輪胎動平衡原理.docx

輪胎動平衡原理一緒 論質(zhì)量分布不均會使輪胎產(chǎn)生不平衡以及導(dǎo)致車輛在行駛過程中產(chǎn)生振動。動平衡試驗機能夠檢測輪胎的不平衡量，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對輪胎的質(zhì)量分布不均進行修正。這一章簡要介紹輪胎動平衡的以下幾方面問題：不平衡量的產(chǎn)生及其影響不平衡量測量的類型不平衡力、力矩的原理不平衡的類型不平衡量的修正及測量單位二不平衡量的產(chǎn)生及其影響所有輪胎的不平衡量都是可以測量的，主要是由于輪胎原材料以及制造等原因造成的。 質(zhì)量不平衡的輪胎能夠?qū)π旭偟能囕v產(chǎn)生下列影響：垂直力前向力操縱力矩拱型力矩其振動頻率與車輛的速度成正比，如果速度增加兩倍，其振動頻率也會增加兩倍。當(dāng)不平衡量產(chǎn)生的頻率與車輛固有的振動頻率相同時，會使車輛噪音及振動更加明顯。不平衡也會加劇輪胎的磨損。注：不平衡總是相對于旋轉(zhuǎn)中心線而言的。如果旋轉(zhuǎn)中心線改變了，則物體的不平衡量也就改變了。三不平衡量的測量方法靜態(tài)測量法靜態(tài)測量法是早期采用的一種測量方法，它是基于物體的重力，靜態(tài)測量法用于輪胎不旋轉(zhuǎn)的情況下進行測量。靜態(tài)測量法多用于汽車修理廠，由于重力的作用引起輪胎的轉(zhuǎn)動，這樣就可以測量出輪胎的不平衡量極其角度。動態(tài)測量法動態(tài)測量法是近年來使用最多的測量方法，它是基于輪胎的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生力及力矩來測量其不平衡量的。靜不平衡或偶不平衡當(dāng)中的任何一種不平衡都會產(chǎn)生車輛的振動。四不平衡力和力矩的原理這一部分將對不平衡力和力矩的原理進行詳細的說明。離心力當(dāng)一個質(zhì)子 (m)繞著旋轉(zhuǎn)半徑 (r) 按一定的角速度()進行旋轉(zhuǎn)時，在其半徑方向?qū)a(chǎn)生一個離心力(F) (見圖 3-1.)圖3-1 離心力原理根據(jù)牛頓第二定律：F= maa= v2/rF= mv2/rv= rF= mr2單位:F=kg m/s2 = 牛頓 (磅)以輪胎為例, 質(zhì)子 (m)和 半徑 (r)是未知量, 因此必須首先采用測量離心力 (F) 和角速度()的方法來確定mr. 制造商必須保證離心力F的測量具有精確性和重現(xiàn)性。測量系統(tǒng)要測量離心力 F, 必須將輪胎安裝在裝有測力傳感器的測量系統(tǒng)中。 (見圖3-2.) 驅(qū)動系統(tǒng)的角速度是可以測量的。由于質(zhì)子旋轉(zhuǎn)，使兩個測力傳感器產(chǎn)生連續(xù)變化的波形， 將兩個傳感器測得的力進行合成并折算到輪胎的各個面，就可以計算出離心力(F)。圖3-2 求得離心力五不平衡的種類有兩種不平衡靜不平衡及偶不平衡. 靜不平衡及偶不平衡的組合就我們通常所說的動不平衡。靜不平衡我們用圖3-3中在輪胎中心線的質(zhì)量塊來舉例說明靜不平衡。 可以看出離心力所產(chǎn)生的連續(xù)波形，由此就可以確定出mr。測量系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型就象圖中所示，其受力是平衡的(見圖 3-4.)，我們可以測得上部和下部外力的反作用力，這樣離心力也就被確定了。測量系統(tǒng)的離心力由數(shù)學(xué)方程式來表示，是基于力矩求和來建立方程的。 圖3-3 靜不平衡圖3-4 受力圖上傳感器方程式 (t):Rb = FsH/d下傳感器方程式(b):Rt = Fs(H+d)/d兩式連立求解：Fs = Rbd/2H + Rtd/2(H+d) = mr2這個表達式表明離心力(F)是測量系統(tǒng)幾何尺寸的函數(shù)。離心力(F)除以角速度(2)就得到mr，或者叫做靜不平衡量。靜不平衡量可以用一個試重平均分配到輪胎兩面來模擬(見圖 3-5)。 圖3-5 靜不平衡量靜不平衡就是車輛在高速行使過程中，乘客能夠感覺到車輛在跳躍的那種感覺。偶不平衡圖3-6舉例說明了兩個質(zhì)量相等的質(zhì)子相對于輪胎中心線稱分布，它們所產(chǎn)生的離心力也是連續(xù)波形。相對于輪胎中心線的離心力Ft 和 Fb形成了一對離心力。它們大小相等、方向相反(Ft = Fb = F)，這就叫做力偶(見圖3-7)。 圖3-6 偶不平衡 圖3-7 受力圖與前面相同, mr由下面方程決定：上傳感器：Rb = FW/d下傳感器：Rt = FW/d聯(lián)立求解；F = d(Rb + Rt)/2W = mr2這個表達式表明離心力(F)是測量系統(tǒng)幾何尺寸的函數(shù)。離心力(F)除以角速度(2)就得到mr，或者叫做偶不平衡量。象這種情況，兩個力構(gòu)成一對力偶或者叫做力矩，它等于mr乘以寬度W。偶不平衡可以用兩個大小相等的質(zhì)子對稱分布于輪胎的兩個面上來表示，見圖3-8，它就是車輛在高速行使過程中，乘客能夠感覺到車輛在擺動的那種感覺。 圖3-8 偶不平衡量動不平衡動不平衡就是靜不平衡與偶不平衡的組合，如圖3-9,它可以用模擬靜不平衡及偶不平衡的試重組合來表示。動不平衡就是車輛在高速行使過程中，乘客既能夠感覺到車輛在跳動又在擺動的那種感覺。 圖3-9 動不平衡量六不平衡量的修正汽車制造商及輪胎制造商都采用在輪胎及車輪組件上加配試重塊的辦法來補償不平衡量。一個簡單的例子如 3-10所示，試重塊被加在上面和下面。這樣就可以修正其不平衡量而消除車輛的振動。 圖3-10 典型不平衡量的修正修正量的單位加到修正位置的配重塊等效于所測量的靜不平衡量及偶不平衡量。靜不平衡量的測量單位靜不平衡量的科學(xué)測量單位是克-厘米（盎司-英吋），在汽車工業(yè)，測量單位可以任為是在修正半徑下的克（盎司）（見圖3-11）。例如，一個180克-厘米的靜不平衡量可以用一個在修正半徑為18厘米（14吋輪胎）的“10克不平衡量”來表示，也可以用車輪兩面的修正角度各加一個1/2配重塊。注: 配重塊的重量極限由車主決定。圖3-11 靜不平衡量的修正偶不平衡量的測量單位偶不平衡量的科學(xué)測量單位是克-厘米（盎司-英吋），在汽車工業(yè)，測量單位可以任為是在修正半徑下的克（盎司）（見圖3-11