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1、本节主要内容和要求 1 理解车轮动平衡对汽车行驶平顺性 操纵稳定性的影响 2 了解车轮动平衡机的检测原理 3 掌握车轮动平衡的检测方法 重点 检测设备工作原理及检测方法 一 理论基础 1 7 车轮不平衡 高速旋转时不平衡质量将引起车轮上下跳动和横向振摆 危害 影响行驶平顺性 乘坐舒适性和操纵稳定性 汽车行驶的安全性 加剧了轮胎及有关机件的磨损和冲击 缩短了汽车使用寿命 增加了汽车运输成本 动平衡测试 一 理论基础 2 7 1 车轮静不平衡 车轮重心与旋转中心不重合 旋转时产生离心力 离心力 F mr 2m 不平衡点质量 车轮旋转角速度 2 nn 车轮转速 r 不平衡点质量离车轮旋转中心的距离
2、动平衡测试 一 理论基础 3 7 1 车轮静不平衡 离心力F可分解为水平分力Fx和垂直分力Fy Fy使车轮上 下跳动引起前轮摆振 水平分力Fx使车轮前后窜动 形成回摆力矩 造成前轮摆振 动平衡测试 一 理论基础 4 7 2 车轮动不平衡 车轮具有一定的宽度 当车轮质量分布相对于车轮纵向中心面不对称时 车轮各部分产生离心力不能相互抵消 即车轮转动时有不平衡力矩 思考 静平衡的车轮一定动平衡吗 为什么 回答 不是的 动平衡测试 一 理论基础 5 7 2 车轮动不平衡 静平衡的车轮可能是动不平衡的 如图 在该车轮旋转轴线的径向相反位置上 有作用半径 质量相同的不平衡点m1与m2 不处于同一平面内 m
3、1 m2为一对力偶 转动中产生方向变动的力偶矩M 使车轮动不平衡 使车轮摆振 动平衡测试 一 理论基础 6 7 2 车轮动不平衡 相反 动平衡的车轮一定是静平衡的 如图 在m1与m2同一作用半径反方向上配置相同质量m1 与m2 则车轮动平衡 因此 一般对车轮主要进行动平衡试验 动平衡测试 一 理论基础 7 7 3 不平衡从何而来 轮胎质量分布不均 尺寸或形状误差太大 变形或磨损不均 轮毂 制动鼓 盘 定位不准 加工误差大 变形或磨损不均 轮胎螺栓质量不等 轮辋质量分布不均或径向圆端面圆跳动太大并装双胎的充气嘴未相隔180 安装 单胎的充气嘴未与不平衡点标记相隔180 安装 车轮拆卸后重新组装时
4、 累计的不平衡质量或形位偏差太大 动平衡测试 二 实验目的及要求 1 理解车轮动平衡对汽车行驶平顺性 操纵稳定性的影响 2 了解车轮动平衡机的检测原理 3 掌握车轮动平衡的检测方法 三 实验所用的主要仪器和设备离车式车轮平衡机 检测精度高 多用于维修厂就车式车轮平衡机 使用方便 不用拆卸车轮 多用于检测站 动平衡测试 四 实验设备的工作原理 1 8 1 离车式车轮动平衡机离车式车轮动平衡机属于硬支承形式的平衡机 其支承刚度很大 车轮支承系统有很高的固有频率 且远高于车轮的平衡转速 因此支撑系统的振幅很小 车轮的惯性力可以忽略不计 动平衡测试 四 实验设备的工作原理 2 8 1 离车式车轮动平衡
5、机F1 F2为对应的离心力 fA fB为左右支承点传感器测得的动反力 S为支承系统结构参数 a为平衡机支承点与轮胎的距离 b车轮宽度尺寸 c为轮辋直径 动平衡测试 四 实验设备的工作原理 3 8 1 离车式车轮动平衡机由力学平衡方程式可得 动平衡测试 四 实验设备的工作原理 4 8 1 离车式车轮动平衡机联立求解 动平衡测试 再由进一步可求出不平衡质量 四 实验设备的工作原理 5 8 1 离车式车轮动平衡机使用者只要将被测车轮的宽度b和轮辋的直径c以及车轮在平衡机上的安装尺寸a 由平衡机制造厂家随机提供的专用工具测量 键入 不平衡位置由光电式位置传感器确定 并用发光二极管显示 动平衡测试 四
