车轮平衡度的检测技术

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1、汽车悬架与车轮平衡检测技术,（2学时） 北理工珠海学院郭新民,一、车轮平衡度的基本知识 车轮静不平衡 静平衡的车轮，其重心与旋转中心重合； 静不平衡的车轮，其重心与旋转中心不重合，由于静不平衡质量的存在，车轮在旋转时产生离心力。,5.4 车轮平衡度检测,车轮静不平衡示意图,5.4车轮平衡检测,离心力F的大小为：m不平衡点质量（）； 车轮旋转角速度，2n/60（rad / s）； n车轮转速（r / min）；r不平衡点质量离车轮旋转中心的距离（m）。 注意：静平衡的车轮可能是动不平衡的！ 相反，动平衡的车轮一定是静平衡的！,车轮动不平衡重心与旋转中心对称，质量分布对车轮中心面对称为动平衡。如不

2、对称则产生力矩不为零。不平衡力矩使车轮对主销力矩加大而摆振。 如右图，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。m1、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。, 轮胎质量分布不均匀、尺寸或形状误差大、使用中变形或磨损不均匀、使用翻新胎或垫、补胎。 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。 轮毂、制动鼓（盘）、轮胎螺栓、轮辋、内胎、

3、衬带、轮胎等拆卸后重新组装成车轮时，累计的不平衡质量或形位偏差太大，破坏了原来的平衡。,5.4车轮平衡检测,二、车轮平衡机检测原理,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。,1离车式车轮动平衡机 由力学平衡方程式可得：,再由 进一步可求出不平衡质量：,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。,三、车轮平衡机的类型 车轮平衡机的类型 1）按功能可分为 车

4、轮静平衡机和 车轮动平衡机。2）按测量方式可分为 离车式车轮平衡机和 就车式车轮平衡机。3）按平衡机转轴的支承方式可分为软式车轮平衡机和硬式车轮平衡机,5.4车轮平衡检测,车轮平衡机的检测原理 离车式车轮平衡机的检测原理 在离车式车轮平衡机中，目前应用最多的是硬式两面测定车轮动平衡机。该平衡机主要由驱动机构、转轴与支承装置、机箱、制动装置和防护罩等构成。 其中：驱动机构由电动机、传动装置构成，驱动转轴旋转使安装在其上的车轮达到所要求的平衡转速；,5.4车轮平衡检测,5.4车轮平衡检测, 就车式车轮平衡机的检测原理 就车式车轮动平衡机由驱动装置、测量装置、指示与控制装置、制动装置等构成，并 装在

5、手推小车上。 其中：驱动装置由电动机和 由其驱动的转轮构成， 电动机驱动转轮旋转时，可将转轮贴紧车轮的胎 面，带动其旋转；,5.4车轮平衡检测,5.4车轮平衡检测,图4-46 就车式车轮平衡机,5.4车轮平衡检测,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传感器支架 7被测车轮,测量装置由传感磁头、可调支杆和底座构成，测试时，传感磁头可吸附在独立悬架下臂或非独立悬架的转向节处，通过可调支杆可将不平衡车轮旋转时产生的振动传给底座，装在底座中的传感元件将振动转化成电信号，指示与控制装置由频闪灯和不平衡度表或数字显示屏构成，在接

6、收到传感元件传来的电信号后，不平衡度表根据其强弱指示出不平衡量的大小，频闪灯用于测出车轮不平衡点的位置。,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传感器支架 7被测车轮,1离车式车轮动平衡的检测方法可参照国家标准GB/T 185052001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。,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。 (

7、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” 。,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。,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

8、。 4）操纵平衡机上的制动装置，使车轮停止转动。,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。,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5070 km/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。,检测结果分析： 不平衡量小于该车规定值不必进行平

9、衡作业 不平衡量超标，进行平衡作业 不平衡量超标太多，通过平衡作业难以达标应进一步查找原因,1. 术语解释 车轮静不平衡 车轮动不平衡 2. 填空题 离车式车轮平衡机主要由 、 、 、 和 等构成。 就车式车轮动平衡机由 、 、 、等构成，并装在手推小车上。,习题,一、悬架的基本知识 1. 基本组成 弹性元件：缓和冲击，并承受、传递垂直载荷。 减振器：衰减振动。 导向机构：传递侧向力、纵向力，并保证车轮相对车身的正确运动关系。 横向稳定器：防止车身横向过度倾斜。,5.5 悬架装置检测,5.5 悬架装置检测,2. 功用 连接车身和车轮，以传力。 缓和冲击、衰减振动，使乘坐舒适，具有良好的平顺性。

