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车轮平衡度的检测

发布日期:2016-07-06 14:52 来源:http://www.hoooyo.cn 点击:

随着汽车行驶速度的不断提高,车轮不平衡越来越严重的影响着汽车行驶的平顺性、安全性和乘坐舒适性。如果车轮不平衡,在高速旋转时,会引起车轮的上下挑动和摆动,使车辆难于控制,同时还加剧轮胎和有关机件的非正常磨损和冲击。因此,车轮平衡度检测已成为汽车检测的重要项目之一。
一、车轮平衡的概念与不平衡的原因 
(一)车轮平衡的概念
    车轮的平衡可分为车轮静平衡和车轮动平衡。
    (1)车轮静平衡与静不平衡
    支起车轴,调整好轮毂轴承松紧度,用手轻转动车轮,使其自然停转。车轮停转后在离地最近处作一标记,然后重复上述试验多次。若车轮经几次转动自然停转后,所做标记的位置各不一样,或强迫停转后,消除外力车轮也不再转动,则车轮为静平衡。静平衡的车轮,其旋转中心与车轮中心重合。
    如果每次试验的标记都停在离地最近处,则车轮为静不平衡。静不平衡的车轮,其旋转中心与车轮中心不重合。
    (2)车轮动平衡与动不平衡
    在图3-11a中,车轮是静平衡的,在该车轮旋转轴线的径向反位置上,各有一作用半径相同质量也相同的不平衡点m1与m2,且不处于同一平面内。对于这样的车轮,其不平衡点的离心力合力为零,但离心力的合力矩不为零,转动中产生方向反复变动的力偶M,使车轮处于动不平衡中。动不平衡的前轮绕主销摆动。如果在m1与m2同一作用半径的相反方向上配置相同质量m′1与m′2,则车轮处于动平衡中,如图3-11b所示。动平衡的车轮肯定是静平衡的,因此对车轮主要应进行动不平衡检测。


图3-11 车轮平衡示意图
a)车轮静平衡但动不平衡;b)车轮动平衡且静平衡

(二)引起车轮不平衡的原因 
    (1)轮毂、制动鼓(盘)加工时定心定位不准、加工误差大、非加工面铸造误差大、热处理变形、使用中变形或磨损不均。
    (2)轮胎螺栓质量不等、轮辋质量分布不均或径向圆跳动、端面圆跳动太大。
    (3)轮胎质量分布不均、尺寸或形状误差太大、使用中变形或磨损不均、使用翻新胎或补胎。
    (4)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(经过平衡试验的新轮胎,往往在胎侧标有红、黄、白或浅蓝色的□、△、○、或◇符号,用来表示不平衡点位置)相隔180°安装。
    (5)轮毂、制动鼓(盘)、轮胎螺栓、轮辋、内胎、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。
二、车轮平衡机及使用方法 
(一)车轮平衡机的类型
    车轮平衡机也称为车轮平衡仪,用来检测车轮的平衡度。按功能可分为车轮静平衡机和车轮动平衡机两类;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两类;按车轮平衡机转轴的形式可分为软式车轮平衡机和硬式车轮平衡机两类。
    使用离车式车轮平衡机时,将车轮从车上拆下安装到车轮平衡机的转轴上检测其平衡状况。
    软式车轮平衡机,安装车轮的转轴由弹性元件支承。当被测车轮不平衡时,该轴与其上的车轮一起振动,测得该振动即可获得车轮的不平衡量。硬式车轮平衡机的转轴由刚性元件支承,工作中转轴不产生振动,它是通过直接测量车轮旋转时不平衡点产生的离心力来确定不平衡量的。
    凡是可以测定车轮左、右两侧的不平衡量及其相位的,可以称为二面测定式车轮平衡机。
    就车式车轮平衡机既可进行静平衡试验,又可进行动平衡试验。
(二)离车式车轮平衡机的结构与使用方法
1、离车式车轮平衡机的结构简介
    离车式车轮动平衡机如图3-12所示,其专用卡尺如图3-13所示。目前应用最多的是硬式二面测定车轮动平衡机。该动平衡机一般由驱动装置、转轴与支承装置、显示与控制装置、制动装置、机箱和车轮防护罩等组成。驱动装置一般由电动机、传动机构等组成,可驱动转轴旋转。转轴由两个滚动轴承支承,每个轴承均有一能将动反力变为电信号的传感器。转轴的外端通过锥体和大螺距螺母等固装被测车轮。驱动装置、转轴与支承装置等均装在机箱内。车轮防护罩可防止车轮旋转时其上的平衡块或花纹内夹杂物飞出伤人。制动装置可使车轮停转。


