车轮平衡度的检测技术(第5章3)

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平衡度检测车轮静不平衡示意图5.4车轮平衡检测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！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！相反，动平衡的车轮一定是

2、静平衡的！2mrF 车轮动不平衡车轮动不平衡 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，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有作用半径、质量相同的不平衡点mm1 1与与mm2 2，不处于同一平面内。，不处于同一平面内。mm1 1、mm2 2为一为一对对 力偶，转动中产生方向变动的力偶矩力偶，转动中产生方向变动的力偶矩MM，使车轮动不平衡，使车轮摆振使车轮动不平衡，使车轮摆振。动平衡的车轮一定是动平衡的车轮一定是静平衡的。静平衡的。如图，如图，在在

3、m1与与m2同一同一作用半径反方向上配作用半径反方向上配置相同质量置相同质量m1 与与m2 ，则车轮动平衡。，则车轮动平衡。因此，一般对车轮主因此，一般对车轮主要进行动平衡试验。要进行动平衡试验。车轮平衡示意图 车轮不平衡原因车轮不平衡原因 轮毂、制动鼓（盘）加工时定心定位不轮毂、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、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匀。热处理变形、使用中变形或磨损不均匀。 轮胎螺栓质量不等及轮辋质量分布不均轮胎螺栓质量不等及轮辋质量分布不均匀或径向、端面圆跳动太大。匀或径向、端面圆跳动太大。 5.4车轮平衡检测车轮

4、平衡检测 轮胎质量分布不均匀、尺寸或形状误差大、使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。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并装双胎的充气嘴未相隔180安装，单胎的安装，单胎的充气嘴未与不平衡点标记相隔充气嘴未与不平衡点标记相隔180安装。安装。 轮毂、制动鼓（盘）、轮胎螺栓、轮辋、内胎、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。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

5、车轮平衡检测 二、车轮平衡机检测原理二、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：0Xo0M 12B0FFf12A()0F baF af S0X1AB()/Ff Sf ab2BA()/Ffbaf Sb再由 进一步可求出不平衡质量：2/2cmF2211AB2/2()/mF cf Sf acb2222BA2/2()/mFcfbaf Scb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

6、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 车轮平衡机的类型 1）按功能可分为 车轮静平衡机静平衡机和 车轮动平衡机动平衡机。 2）按测量方式可分为 离车式车轮平衡机离车式车轮平衡机和 就车式车轮平衡机。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软式车轮平衡机和硬式车轮平衡机衡机和硬式车轮平衡机 5.4车轮平衡检测车轮平衡检测 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

7、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车轮平衡检测车轮平衡检测5.4车轮平衡检测车轮平衡检测图4-44 离车式车轮平衡机1-显示与控制装置 2-防护罩 3-转轴 4-机箱图4-45 车轮在平衡机上的安装a-边缘至机箱距离b-轮辋宽度 d-轮辋直径 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车轮平衡检测车轮平衡检测5.4车轮平

8、衡检测车轮平衡检测图4-46 就车式车轮平衡机5.4车轮平衡检测车轮平衡检测图4-47 就车式车轮平衡机结构原理图图4-48静不平衡测量原理1-底座 2-可调支杆 3-传感磁头 4-车轮 5-传感器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，在接收到传感元件传来的电信

9、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，检查清理被测轮胎上的沙石、旧平衡块，检查胎压。胎压。 (2) 选择合适的定位锥和紧固件把车轮安装在选择合适的定位锥和紧固件把车轮安装在平衡机上，输入轮辋的直径平衡机上，输入轮辋的直径c、宽度、宽度b，测出轮，测出轮辋边缘至平衡机的距离辋边缘至平衡机的距离a并输入。并输入

10、。 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。放下防护罩，操作平衡机。车轮自动停止转动后，读出内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。外不平衡量及不平衡点的位置。 (4) 用手转动车轮，当指示装用手转动车轮，当指示装置分别显示内、外侧不平衡点置分别显示内、外侧不平衡点位置时，停止转动车轮，在轮位置时，停止转动车轮，在轮辋边缘内、外侧正上方安装平辋边缘内、外侧正上方安装平衡块；平衡块的质量应与指示衡块；平衡块的质量应与指示装置显示的不平衡量相同。装置显示的不平衡量相同。 (5) 重新进行检测，平衡试验重新进行检测，平衡试验多次至显示多次至显示“00”或或“OK

11、” 。 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。 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