10、 具有良好的操纵稳定性。,与悬架的刚度、簧载质量有关,转向不侧倾 加速不后坐 制动不点头,3、悬架的种类 1. 非独立悬架：与整体式车桥配用。 2. 独立悬架：与断开式车桥配用。,independent suspension,4、悬架原理 合适的n=11.6Hz。M变化，要求c也变化。,5.汽车上常用的弹性元件包括钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧和气体弹簧等。 钢板弹簧由多片长度不等的弹簧钢片叠加而成，广泛应用于非独立悬架。,螺旋弹簧广泛应用于独立悬架，由于只能承受垂直载荷，必须装有减振器和导向机构。动画,扭杆弹簧扭杆弹簧具有预应力，安装时左右扭杆不能更换。,气体弹簧分为空气弹簧和油气弹簧两种。空

11、气弹簧又有囊式和膜式两种形式。,6.减振器 减振器的基本原理 阻尼的产生要求： 压缩行程阻尼力小，以便利用弹性元件缓冲。 伸张行程阻尼力大，以便迅速减振。 振动过大时，避免阻尼过多增加。,双向作用筒式减振器 基本结构 工作原理 压缩行程 伸张行程,二、悬架装置工作性能的检测方法 1. 经验法 2. 按压车体法 3. 试验台检测法,5.5 悬架装置检测,1. 经验法 经验法是通过人工进行外观检视的方法，主要从外部检查悬架装置的弹簧是否有裂纹，弹簧和导向装置的连接螺栓是否松动，减振器是否漏油、缺油和损坏等项目。,5.5 悬架装置检测,2. 按压车体法 按压车体法既可以人工按压车体，也可以用试验台的

12、动力装置按压车体。通过按压使车体上下运动，观察悬架装置减振器和各部件的工作情况，凭经验判断是否需要修理或更换减振器和其他部件。,5.5 悬架装置检测,5.5 悬架装置检测,图4-74 车体按压试验台 1-支架 2-凸轮 3-杆 4、8-光脉冲测量装置 5-汽车保险杠 6-水平导轨 7-垂直导轨 9-电动机,3. 试验台检测法 悬架装置检测台能快速检测、诊断悬架装置的工作性能，并能进行定量分折。根据激振方式不同，悬架装置检测台可分为跌落式和共振式两种类型。其中，共振式悬架装置检测台根据检测参数的不同，又可分为测力式和测位移式两种类型。,5.5 悬架装置检测, 跌落式悬架装置检测台,5.5 悬架装

13、置检测,图5-75 跌落式悬架检测台 1-举升机构 2-测量装置,检测时，先通过举升机构将汽车举起定高度，然后突然松开支撑机构，让车辆落下产生自由振动。然后用测量装置测量车体振幅或者用压力传感器测量车轮对台面的冲击压力，对振幅或压力分析处理后，评价汽车悬架装量的工作性能。,5.5 悬架装置检测,图5-75 跌落式悬架检测台 1-举升机构 2-测量装置, 共振式悬架装置检测台,5.5 悬架装置检测,图5-76 共振式悬架检测台 1-蓄能飞轮 2-电动机 3-凸轮 4-激振弹簧 5-台面 6-测量装置,检测时，先通过检测台的电动机、偏心轮、蓄能飞轮和弹簧组成的激振器，迫使检测台台面及其上面的被检汽

14、车悬架装置产生振动，然后在开机数秒后断开电机电源，从而由蓄能飞轮产生扫频激振。由于电机的频率比车轮固有频率高，因此蓄能飞轮逐渐降速的扫频激振过程总可以扫到车轮固有振动频率处，从而使台面与汽车系统产生共振，通过检测激振后振动衰减过程中力或位移的振动曲线，求出频率和衰减特性，便可判断悬架装置减振器的工作性能。,图5-76 共振式悬架检测台 1-蓄能飞轮 2-电动机 3-凸轮 4-激振弹簧 5-台面 6-测量装置,三、诊断参数标准 GBl85652001营运车辆综合性能要求和检验方法中规定：对于最大设计车速大于等于100 km/h、轴载质量小于等于1500的载客汽车，应用悬架检测台按规定的方法进行悬架特性检测。受检车辆的车轮接地性指数，应不小于40，同轴左右轮接地性指数之差不得大于15。,5.5 悬架装置检测,悬架装置的工作性能有哪些检测方法？ 简述共振式悬架装置检测台的基本结构、工作原理和使用方法。 简述悬架装置工作性能的诊断参数标准。,习题,