車輪平衡度的檢測技術(shù)(第5章3)

1、汽車懸架與車輪平衡檢測技術(shù) （2學時） 北理工珠海學院郭新民 一、車輪平衡度的基本知識 車輪靜不平衡 靜平衡的車輪，其重心與 旋轉(zhuǎn)中心重合； 靜不平衡的車輪，其重心 與旋轉(zhuǎn)中心不重合，由于 靜不平衡質(zhì)量的存在，車 輪在旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生離心力。 5.4 車輪平衡度檢測車輪平衡度檢測 車 輪 靜 不 平 衡 示 意 圖 5.4車輪平衡檢測車輪平衡檢測 離心力F的大小為： m不平衡點質(zhì)量（）； 車輪旋轉(zhuǎn)角速度，2n/60（rad / s）； n車輪轉(zhuǎn)速（r / min）； r不平衡點質(zhì)量離車輪旋轉(zhuǎn)中心的距離（m）。 注意：靜平衡的車輪可能是動不平衡的！注意：靜平衡的車輪可能是動不平衡的！ 相反，動平衡的車

2、輪一定是靜平衡的！相反，動平衡的車輪一定是靜平衡的！ 2 mrF 車輪動不平衡車輪動不平衡 重心與旋轉(zhuǎn)中心對稱，質(zhì)量分布對車輪 中心面對稱為動平衡。 如不對稱則產(chǎn)生力矩不為零。不平衡力 矩使車輪對主銷力矩加大而擺振。 如右圖， 在該車輪旋轉(zhuǎn)軸線的徑向相反位置上，在該車輪旋轉(zhuǎn)軸線的徑向相反位置上， 有作用半徑、質(zhì)量相同的不平衡點有作用半徑、質(zhì)量相同的不平衡點mm1 1與與 mm2 2，不處于同一平面內(nèi)。，不處于同一平面內(nèi)。mm1 1、mm2 2為一為一 對對 力偶，轉(zhuǎn)動中產(chǎn)生方向變動的力偶矩力偶，轉(zhuǎn)動中產(chǎn)生方向變動的力偶矩MM， 使車輪動不平衡，使車輪擺振使車輪動不平衡，使車輪擺振。 動平衡的車

3、輪一定是動平衡的車輪一定是 靜平衡的。靜平衡的。 如圖，如圖，在在m1與與m2同一同一 作用半徑反方向上配作用半徑反方向上配 置相同質(zhì)量置相同質(zhì)量m1 與與 m2 ，則車輪動平衡。，則車輪動平衡。 因此，一般對車輪主因此，一般對車輪主 要進行動平衡試驗。要進行動平衡試驗。 車輪平衡示意圖 車輪不平衡原因車輪不平衡原因 輪轂、制動鼓（盤）加工時定心定位不輪轂、制動鼓（盤）加工時定心定位不 準、加工誤差大、非加工面鑄造誤差大、準、加工誤差大、非加工面鑄造誤差大、 熱處理變形、使用中變形或磨損不均勻。熱處理變形、使用中變形或磨損不均勻。 輪胎螺栓質(zhì)量不等及輪輞質(zhì)量分布不均輪胎螺栓質(zhì)量不等及輪輞質(zhì)量分

4、布不均 勻或徑向、端面圓跳動太大。勻或徑向、端面圓跳動太大。 5.4車輪平衡檢測車輪平衡檢測 輪胎質(zhì)量分布不均勻、尺寸或形狀誤差大、使輪胎質(zhì)量分布不均勻、尺寸或形狀誤差大、使 用中變形或磨損不均勻、使用翻新胎或墊、補胎。用中變形或磨損不均勻、使用翻新胎或墊、補胎。 并裝雙胎的充氣嘴未相隔并裝雙胎的充氣嘴未相隔180安裝，單胎的安裝，單胎的 充氣嘴未與不平衡點標記相隔充氣嘴未與不平衡點標記相隔180安裝。安裝。 輪轂、制動鼓（盤）、輪胎螺栓、輪輞、內(nèi)胎、輪轂、制動鼓（盤）、輪胎螺栓、輪輞、內(nèi)胎、 襯帶、輪胎等拆卸后重新組裝成車輪時，累計的襯帶、輪胎等拆卸后重新組裝成車輪時，累計的 不平衡質(zhì)量或形