图3-12 离车式车轮动平衡机 
1-显示与控制装置;2-车轮防护罩;3-转轴;4-机箱

    近年来生产的车轮动平衡机,其显示与控制装置多为微机式,具有自动诊断和自动系统,能将传感器的电信号通过微机运算、分析、判断后显示出不平衡量及相位。    为了使显示的不平衡量恰是轮辋边缘所加平衡块的质量,还必须将测得的轮辋直径d、轮辋宽度b和轮辋边缘至平衡机机箱的距离a(轮辋外悬尺寸),通过键盘或选择器旋扭输入微机。


图3-13 离车式车轮动平衡机的专用卡尺

2、离车式车轮平衡机的使用方法
    (1)清除被测车轮上的泥土、石子和旧平衡块。
    (2)检查轮胎气压,视必要充至规定值。
    (3)根据轮辋中心孔的大小选择锥体,仔细地装上车轮,用大螺距螺母上紧。
    (4)打开电源开关,检查指示与控制装置的面板是否指示正确。
    (5)用卡尺测量轮辋宽度b、轮辋直径d(也可由胎侧读出),用平衡机上的标尺测量轮辋边缘至机箱距离a,用键入或选择器旋钮对准测量值的方法,将a、b、d直接输入指示与控制装置中。为了适应不同计量制式,平衡机上的所有标尺一般都同时标有英制和公制刻度。
    (6)放下车轮防护罩,按下起动键,车轮旋转,平衡测试开始,微机自动采集数据。
    (7)车轮自动停转或听到“笛”声,按下停止键并操纵制动装置使车轮停转后,从指示装置读取车轮内、外不平衡量和不平衡位置。
    (8)抬起车轮防护罩,用手慢慢转动车轮。当指示装置发出指示(音响、指示灯亮、制动、显示点阵或显示检测数据等)时停止转动。在轮辋的内侧或外侧的上部(时钟12点位置)加装指示装置显示的该侧平衡块质量。内、外侧要分别进行,平衡块装卡要牢固。
    (9)安装平衡块后有可能产生新的不平衡,应重新进行平衡试验,直至不平衡量<5g(0.3oz),指示装置显示“00”或“OK”时才能满意。当不平衡量相差10g左右时,如能沿轮辋边缘左右移动平衡块一定角度,将可获得满意的效果。
(三)就车式车轮平衡机及使用方法
1、就车式车轮平衡机结构简介
    使用就车式车轮平衡机,无需从车上拆下车轮,就车即可测得车轮的平衡状况。就车式车轮动平衡机一般由驱动装置、测量装置、指示与控制装置、制动装置和小车等组成,如图3-14所示,图3-15所示为工作图。驱动装置由电动机、转轮等组成,能带动支离地面的车轮转动。测量装置由传感磁头、可调支杆、底座和传感器等组成。它能将车轮不平衡量产生的振动变成电信号,送至指示与控制装置。指示与控制装置由频闪灯、不平衡度表或数字显示屏等组成。频闪灯用来指示车轮不平衡点位置,不平衡度表或数字显示屏用来指示车轮的不平衡量。不平衡量,一般有两个档位。第一档往往用于初查时的指示,第二档往往用于装上平衡块后复查时指示。制动装置用于车轮停转。除测量装置外,车轮动平衡机的其余装置都装在小车上,可方便地移动。


