zhǔn)，定位儀應(yīng)達(dá)到上述的測(cè)量精度。為了保持四輪定位儀長(zhǎng)期準(zhǔn)確的可靠性，四輪定位儀需要定期（可分為3個(gè)月、6個(gè)月和一年不等）校準(zhǔn)，根據(jù)產(chǎn)品的不同可分為定期回廠校準(zhǔn)或自帶校準(zhǔn)工具校準(zhǔn)。
二、 目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)多種四輪定位品牌
從技術(shù)上分析，對(duì)于外傾角的測(cè)量，大都采用專(zhuān)用的測(cè)量?jī)x，有電磁式、霍爾式、電容式等等。帶有溫度補(bǔ)償和精度較高的價(jià)格較貴；而有些不帶溫度補(bǔ)償和精度較低的產(chǎn)品，價(jià)格相對(duì)低一些。大部分廠家都會(huì)考慮精度和成本的關(guān)系進(jìn)行取舍，而用戶(hù)則可以從實(shí)測(cè)精度、重復(fù)性上來(lái)進(jìn)行判斷。
對(duì)于束角的測(cè)量，目前占市場(chǎng)95%以上的產(chǎn)品不外乎：激光、PSD、CCD、和3D。
激光測(cè)量方式是一種比較老的技術(shù)，實(shí)際上是把讀尺方式換成用光電元件測(cè)出信號(hào)，用計(jì)算機(jī)顯示出來(lái)。
圖三所示是國(guó)內(nèi)常見(jiàn)的激光四輪定位基本測(cè)量原理。X為輪距Y為左輪激光偏轉(zhuǎn)后在右輪接收頭上產(chǎn)生的零點(diǎn)到激光射入點(diǎn)的距離。左輪偏離為α=arctg y/x
圖四為激光二級(jí)管測(cè)量系統(tǒng)圖。
從圖四中可以看出，在前左、前右、后左、后右輪橫向分別有4個(gè)接收器。而縱向則有4把標(biāo)尺，如圖五所示。
圖五
這是因?yàn)檫@一測(cè)量系統(tǒng)的精度很大程度取決于橫座標(biāo)X。而橫向輪距一般在1.2m—1.6m，平均值為1.4m。α=arctg y/x的誤差在0.1到0.3左右，而在縱向，因軸距相差太大，例如微面在1.2m左右，而奔馳在2.7m左右，角度測(cè)不準(zhǔn)，所以采用標(biāo)尺。
這一測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量步驟如下：
1） 讀出總前束值
2）按出廠數(shù)據(jù)調(diào)整前輪至出廠規(guī)定總前束值
3） 看后輪標(biāo)尺上，左右側(cè)前輪縱向激光線讀數(shù)，相加除以2
4） 將左右前束調(diào)整到計(jì)算出來(lái)的數(shù)值。從上面調(diào)整步驟可以看出，這一測(cè)量系統(tǒng)利用標(biāo)尺激光系統(tǒng)，前束按照推力線的基準(zhǔn)調(diào)整，但由于采用目測(cè)讀尺方式，精度較差,估計(jì)在0.5度左右。
綜上我們可以看到激光測(cè)量范圍窄，無(wú)補(bǔ)償且需要人工計(jì)算推力線，其測(cè)量精度較低，檢測(cè)速度也較慢。由于激光產(chǎn)品的對(duì)人眼視力有一些損害，所以UL、CE等安 全認(rèn)證很難通過(guò)，在北美、歐洲、日本市場(chǎng)很難見(jiàn)到。目前，只是在中國(guó)和東南亞等市場(chǎng)上尚有一些應(yīng)用 。
PSD是一種光電器件，它是一種非分割型器件，可將光敏面上的光點(diǎn)位置轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。當(dāng)一束光射到PSD的光敏面上時(shí)，在同一面上的不同電極之間將會(huì)有電流通過(guò)，這種電壓或電流隨著光點(diǎn)位置變化而變化的現(xiàn)象就是半導(dǎo)體的橫向光電效應(yīng)。
圖六
如圖六所示，P層為感光面，兩邊各有一個(gè)信號(hào)輸出電極；I區(qū)較厚但具有更高的光電轉(zhuǎn)換效率，更高的靈敏度和響應(yīng)速度；底層N引出一個(gè)公共電極，用來(lái)加反偏電壓。
當(dāng)入射光照射到光敏面上某點(diǎn)時(shí)，由于平行于結(jié)平面的橫向電場(chǎng)的作用，光生載流電子形成向兩端電極流動(dòng)的電流I1和I2，它們的和等于總電流I0。如果PSD的面電阻是均勻的，且其阻值R1和R2遠(yuǎn)大于負(fù)載電阻R1，則R1和R2的值僅取決于入射光的位置，此時(shí)有以下關(guān)系成立：
（1）
式中，L1、L2為PSD中點(diǎn)到信號(hào)電極間的距離；X為入射點(diǎn)距PSD中點(diǎn)的距離。把I0=I1+I2代入（1）式，經(jīng)計(jì)算的：