5、位偏差太大，破壞了原來的平衡。不平衡質(zhì)量或形位偏差太大，破壞了原來的平衡。 5.4車輪平衡檢測車輪平衡檢測 二、車輪平衡機檢測原理二、車輪平衡機檢測原理 F1、F2為對應的離 心力，fA、fB為左 右支承點傳感器測 得的動反力。S為支 承系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)，a 為平衡機支承點與 輪胎的距離，b車輪 寬度尺寸，c為輪輞 直徑。 1離車式車輪動平衡 機 由力學平衡方程式可得： 0 X o 0M 12B 0FFf 12A ()0F baF af S 0 X 1AB ()/Ff Sf ab 2BA ()/Ffbaf Sb 再由 進一步可 求出不平衡質(zhì)量： 2/ 2 cmF 22 11AB 2/2()/mF

6、cf Sf acb 22 22BA 2/2()/mFcfbaf Scb 使用者只要將被測車輪 的寬度b和輪輞的直 徑c以及車輪在平衡 機上的安裝尺寸a(由 平衡機制造廠家隨機 提供的專用工具測量) 鍵入 ，不平衡位置由 光電式位置傳感器確 定，并用發(fā)光二極管 顯示。 三、車輪平衡機的類型車輪平衡機的類型 車輪平衡機的類型 1）按功能可分為 車輪靜平衡機靜平衡機和 車輪動平衡機動平衡機。 2）按測量方式可分為 離車式車輪平衡機離車式車輪平衡機和 就車式車輪平衡機。就車式車輪平衡機。 3）按平衡機轉(zhuǎn)軸的支承方式可分為軟式車輪平軟式車輪平 衡機和硬式車輪平衡機衡機和硬式車輪平衡機 5.4車輪平衡檢測

7、車輪平衡檢測 車輪平衡機的檢測原理 離車式車輪平衡機的檢測原理 在離車式車輪平衡機中，目前應用最多的 是硬式兩面測定車輪動平衡機。該平衡機 主要由驅(qū)動機構(gòu)、轉(zhuǎn)軸與支承裝置、機箱、 制動裝置和防護罩等構(gòu)成。 其中：驅(qū)動機構(gòu)由電動機、傳動裝置構(gòu)成， 驅(qū)動轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)使安裝在其上的車輪達到所 要求的平衡轉(zhuǎn)速； 5.4車輪平衡檢測車輪平衡檢測 5.4車輪平衡檢測車輪平衡檢測 圖4-44 離車式車輪平衡機 1-顯示與控制裝置 2-防護罩 3-轉(zhuǎn)軸 4-機箱 圖4-45 車輪在平衡機上的安 裝 a-邊緣至機箱距離 b-輪輞寬度 d-輪輞直徑 就車式車輪平衡機的檢測原理 就車式車輪動平衡機由驅(qū)動裝置、測量裝置、

8、指 示與控制裝置、制動裝置等構(gòu)成，并 裝在手推小車上。 其中：驅(qū)動裝置由電動機和 由其驅(qū)動的轉(zhuǎn)輪構(gòu)成， 電動機驅(qū)動轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)時，可將轉(zhuǎn)輪貼緊車輪的胎 面，帶動其旋轉(zhuǎn)； 5.4車輪平衡檢測車輪平衡檢測 5.4車輪平衡檢測車輪平衡檢測 圖4-46 就車式車輪平衡機 5.4車輪平衡檢測車輪平衡檢測 圖4-47 就車式車輪平衡機結(jié)構(gòu) 原理圖 圖4-48靜不平衡測量原理 1-底座 2-可調(diào)支桿 3-傳感磁 頭 4-車輪 5-傳感器 2就車式車輪動平衡機 就車式車輪動平衡機測量圖 1光電傳感器 2手柄 3儀表板 4驅(qū)動電動機 5摩擦輪（轉(zhuǎn)輪） 6傳感器支架 7被測車輪 測量裝置由傳感磁頭、可調(diào) 支桿和底座構(gòu)