图3-14 就车式车轮动平衡机示意图
1-转向节;2-传感磁头;3-可调支杆;4-底盘;5-转轮;6-电动机;7-频闪灯;8-不平衡度表


图3-15 就车式车轮平衡机工作图
1-光电传感器;2-手柄;3-仪表板;4-驱动电机;5-磨檫轮;6-传感器支架;7-被测车轮

2、就车式车轮平衡机的使用方法
    (1)准备工作
    ①用千斤顶支起车轴,两边车轮离地间隙要相等。
    ②清除被测车轮上的泥土、石子和旧平衡块。
    ③检查轮胎气压,视必要充至规定值。
    ④检查轮毂轴承是否松旷,视必要调整至规定松紧度。
    ⑤在轮胎外侧面任意位置上用白粉笔或白胶布做上记号。
    (2)从动前轮静平衡
    ①用三角垫木塞紧非测试车轮,将就车式车轮动平衡机的测量装置推至被测前轮一端的前轴下,传感磁头吸附在悬架下或转向节下,调节可调支杆高度并锁紧。
    ②推平衡机至车轮侧面或前面(视车轮平衡机形式不同而异),检查频闪灯工作是否正常,检查转动的旋转方向能否使车轮的转动力与前进行驶时方向一致。
    ③操纵车轮动平衡机转轮与轮胎接触,起动驱动电机带动车轮旋转至规定转速。
    ④观察频闪灯照射下的轮胎标记位置,并从指示装置(第一档)上读取不平衡量数值。
    ⑤操纵平衡机上的制动装置,使车轮停止转动。
    ⑥用手转动车轮,使其上的标记仍处在上述观察位置上,此时轮辋的最上部(时钟12点位置)即为加装平衡块的位置。
    ⑦按指示装置显示的不平衡量选择平衡块,牢固地装卡到轮辋边缘上。
    ⑧重新驱动车轮进行复查测试,指示装置用二档显示。若车轮平衡度不符合要求,应调整平衡块质量和位置,直至符合平衡要求。
    (3)从动前轮动平衡
    ①将传感磁头吸附在经过擦拭的制动底板边缘平整之处。
    ②操纵平衡机转轮驱动车轮旋转至规定转速,观察轮胎标记位置,读取不平衡量数值,停转车轮找平衡块加装位置,加装平衡块和复查等,方法与静平衡相同。
    (4)驱动轮平衡
    ①顶起驱动车轮。
    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其他方法与从动轮动、静平衡测试相同。
(四)注意事项
    (1)离车式车轮动平衡机的主轴固定装置和就车式车轮动平衡机的支架上都装有精密的位移传感器和易碎裂的压电晶体传感器,因此严禁冲击和敲打主轴或传感器支架。
    (2)在检修车轮动平衡机时,传感器的固定螺栓不得松动。因为这一螺栓不是一般的紧固件,需要由它向传感晶体提供必要的预紧力。当这一预紧力发生变化时,电算过程将完全失准。
    (3)车轮动平衡机的平衡重也称配重,通常有卡夹式和粘贴式两种类型。卡夹式适用于轮辋有卷边的车轮。对于铝镁合金轮辋,因无卷边可夹,可使用粘贴式配重。粘贴式配重的外弯面有不干胶,粘贴于轮辋内各面。
    (4)必须明确,车轮动平衡机的机械系统和电算电路都是针对正常车轮使用条件下平衡失准或轻微受损但仍能使用的车轮而设计的,对因交通事故而严重变形的轮辋或胎面大面积剥离的车轮是不能上机进行平衡检测的。一方面不平衡量过大的车轮旋转时的离心力可能损伤车轮动平衡机的传感系统,另一方面超值的不平衡力可能溢出电算范围而使仪器自动拒绝工作。
    (5)当不平衡量超过最大配重时,可用两个以上配重并列使用。但这时要注意因多个配重占用较大的扇面会使其有效质量低于实际质量。
    (6)一般情况下,离车式车轮动平衡机或就车式车轮动平衡机都是分别各自使用的。但对高速行驶的汽车车轮而言,如果用离车式车轮动平衡机平衡后再装在车上行驶时,仍会出现不平衡现象。因此,使用离车式车轮动平衡机平衡车轮后,最好能再用就车式车轮动平衡机进行校对


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