（2）
（3）
由（2）和（3）可以看出，當(dāng)入射光點(diǎn)位置一定時(shí)，PSD單個(gè)電極輸出電流與總電流成正比，即與入射光強(qiáng)成正比（總電流與入射光強(qiáng)成正比）；當(dāng)入射光強(qiáng)不變時(shí)，單個(gè)電極的輸出電流與入射光點(diǎn)距PSD中 心的距離X成線性關(guān)系。PSD就是利用此原理來(lái)測(cè)量前束角度的。
PSD測(cè)量方式測(cè)量范圍相對(duì)比較窄，且受環(huán)境光及溫度的影響較大，如果有其他的背景光線或反射的、折射的光線射入PSD，那么就會(huì)輸出不正確的數(shù)據(jù)；環(huán)境溫度的微弱變化也會(huì)引起PSD輸出電流的變化，從而影響系統(tǒng)測(cè)量的精度，因此，PSD產(chǎn)品的精度和穩(wěn)定性較差，需要經(jīng)常對(duì)設(shè)備進(jìn)行校正。美國(guó)HUNTER公司、丹麥奧普特公司都曾經(jīng)采用這一技術(shù)，但克服以上問(wèn)題需增加大量成本，這兩家公司在2000年后都推出了CCD方式，停止了PSD方式定位儀生產(chǎn)。但是，由于其技術(shù)要求不高，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，成本低廉，目前，在我國(guó)大量韓國(guó)機(jī)芯仍然采用PSD傳感器。這是造成某些定位儀的測(cè)量不準(zhǔn)，重復(fù)性差的主要原因。
CCD元件為數(shù)字元件，應(yīng)用在四輪定位儀上的CCD一般為線陣結(jié)構(gòu)。幾千個(gè)相對(duì)獨(dú)立的像敏單元以13-14微米的相鄰距離分布在一條直線上。光線照射到像敏單元產(chǎn)生信號(hào)電荷，信號(hào)電荷在外部脈沖的作用下直接輸入傳感器的微電腦處理器進(jìn)行處理，從而準(zhǔn)確的計(jì)算出入射光的角度以及前束角度。
如圖七所示：
紅外燈為點(diǎn)光源。α=arctg y/x, x為焦距，y為CCD零點(diǎn)到光點(diǎn)的距離。CCD元件為數(shù)字元件，從左到右40mm長(zhǎng)的距離上，排列著兩千多個(gè)像素。
圖八為紅外線CCD系統(tǒng)測(cè)量圖，它是八發(fā)射八接收的閉環(huán)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)顯示車(chē)輪數(shù)據(jù)，測(cè)量過(guò)程均由計(jì)算機(jī)處理從而保證測(cè)量的高精度,其測(cè)量精度在0.05度以?xún)?nèi)。
由于CCD上像敏單元分布均勻，其線性度好，因此，這種測(cè)量方式的測(cè)量精度較高。目前，國(guó)外幾如：科基、戰(zhàn)車(chē)、亨特、百世霸RAV等硬件都采用了CCD技術(shù)。由于CCD數(shù)字技術(shù)元件不受電壓、溫度等變化的影響，使其具有測(cè)量精度穩(wěn)定，軟件完善后，可不受外來(lái)光線的干擾、成本相對(duì)較低等一系列優(yōu)點(diǎn)。所以，在2001年壁壘解除后，國(guó)外各大公司在硬件上都采用了這一技術(shù)。國(guó)內(nèi)也有少數(shù)幾個(gè)公司采用了這一技術(shù)，比如上海優(yōu)耐特衡臣。
3D測(cè)量方式的基本測(cè)量原理是采用圖像識(shí)別技術(shù)，用CCD數(shù)碼相機(jī)采集裝在車(chē)輪反光板上的圖像信息，以測(cè)量出車(chē)輪的相對(duì)精度，其關(guān)鍵是當(dāng)車(chē)輛放在舉升機(jī)上，人工推動(dòng)車(chē)輪前后移動(dòng)，此時(shí)車(chē)輪旋轉(zhuǎn)達(dá)半圈左右，反光板上的光點(diǎn)在室間劃出一個(gè)弧線。CCD攝像頭捕捉到這一弧線中的空間各點(diǎn)位置。測(cè)算出空間弧線的法線，求出其坐標(biāo)及角度。3D的優(yōu)點(diǎn)是取代了傳統(tǒng)的裝有高精度光學(xué)電子裝置的傳感器，僅用一塊反光板做靶標(biāo)。但繁瑣的標(biāo)定方式,并不太快的測(cè)量速度使客戶(hù)難以接受。同時(shí)對(duì)舉升機(jī)、轉(zhuǎn)角盤(pán)等有嚴(yán)格的機(jī)械精度的要求和美國(guó)公司嚴(yán)格的保護(hù)，造成了其昂貴的價(jià)格。
三、 采用蘭牙通訊協(xié)議的方式，僅僅是四輪定位儀主機(jī)與傳感器之間通訊方式的一種