9、成，測試時， 傳感磁頭可吸附在獨立懸 架下臂或非獨立懸架的轉(zhuǎn) 向節(jié)處，通過可調(diào)支桿可 將不平衡車輪旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生 的振動傳給底座，裝在底 座中的傳感元件將振動轉(zhuǎn) 化成電信號，指示與控制 裝置由頻閃燈和不平衡度 表或數(shù)字顯示屏構(gòu)成，在 接收到傳感元件傳來的電 信號后，不平衡度表根據(jù) 其強弱指示出不平衡量的 大小，頻閃燈用于測出車 輪不平衡點的位置。 就車式車輪動平衡機測量圖 1光電傳感器 2手柄 3儀表板 4驅(qū)動電動機 5摩擦輪（轉(zhuǎn)輪） 6傳 感器支架 7被測車輪 1離車式車輪動平衡的檢測方法可參照國 家標準GB/T 185052001汽車輪胎動平 衡試驗方法 (1) 清理被測輪胎上的沙石、舊平衡塊

10、，檢查清理被測輪胎上的沙石、舊平衡塊，檢查 胎壓。胎壓。 (2) 選擇合適的定位錐和緊固件把車輪安裝在選擇合適的定位錐和緊固件把車輪安裝在 平衡機上，輸入輪輞的直徑平衡機上，輸入輪輞的直徑c、寬度、寬度b，測出輪，測出輪 輞邊緣至平衡機的距離輞邊緣至平衡機的距離a并輸入。并輸入。 1離車式車輪動平衡的檢 測方法 (3) 放下防護罩，操作平衡機。放下防護罩，操作平衡機。 車輪自動停止轉(zhuǎn)動后，讀出內(nèi)車輪自動停止轉(zhuǎn)動后，讀出內(nèi) 外不平衡量及不平衡點的位置。外不平衡量及不平衡點的位置。 (4) 用手轉(zhuǎn)動車輪，當指示裝用手轉(zhuǎn)動車輪，當指示裝 置分別顯示內(nèi)、外側(cè)不平衡點置分別顯示內(nèi)、外側(cè)不平衡點 位置時，

11、停止轉(zhuǎn)動車輪，在輪位置時，停止轉(zhuǎn)動車輪，在輪 輞邊緣內(nèi)、外側(cè)正上方安裝平輞邊緣內(nèi)、外側(cè)正上方安裝平 衡塊；平衡塊的質(zhì)量應與指示衡塊；平衡塊的質(zhì)量應與指示 裝置顯示的不平衡量相同。裝置顯示的不平衡量相同。 (5) 重新進行檢測，平衡試驗重新進行檢測，平衡試驗 多次至顯示多次至顯示“00”或或“OK” 。 2就車式車輪動平衡的檢測方法 準備工作： 1）千斤頂支起車軸，車輪離地間隙要相等。 2）清除-沙石、舊平衡塊。 3）檢查胎壓、輪轂軸承。 4）在輪胎外側(cè)面任意位置做一記號。 2就車式車輪動平衡的檢測方法 從動前輪： 1）用墊木塞緊對面車輪和后軸車輪，將傳感磁頭吸附 在制動底板邊緣平整之處。 2）

12、驅(qū)動車輪旋轉(zhuǎn)至規(guī)定轉(zhuǎn)速。 3）用頻閃燈觀察胎記，從指示裝置上（一擋）讀取不 平衡量數(shù)值。 4）操縱平衡機上的制動裝置，使車輪停止轉(zhuǎn)動。 2就車式車輪動平衡的檢測方法 從動前輪： 5）用手轉(zhuǎn)動車輪，使標記停留在以前位置， 此時輪輞的最上部為加裝平衡塊的位置。 6）選擇平衡塊緊固在輪輞邊緣。 7）重新驅(qū)動車輪進行復查，指示裝置用二擋 顯示。若平衡度不符合要求，應調(diào)整平衡塊質(zhì) 量和位置，直至符合要求。 2就車式車輪動平衡的檢測方法 驅(qū)動輪動平衡 （1）對面車輪不必用三角墊木塞緊。 （2）用發(fā)動機、傳動系驅(qū)動車輪，加速至 5070 km/h的某一轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。 （3）測試結(jié)束后，用汽車制動器使車輪停

