學(xué)習(xí)情境六車輪定位平衡及底盤測功工位檢測

學(xué)習(xí)情境六車輪定位平衡及底盤測功工位檢測第1頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月任務(wù)一：車輪平衡

一、車輪動(dòng)平衡檢測的意義汽車行駛速度越來越高，車輪不平衡對(duì)汽車性能的影響也越來越大。由于車輪不平衡質(zhì)量產(chǎn)生的不平衡力的大小和方向在不斷變化，使整車有上下跳動(dòng)的趨勢，引起垂直方向的振動(dòng)，影響汽車行駛平順性；引起轉(zhuǎn)向輪橫向擺動(dòng)，影響汽車操縱穩(wěn)定性和行駛安全性。車輪不平衡還會(huì)加劇輪胎、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、行駛系及傳動(dòng)系統(tǒng)零部件的沖擊和磨損，縮短其使用壽命。汽車正常使用一定時(shí)間后，尤其是在對(duì)輪胎、輪輞進(jìn)行了修補(bǔ)、修復(fù)或更換新輪胎后，一定要對(duì)輪胎進(jìn)行動(dòng)平衡檢測，測定不平衡質(zhì)量的大小和相位，并進(jìn)行校正。第2頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月二、車輪不平衡的原因及其危害

1.引起車輪不平衡的主要原因如下：(1)車輪定位不當(dāng)，尤其是前束和主銷傾角，不僅影響汽車的操縱性和行駛穩(wěn)定性，而且會(huì)造成輪胎偏磨，這種胎冠的不均勻磨損與輪胎不平衡形成惡性循環(huán)，因而使用中出現(xiàn)車輪不平衡，也可能是車輪定位角失準(zhǔn)的信號(hào)。(2)輪胎和輪輞以及擋圈等因幾何形狀失準(zhǔn)或密度不均勻而先天形成的重心偏離。(3)因輪轂和輪輞定位誤差使安裝中心與旋轉(zhuǎn)中心不重合。(4)維修過程的拆裝改變了整體綜合重心，破壞了原有的良好平衡狀態(tài)。(5)輪輞直徑過小，運(yùn)行中輪胎相對(duì)于輪輞在圓周方面滑移，從而發(fā)生波狀不均勻磨損。(6)車輪碰撞造成的變形引起的質(zhì)心位移。(7)輪胎翻新中因定位精度不高而造成薪胎冠厚度不均勻而使重心改變。(8)高速行駛中制動(dòng)抱死而引起的縱向和橫向滑移，會(huì)造成局部的不均勻磨損。第3頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月2.車輪不平衡的危害車輪不平衡質(zhì)量m在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的不平衡力(離心力)F

F=m2rm—不平衡質(zhì)量。ω—車輪轉(zhuǎn)動(dòng)角速度。

r—不平衡質(zhì)量質(zhì)心到輪心的距離。不平衡力的水平分力和垂直分力分別為：Fh=Fsin=m2rsinFV=Fcos=m2rcos第4頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月由上式可知，不平衡力的水平分力和垂直分力的大小和方向在不斷變化。垂直分力使車輛產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，影響乘坐舒適性，使駕駛員容易疲勞，產(chǎn)生困倦而出現(xiàn)交通事故。對(duì)于轉(zhuǎn)向輪，水平分力的大小和方向變化，使其對(duì)主銷中心產(chǎn)生的力矩大小和方向也隨之變化，引起轉(zhuǎn)向輪擺振，影響汽車的操縱穩(wěn)定性、直線行駛性和行駛安全性，加劇輪胎和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)機(jī)件的磨損，縮短其使用壽命。第5頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月三、車輪不平衡檢測原理1.車輪靜平衡檢驗(yàn)靜平衡是指車輪質(zhì)心與其旋轉(zhuǎn)中心重合。靜平衡的車輪在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)可能產(chǎn)生不平衡力矩，出現(xiàn)動(dòng)不平衡，使車輪產(chǎn)生擺振。如圖有作用半徑相同質(zhì)量相等但相位相反的兩質(zhì)點(diǎn)ml、m2，該車輪是靜平衡的。但是在車輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生的離心力形成力偶，使車輪處于動(dòng)不平衡。如果該車輪是轉(zhuǎn)向輪，在力偶作用下轉(zhuǎn)向輪就會(huì)繞主銷左右擺動(dòng)。如果在m1、m2同一作用半徑的相反方向上配置相同質(zhì)量的ml’=ml、m2’=m2，則車輪處于動(dòng)平衡。靜平衡的車輪不一定是動(dòng)平衡的，但動(dòng)平衡的車輪一定是靜平衡的。第6頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月2.車輪動(dòng)平衡檢驗(yàn)離車式硬支承車輪動(dòng)平衡機(jī)的工作原理圖。所謂硬支承是指支剛度很大，車輪支承系統(tǒng)振幅很小，車輪的慣性力可以略去不計(jì)。假設(shè)有不平衡質(zhì)量m1、m2，集中在兩側(cè)輪輞的邊緣處，且在同一(角度)方向。車輪旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生離心力，F(xiàn)1、F2為這兩個(gè)離心力在傳感器平面的投影，N1、N2為平衡機(jī)主軸左、右支承測得的動(dòng)反力。第7頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月a------被測車輪在平衡機(jī)上的安裝尺寸，由平衡機(jī)上提供的專用工具測得。b------被測車輪輪輞寬度，可用專用卡規(guī)測量。c-------平衡機(jī)主軸兩支承點(diǎn)之間的距離，為平衡機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)(已知)。N1、N2------為支承處動(dòng)反力，由相應(yīng)傳感器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后測出。根據(jù)力和力矩的平衡條件有：第8頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月計(jì)算出F1、F2后，再根據(jù)離心力計(jì)算公式F=mω2r,