前一段時(shí)間，在各類(lèi)雜志上蘭牙四輪定位儀廣告滿(mǎn)天，使許多用戶(hù)不得其實(shí)質(zhì)。下面簡(jiǎn)單列舉一下各種四輪定位儀主機(jī)與傳感器之間的通訊方式：
電纜通訊方式。
紅外通訊方式。
無(wú)線電通訊方式
1、433KHZ通訊
2、2.4GHZ通訊 直接模塊，如Ameco
蘭牙通訊模塊，如CSR、NOKIA等
3、2.7 GHZ 通訊
從以上可以看出，蘭牙通訊僅僅是眾多通訊方式中的一種，它不是測(cè)量方式，并不影響測(cè)量精度，也不是衡量一個(gè)定位儀優(yōu)劣的主要指標(biāo)。
;蘭牙通訊的標(biāo)志是采用蘭牙通訊協(xié)議，硬件上采用蘭牙模塊，效果上抗干擾能力較強(qiáng)。而部分做的過(guò)關(guān)的無(wú)線電射頻通訊，都可以達(dá)到這一指標(biāo)。
值得注意的是，據(jù)筆者了解，大部分國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)廠家，盡管廣告中寫(xiě)的是蘭牙四輪定位儀，而實(shí)際上多采用上?；蚬枮I等幾家公司生產(chǎn)的433khz通訊模塊，名不副實(shí)。
四、售后服務(wù)與數(shù)據(jù)升級(jí)
四輪定位儀的服務(wù)與拆胎機(jī)的售后服務(wù)要求不同，而類(lèi)似于故障診斷儀的服務(wù)，就是需要數(shù)據(jù)定期更新升級(jí)。與動(dòng)平衡機(jī)相似的地方是要每隔半年或一年進(jìn)行校準(zhǔn)。還有某些新車(chē)調(diào)整方法，需要廠家定期介紹與培訓(xùn)。
根據(jù)資料顯示，美國(guó)HUNTER公司的定位儀在美國(guó)市場(chǎng)上占有70%的，每年培訓(xùn)客戶(hù)達(dá)上萬(wàn)人次，這說(shuō)明定位儀的售后服務(wù)是非常重要的。購(gòu)買(mǎi)一臺(tái)電腦四輪定位儀，至少要幾萬(wàn)元，所以在選擇上一定要慎重。既不能貪圖便宜，也不可貪大求洋，一定要尋找有技術(shù)研發(fā)實(shí)力，誠(chéng)信可靠的有很強(qiáng)售后服務(wù)隊(duì)伍的廠家。
國(guó)內(nèi)目前確實(shí)有個(gè)別廠家，車(chē)型數(shù)據(jù)看起來(lái)似乎很齊全，但是內(nèi)行人一看，其中有為數(shù)不少的數(shù)據(jù)都是不準(zhǔn)確的，既坑害了廠家，也欺騙了車(chē)主，筆者在此建議客戶(hù)購(gòu)買(mǎi)時(shí)應(yīng)慎重選擇。
五、 規(guī)范市場(chǎng)，保護(hù)廣大用戶(hù)的權(quán)益
由于四輪定位儀市場(chǎng)尚存一些利潤(rùn)空間，必定引起生產(chǎn)廠商的激烈競(jìng)爭(zhēng)，難免出現(xiàn)魚(yú)龍混雜、泥沙俱下的現(xiàn)象。為了保護(hù)廣大用戶(hù)的權(quán)益，規(guī)范市場(chǎng)，據(jù)筆者所知，公路所和北京、遼寧、四川等地的技術(shù)監(jiān)督部門(mén)都做了不少努力，制定了相應(yīng)的檢定規(guī)程和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
目前所了解的情況是，檢定國(guó)內(nèi)四輪定位儀所用的檢具，尚存有游隙過(guò)大，某些定位儀檢具不易安裝等問(wèn)題。筆者建議應(yīng)盡快改進(jìn)檢具，盡早為廣大用戶(hù)提供簡(jiǎn)單、實(shí)用的檢具。
隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，購(gòu)買(mǎi)四輪定位儀的客戶(hù)在購(gòu)買(mǎi)設(shè)備時(shí)應(yīng)該理智的進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)查，不能盲目地相信銷(xiāo)售人員的生花之嘴。要依靠法律來(lái)保護(hù)自己的權(quán)益，成為理智的消費(fèi)者。像房地產(chǎn)、裝修市場(chǎng)一樣，訂立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)暮贤?，是保護(hù)用戶(hù)、避免上當(dāng)受騙的重要方法之一。
筆者建議是否可以由行業(yè)主管部門(mén)訂立專(zhuān)門(mén)的合同樣本，在技術(shù)規(guī)格和技術(shù)指標(biāo)等事項(xiàng)上列出較為詳細(xì)的要求，以供廣大廠商和用戶(hù)在購(gòu)買(mǎi)四輪定位儀時(shí)使用。