12、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

13、机由 、 、 、 等构成，并装在手推小车上。习题一、悬架的基本知识一、悬架的基本知识1. 基本组成基本组成 弹性元件：缓和冲击，并承受、传递垂直载荷。弹性元件：缓和冲击，并承受、传递垂直载荷。 减振器：衰减振动。减振器：衰减振动。 导向机构：传递侧向力、纵向力，并保证车轮相导向机构：传递侧向力、纵向力，并保证车轮相对对 车身的正确运动关系。车身的正确运动关系。 横向稳定器：防止车身横向过度倾斜。横向稳定器：防止车身横向过度倾斜。5.5 悬架装置检测悬架装置检测5.5 悬架装置检测悬架装置检测absorber elastic celllongitudinal direction distance

14、 rodStabilizer for landscape orientationlandscape orientation distance rod2. 功用功用 连接车身和车轮，以传力。连接车身和车轮，以传力。 缓和冲击、衰减振动，使乘坐舒适，具有良好的缓和冲击、衰减振动，使乘坐舒适，具有良好的平顺性平顺性。 具有良好的具有良好的操纵稳定性操纵稳定性。与悬架的刚度、与悬架的刚度、簧载质量有关簧载质量有关转向不侧倾转向不侧倾加速不后坐加速不后坐制动不点头制动不点头3、悬架的种类、悬架的种类1. 非独立悬架：与整体式车桥配用。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。独立悬

15、架：与断开式车桥配用。independent suspension 4、悬架原理、悬架原理合适的合适的n=11.6Hz。M变化，要求变化，要求c也变化。也变化。Mcn215.汽车上常用的弹性元件包括钢板弹簧、螺旋弹簧、扭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。杆弹簧和气体弹簧等。钢板弹簧钢板弹簧 由多片长度不等的由多片长度不等的 弹簧钢片叠加而成，弹簧钢片叠加而成， 广泛应用于非独立广泛应用于非独立 悬架。悬架。螺旋弹簧螺旋弹簧 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。装有减振器和导向机构。 动

16、画动画扭杆弹簧扭杆弹簧 扭杆弹簧具有预应力，安装时左右扭杆不能更换。扭杆弹簧具有预应力，安装时左右扭杆不能更换。 poleswing气体弹簧气体弹簧 分为空气弹簧和油气弹簧两种。空气弹簧又有囊式和分为空气弹簧和油气弹簧两种。空气弹簧又有囊式和膜式两种形式。膜式两种形式。6.减振器减振器减振器的基本原理减振器的基本原理 阻尼的产生阻尼的产生要求：要求： 压缩行程阻尼力小，以便利用弹性元件缓冲。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。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。振动过大时，避免阻尼过多增加。双向作用筒式减振器双向作用筒式减振器基

17、本结构基本结构工作原理工作原理 压缩行程压缩行程 伸张行程伸张行程piston rodworking cylinderpistonpromoteoil storagebase valvecompensation valveCirculate valvePresent seatboot oil seal throttlepecking motormicroprocessorvalve handlevalve sensorsource of powerpower unit 二、悬架装置工作性能的检测方法二、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

18、置检测悬架装置检测 1. 经验法经验法 经验法是通过人工进行外观检视的方法，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，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。减振器是否漏油、缺油和损坏等项目。5.5 悬架装置检测悬架装置检测 2. 按压车体法按压车体法 按压车体法既可以人工按压车体，也可以按压车体法既可以人工按压车体，也可以用试验台的动力装置按压车体。通过按压用试验台的动力装置按压车体。通过按压使车体上下运动，观察悬架装置减振器和使车体上下运动，观察悬架装置减

19、振器和各部件的工作情况，凭经验判断是否需要各部件的工作情况，凭经验判断是否需要修理或更换减振器和其他部件。修理或更换减振器和其他部件。 5.5 悬架装置检测悬架装置检测5.5 悬架装置检测悬架装置检测图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跌落式和共振式两种类型。 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测力式和测位移式两种类型。5.5

20、悬架装置检测悬架装置检测 跌落式悬架装置检测台 5.5 悬架装置检测悬架装置检测图5-75 跌落式悬架检测台1-举升机构 2-测量装置 通过举升机构将汽车举通过举升机构将汽车举起起定高度，定高度， 突然松开支撑机构，让突然松开支撑机构，让车辆落下产生自由振动。车辆落下产生自由振动。 用测量装置测量车体振用测量装置测量车体振幅或者用幅或者用压力传感器测压力传感器测量车轮对台面的冲击压量车轮对台面的冲击压力，对振幅或压力分析力，对振幅或压力分析处理后，评价汽车悬架处理后，评价汽车悬架装量的工作性能。装量的工作性能。5.5 悬架装置检测悬架装置检测图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 电动机、偏心轮、蓄能飞轮和弹簧组成的激振器，迫使检测电动机、偏心轮、蓄能飞轮和弹簧组成的激振器，迫