6、实验设备的工作原理 6 8 2 就车式车轮动平衡机驱动装置 6 电动机 5 转轮测量装置 2 传感磁头 3 可调支杆 4 底座 传感器指示与控制装置 7 频闪灯 8 数字显示屏制动装置小车 动平衡测试 四 实验设备的工作原理 7 8 2 就车式车轮动平衡机支离地面的不平衡车轮 转动时产生的横向振动通过制动底板上传感磁头 可调支杆和底座内的传感器 传感器变成的电信号控制频闪灯闪光 指示车轮不平衡点位置 并输入指示装置指示不平衡度 量 动平衡测试 四 实验设备的工作原理 8 8 2 就车式车轮动平衡机就车式车轮动平衡机测量图1 光电传感器2 手柄3 仪表板4 驱动电动机5 摩擦轮 转轮 6 传感器
7、支架7 被测车轮 动平衡测试 五 实验方法和步骤 1 6 1 离车式车轮动平衡的检测方法可参照国家标准GB T18505 2001 汽车轮胎动平衡试验方法 1 清理被测轮胎上的沙石 旧平衡块 检查胎压 2 选择合适的定位锥和紧固件把车轮安装在平衡机上 输入轮辋的直径c 宽度b 测出轮辋边缘至平衡机的距离a并输入 动平衡测试 五 实验方法和步骤 2 6 1 离车式车轮动平衡的检测方法 3 放下防护罩 操作平衡机 车轮自动停止转动后 读出内外不平衡量及不平衡点的位置 4 用手转动车轮 当指示装置分别显示内 外侧不平衡点位置时 停止转动车轮 在轮辋边缘内 外侧正上方安装平衡块 平衡块的质量应与指示装
8、置显示的不平衡量相同 5 重新进行检测 平衡试验多次至显示 00 或 OK 动平衡测试 五 实验方法和步骤 3 6 2 就车式车轮动平衡的检测方法准备工作 1 千斤顶支起车轴 车轮离地间隙要相等 2 清除 沙石 旧平衡块 3 检查胎压 轮毂轴承 4 在轮胎外侧面任意位置做一记号 节动平衡测试 五 实验方法和步骤 4 6 2 就车式车轮动平衡的检测方法从动前轮 1 用垫木塞紧对面车轮和后轴车轮 将传感磁头吸附在制动底板边缘平整之处 2 驱动车轮旋转至规定转速 3 用频闪灯观察胎记 从指示装置上 一挡 读取不平衡量数值 4 操纵平衡机上的制动装置 使车轮停止转动 动平衡测试 五 实验方法和步骤 5
9、 6 2 就车式车轮动平衡的检测方法从动前轮 5 用手转动车轮 使标记停留在以前位置 此时轮辋的最上部为加装平衡块的位置 6 选择平衡块紧固在轮辋边缘 7 重新驱动车轮进行复查 指示装置用二挡显示 若平衡度不符合要求 应调整平衡块质量和位置 直至符合要求 动平衡测试 五 实验方法和步骤 6 6 2 就车式车轮动平衡的检测方法驱动轮动平衡 1 对面车轮不必用三角垫木塞紧 2 用发动机 传动系驱动车轮 加速至50 70km h的某一转速下稳定运转 3 测试结束后 用汽车制动器使车轮停转 4 其它方法同从动轮动 静平衡测试 动平衡测试 六 实验报告的基本内容和要求 1 实验过程的详细记录 2 实验数据的记录和数据处理 3 分析车轮动平衡对汽车行驶平顺性 操纵稳定性的影响 思考 就车式动平衡检测仅仅检测的是轮胎的动平衡吗 做就车式动平衡检测有什么好处 动平衡测试 七 设计性实验 根据介绍的就车式车轮平衡机的结构和原理 设计一个实验 找一辆小汽车用就车式车轮平衡机测定车轮静不平衡点位置和车轮的静不平衡量 如果车轮的不平衡精度不能满足要求 则安装平衡块 并进行复查 注意 静平衡与动平衡检测的传感磁头安装位置 动平衡测试