13、轉(zhuǎn)。 （4）其它方法同從動輪動、靜平衡測試。 檢測結(jié)果分析： 不平衡量小于該車規(guī)定值不必進行平衡作業(yè) 不平衡量超標，進行平衡作業(yè) 不平衡量超標太多，通過平衡作業(yè)難以達標應進 一步查找原因 1. 術(shù)語解釋 車輪靜不平衡 車輪動不平衡 2. 填空題 離車式車輪平衡機主要 由 、 、 、 和 等構(gòu)成。 就車式車輪動平衡機 由 、 、 、 等構(gòu)成，并裝在手推小車上。 習題 一、懸架的基本知識一、懸架的基本知識 1. 基本組成基本組成 彈性元件：緩和沖擊，并承受、傳遞垂直載荷。彈性元件：緩和沖擊，并承受、傳遞垂直載荷。 減振器：衰減振動。減振器：衰減振動。 導向機構(gòu)：傳遞側(cè)向力、縱向力，并保證車輪相導向

14、機構(gòu)：傳遞側(cè)向力、縱向力，并保證車輪相 對對 車身的正確運動關系。車身的正確運動關系。 橫向穩(wěn)定器：防止車身橫向過度傾斜。橫向穩(wěn)定器：防止車身橫向過度傾斜。 5.5 懸架裝置檢測懸架裝置檢測 5.5 懸架裝置檢測懸架裝置檢測 absorber elastic cell longitudinal direction distance rod Stabilizer for landscape orientation landscape orientation distance rod 2. 功用功用 連接車身和車輪，以傳力。連接車身和車輪，以傳力。 緩和沖擊、衰減振動，使乘坐舒適，具有良好的緩和沖

15、擊、衰減振動，使乘坐舒適，具有良好的平順性平順性。 具有良好的具有良好的操縱穩(wěn)定性操縱穩(wěn)定性。 與懸架的剛度、與懸架的剛度、 簧載質(zhì)量有關簧載質(zhì)量有關 轉(zhuǎn)向不側(cè)傾轉(zhuǎn)向不側(cè)傾 加速不后坐加速不后坐 制動不點頭制動不點頭 3、懸架的種類、懸架的種類 1. 非獨立懸架：與整體式車橋配用。非獨立懸架：與整體式車橋配用。 2. 獨立懸架：與斷開式車橋配用。獨立懸架：與斷開式車橋配用。 independent suspension 4、懸架原理、懸架原理 合適的合適的n=11.6Hz。 M變化，要求變化，要求c也變化。也變化。 M c n 2 1 5.汽車上常用的彈性元件包括鋼板彈簧、螺旋彈簧、扭汽車上常

16、用的彈性元件包括鋼板彈簧、螺旋彈簧、扭 桿彈簧和氣體彈簧等。桿彈簧和氣體彈簧等。 鋼板彈簧鋼板彈簧 由多片長度不等的由多片長度不等的 彈簧鋼片疊加而成，彈簧鋼片疊加而成， 廣泛應用于非獨立廣泛應用于非獨立 懸架。懸架。 螺旋彈簧螺旋彈簧 廣泛應用于獨立懸架，由于只能承受垂直載荷，必須廣泛應用于獨立懸架，由于只能承受垂直載荷，必須 裝有減振器和導向機構(gòu)。裝有減振器和導向機構(gòu)。 動畫動畫 扭桿彈簧扭桿彈簧 扭桿彈簧具有預應力，安裝時左右扭桿不能更換。扭桿彈簧具有預應力，安裝時左右扭桿不能更換。 pole swing 氣體彈簧氣體彈簧 分為空氣彈簧和油氣彈簧兩種?？諝鈴椈捎钟心沂胶头譃榭諝鈴椈珊陀蜌?/p>

17、彈簧兩種?？諝鈴椈捎钟心沂胶?膜式兩種形式。膜式兩種形式。 6.減振器減振器 減振器的基本原理減振器的基本原理 阻尼的產(chǎn)生阻尼的產(chǎn)生 要求：要求： 壓縮行程阻尼力小，以便利用彈性元件緩沖。壓縮行程阻尼力小，以便利用彈性元件緩沖。 伸張行程阻尼力大，以便迅速減振。伸張行程阻尼力大，以便迅速減振。 振動過大時，避免阻尼過多增加。振動過大時，避免阻尼過多增加。 雙向作用筒式減振器雙向作用筒式減振器 基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu) 工作原理工作原理 壓縮行程壓縮行程 伸張行程伸張行程 piston rod working cylinder piston promote oil storage base valve

