轮胎旋转时旋转轴与重力中心不一致(主要是轮胎质量分布不均匀引起),汽车车轮高速行驶时会形成动不平衡状态,造成车辆在行驶中车轮抖动、转向盘振动的现象。为了避免这种现象或是消除已经发生的这种现象,就要使车轮在动态情况下通过增加配重的方法,使车轮校正各边缘部分的平衡。这个校正的过程就是人们常说的动平衡。
刚性转子的不平衡振动,是由于质量分布的不均衡,回转体的惯性主轴与回转轴不相一致使转子上受到的所有离心惯性力的合力及所有惯性力偶矩之和不等于0。如果设法修正转子的质量分布,保证转子旋转时的惯性主轴和旋转轴相一致,使转子重心重新回到转轴中心上来,消除由于质量偏心而产生的离心惯性力和惯性力偶矩,使转子的惯性力系达到平衡,这就是平衡校正或叫作动平衡试验。
动平衡试验机是用来测量转子不平衡量的大小和相角位置的精密设备,一般由机座部套、左/右支承架、圈带驱动装置、计算机显示系统、传感器限位支架、光电头等部套组成。当刚性转子转动时,若转子存在不平衡质量,将产生惯性力,其水平分量将在左/右两支承架上分别产生振动,只要拾取左/右两支承架上的水平振动信号,经过一定的转换,就可以获得转子左/右两校正平面上应增加或减少的质量大小与相位。在动平衡以前,必须首先解决两校正平面不平衡的相互影响。两平面的间距b,校正平面到左/右支承的间距a、c,都对两平面造成影响,可以用平衡转子确定这些参数来消除影响。其中,动平衡机注释解释为:F1、F2——左、右支承上的动压力;P1、P2——左、右校正平面上不平衡质量的离心力;m1、m2——左、右校正平面上的不平衡量;R1、R2:左、右校正平面的校正半径;ω——旋转角速度。
大致了解上述知识后,再进一步学习如何操作动平衡机。
1.试验前准备工作
(1)清除轮胎胎面上的泥土、嵌在胎纹中的泥土和石子以及扎在轮胎上的铁钉等异物。
(2)拆除轮辋上旧的平衡块。
(3)检查轮胎气压是否达标,不达标的要进行充(放)气使其达到标准值。
(4)检查轮胎磨损状况。
(5)检查车轮平衡机,并预热5 min左右。
2.检修注意事项
(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,电算过程完全失准。
(3)车轮动平衡机的平衡块又称配重,通常有卡夹式和粘贴式。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,可使用粘贴式平衡块。粘贴式平衡块的外面有不干胶,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,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,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平衡块时,可将2个以上平衡块同时使用。这时要注意,因多个平衡块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和就车式车轮动平衡机都是独自使用的。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,最好能用就车式车轮动平衡机进行校对。
3.车轮平衡机的结构功能
车轮平衡度应使用车轮平衡机检测,车轮平衡机又称车轮平衡仪。车轮平衡机有以下类型:如果按功能分,车轮平衡机可分为车轮静平衡机和车轮动平衡机两类;如果按测量方式分,车轮平衡机可分为离车式车轮平衡机和就车式车轮平衡机两类;如果按车轮平衡机转轴的形式分,车轮平衡机又可分为软式车轮平衡机和硬式车轮平衡机两类。
LAUNCH KWB-402车轮平衡机为离车式车轮平衡机,其外形如图4-55所示,本节以LAUNCH KWB-402车轮平衡机为例介绍如何进行轮胎动平衡。
(1)离车式车轮动平衡机的专用测量卡尺(见图4-56):主要用于测量车轮的安装距离(简称轮距)和轮毂直径(简称轮径)。
(2)操作面板:实现人机对话,将测试的数据显示在面板上以及通过面板进行操作控制,不断调整,实现轮胎的动平衡调整。
(3)挂柄:悬挂锥套、轮宽尺等备件。
(4)平衡块槽:用于分类盛装配重铅块。
(5)平衡轴:装配待平衡的轮胎。
(6)组合锤:其外形如图4-57所示,各部件的功能如下:(www.daowen.com)
①1用于拔掉扎在轮胎上的钉子;
②2用于拔掉不需要的平衡块;
③3用于敲击平衡块,以把平面块安装在轮辋上;
④4用于剪断平衡块至适合质量;
⑤5用于对轮胎的胎面和沟槽的泥沙进行清理。
图4-55 LAUNCH KWB-402车轮平衡机
图4-56 离车式车轮平衡机专用测量卡尺
图4-57 组合锤外形
4.车轮平衡机的操作步骤
(1)开机。打开位于机器左侧的电源开关,平衡机进行自检,自检完毕默认“动平衡”测量选项。
(2)选择功能。每次开机时,电脑自动设置为标准平衡模式;按<F>键可选择自己所需要的平衡模式。
(3)装配被测轮胎。把车轮套在平衡轴上,靠近凸缘;选择一个合适的锥套,用快锁螺母锁紧车轮。
(4)输入车轮数据。如图4-58所示,输入A值数据,将测量尺拉至轮辋安装平衡块的位置,读出测量尺上的数据,即车轮安装距离,然后按动面板上A旁边的<+>或<->按钮,直至显示器显示值跟测量值一致;输入L值数据,用附件中宽度测量尺量出轮辋对边宽度,然后按动面板上L旁边的<+>或<->按钮,直至显示器显示值跟测量值一致;输入D值数据,找到轮辋上标记的名义直径d,然后按动面板上D旁边的<+>或<->按钮,直至显示器显示值跟d值一致。
图4-58 车轮数据
(5)平衡机功能操作:
①放下轮罩,车轮自动旋转,7 s后机器自动停止。
②机器停止后,显示器显示的数值为轮胎的不平衡值。
③用手转动车轮,面板上定位灯不停地闪动,当其中一组指示灯全亮时,表示轮辋最高点位置为不平衡点,其中左侧定位灯对应内侧不平衡点,右侧定位灯对应外侧不平衡点。
④在轮辋不平衡点处装上显示器测得数值的相应平衡块,并重复之前操作步骤,直至左右两侧的显示器均显示为“00”。
(6)从平衡旋转轴上卸下车轮,操作程序结束。
(7)测试结束。切断电源,从传动轴上取下车轮总成。
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