理论教育 转向轮不平衡导致的振动解决方案

转向轮不平衡导致的振动解决方案

时间:2023-09-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:车轮不平衡分为静不平衡和动不平衡两种情况。静不平衡的车轮质心与车轮旋转中心不重合,若使其转动,则只能停止于一个固定方位。由于静不平衡质量的存在,车轮在旋转中产生离心力。动平衡的车轮肯定是静平衡的,但静平衡的车轮却不能保证是动平衡的。轿车行驶速度较高,对车轮的不平衡度要求也较高,拆卸车轮总成的各零件时应做好标志,并按标志位置装配,以免破坏原来的平衡。

转向轮不平衡导致的振动解决方案

车轮不平衡分为静不平衡和动不平衡两种情况。

静不平衡的车轮质心与车轮旋转中心不重合,若使其转动,则只能停止于一个固定方位。

由于静不平衡质量的存在,车轮在旋转中产生离心力。假定不平衡质量F(kg)集中于距车轮旋转中心距离为r(m)的圆周上某点,则车轮转动时所产生的离心力F(N)的大小为

F=2r

式中 ω——车轮旋转角速度ω=2πn/60(rad/s);

n——车轮转速,r/min。

转速n越高,不平衡质量m越大,且距旋转中心的距离r越远,由静不平衡所产生的离心力F也越大。离心力F可分解为方向和大小均周期性变化的垂直分力Fz和水平分力Fx。每旋转一周,Fz的方向和大小周期性变化,在过旋转中心垂直线的ab两点达到最大值且方向相反,形成绕转向轮主销来回摆动的力矩,造成转向轮摆振,如图6-22a所示;Fx的方向和大小也周期性变化,在过旋转中心水平线的cd两点达到最大值且方向相反,使前轴在横向平面内发生转动,由于陀螺效应引起转向轮绕主销的摆振。左右转向轮的不平衡质量相互处于180°位置时,转向轮摆振最为剧烈,如图6-22b所示。

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图6-22 车轮静不平衡示意图(www.daowen.com)

a)静不平衡 b)不平衡质量对置

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图6-23 车轮平衡示意图

a)车轮静平衡但动不平衡 b)车轮动平衡

静平衡的车轮,若质量分布相对于车轮纵向中心平面不对称,旋转时会产生方向不断变化的力偶,车轮处于动不平衡状态。若在距旋转中心距离相同但方向相反的径向的位置上,各有一质量相同但不在同一平面内的不平衡点,则虽为静平衡车轮,却是动不平衡的,如图6-23a所示,此时,两不平衡质量产生的离心力的合力虽为零,但在不同平面内,所构成的力偶却不为零。车轮旋转时,该力偶的方向反复变化,使转向轮绕主销摆振。若要使车轮达到动平衡,则需在m1m2同一作用半径的相反方向配置相同质量m1′、m2′,如图6-23b所示。

动平衡的车轮肯定是静平衡的,但静平衡的车轮却不能保证是动平衡的。

为了避免由此引起的车轮摆振,无论是新车轮还是装用翻新轮胎的车轮,装用前都应进行动平衡试验,并按需要加装适当的平衡块,使车轮总成的不平衡度达到规定要求。轿车行驶速度较高,对车轮的不平衡度要求也较高,拆卸车轮总成的各零件时应做好标志,并按标志位置装配,以免破坏原来的平衡。

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