18、compensation valve Circulate valve Present seat boot oil seal throttle pecking motor microprocessor valve handle valve sensor source of power power unit 二、懸架裝置工作性能的檢測方法二、懸架裝置工作性能的檢測方法 1. 經(jīng)驗法 2. 按壓車體法 3. 試驗臺檢測法 5.5 懸架裝置檢測懸架裝置檢測 1. 經(jīng)驗法經(jīng)驗法 經(jīng)驗法是通過人工進行外觀檢視的方法，經(jīng)驗法是通過人工進行外觀檢視的方法， 主要從外部檢查懸架裝置的彈簧是否有裂主要從外部檢查懸

19、架裝置的彈簧是否有裂 紋，彈簧和導向裝置的連接螺栓是否松動，紋，彈簧和導向裝置的連接螺栓是否松動， 減振器是否漏油、缺油和損壞等項目。減振器是否漏油、缺油和損壞等項目。 5.5 懸架裝置檢測懸架裝置檢測 2. 按壓車體法按壓車體法 按壓車體法既可以人工按壓車體，也可以按壓車體法既可以人工按壓車體，也可以 用試驗臺的動力裝置按壓車體。通過按壓用試驗臺的動力裝置按壓車體。通過按壓 使車體上下運動，觀察懸架裝置減振器和使車體上下運動，觀察懸架裝置減振器和 各部件的工作情況，憑經(jīng)驗判斷是否需要各部件的工作情況，憑經(jīng)驗判斷是否需要 修理或更換減振器和其他部件。修理或更換減振器和其他部件。 5.5 懸架裝

20、置檢測懸架裝置檢測 5.5 懸架裝置檢測懸架裝置檢測 圖4-74 車體按壓試驗臺 1-支架 2-凸輪 3-桿 4、8-光脈沖測量裝置 5-汽車保險杠 6-水平導軌 7-垂直導軌 9-電動機 3. 試驗臺檢測法 懸架裝置檢測臺能快速檢測、診斷懸架裝 置的工作性能，并能進行定量分折。 根據(jù)激振方式不同，懸架裝置檢測臺可分 為跌落式和共振式跌落式和共振式兩種類型。 共振式懸架裝置檢測臺根據(jù)檢測參數(shù)的不 同，又可分為測力式和測位移式測力式和測位移式兩種類型。 5.5 懸架裝置檢測懸架裝置檢測 跌落式懸架裝置檢測臺 5.5 懸架裝置檢測懸架裝置檢測 圖5-75 跌落式懸架檢測臺 1-舉升機構(gòu) 2-測量裝

21、置 通過舉升機構(gòu)將汽車舉通過舉升機構(gòu)將汽車舉 起起定高度，定高度， 突然松開支撐機構(gòu)，讓突然松開支撐機構(gòu)，讓 車輛落下產(chǎn)生自由振動。車輛落下產(chǎn)生自由振動。 用測量裝置測量車體振用測量裝置測量車體振 幅或者用幅或者用壓力傳感器測壓力傳感器測 量車輪對臺面的沖擊壓量車輪對臺面的沖擊壓 力，對振幅或壓力分析力，對振幅或壓力分析 處理后，評價汽車懸架處理后，評價汽車懸架 裝量的工作性能。裝量的工作性能。 5.5 懸架裝置檢測懸架裝置檢測 圖5-75 跌落式懸架檢測臺 1-舉升機構(gòu) 2-測量裝置 共振式懸架裝置檢測臺 5.5 懸架裝置檢測懸架裝置檢測 圖5-76 共振式懸架檢測臺 1-蓄能飛輪 2-電動機 3-凸輪 4-激振彈簧 5-臺面 6-測量裝置 電動機、偏心輪、蓄能飛輪和彈簧組成的激振器，迫使檢測電動機、偏心輪、蓄能飛