求出不平衡質(zhì)量m1、m2

：第9頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月相位的確定：傳感器接收到的信號(hào)是隨車輪的旋轉(zhuǎn)而變化的，其輸出的電量為：

e(t)=E0+Esin（ωt+)+∑Eisin(iωt+i)第一項(xiàng)為直流分量，與動(dòng)態(tài)變化的量無關(guān)第二項(xiàng)為待測不平衡信號(hào)的基波分量，E為幅值，它正比于不平衡力。為初相位。第三項(xiàng)為各次諧波分量，可忽略不計(jì)。Esin（ωt+)=Ecossinωt

+Esincosωt=Re

sinωt+Imcosωt

E=(Re2+Im2)1/2=tg-1(Im/Re)第10頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月四、車輪平衡檢驗(yàn)設(shè)備1.就車式車輪平衡機(jī)一般由驅(qū)動(dòng)裝置、測量裝置、指示與控制裝置、制動(dòng)裝置和小車等組成。驅(qū)動(dòng)裝置由電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)輪等組成，能帶動(dòng)支離地面的車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。測量裝置由傳感磁頭、可調(diào)支桿、底座和傳感器等組成，自成總成井帶有車輪，能將車輪不平衡量產(chǎn)生的振動(dòng)變成電信號(hào)，并送至指示與控制裝置。指示裝置由頻閃燈、不平衡度表或數(shù)字顯示屏等組成，頻閃燈（由傳感磁頭的信號(hào)驅(qū)動(dòng)）用來指示車輪不平衡點(diǎn)位置。制動(dòng)裝置用于車輪停轉(zhuǎn)。第11頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月第12頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月2）、離車式車輪平衡機(jī)離車式車輪平衡機(jī)目前應(yīng)用最多的是硬式支承、兩面測定車輪動(dòng)平衡機(jī)。主要由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)軸、支承裝置(包括動(dòng)反力測量傳感器)、錐體壓盤及快速螺母、制動(dòng)裝置和防護(hù)罩等組成。有些離車式平衡機(jī)的參數(shù)顯示和操作系統(tǒng)提示采用CRT顯示)，測量結(jié)果顯示清楚直觀，有屏幕提示便于操作，但造價(jià)較高。有些離車式平衡機(jī)采用發(fā)光二極管顯示，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，成本低廉。

第13頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月任務(wù)二：車輪定位一、明確幾個(gè)概念何謂車輪定位？其內(nèi)容及目的是什么？什么時(shí)候進(jìn)行車輪定位檢測？車輪定位檢測前對(duì)車輛有哪些要求(即根據(jù)故障現(xiàn)象是否排除了其他因素的影響，例如：轉(zhuǎn)向系連接裝置的松曠、車輪不平衡、輪胎氣壓不足等)？第14頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月二、車輪定位的檢測汽車車輪定位的檢測有靜態(tài)檢測法和動(dòng)態(tài)檢測法兩種類型。靜態(tài)檢測法是在汽車停止的狀態(tài)下，使用測量儀器對(duì)車輪定位進(jìn)行幾何角度的測量。動(dòng)態(tài)檢測是在汽午以一定車速行駛的狀態(tài)下，用測量儀器檢測車輪定位產(chǎn)生的側(cè)向力或由此引起的車輪測滑。動(dòng)態(tài)檢測的內(nèi)容和方法將在“汽車側(cè)滑的檢測與調(diào)整”中講述。第15頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月1.車輪定位的目的保證汽車的操縱穩(wěn)定性、方向穩(wěn)定性及最小的輪胎磨損，并在各種路況下保證這些要求的實(shí)現(xiàn)。磨損、變形、損壞會(huì)使定位參數(shù)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致嚴(yán)重事故。更換球銷、擺臂、橫拉桿等零件后對(duì)車輪定位參數(shù)進(jìn)行調(diào)整也是必須的。車輪定位就是對(duì)懸架及轉(zhuǎn)向系各部件進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到原設(shè)計(jì)功能。且只有電腦四輪定位才是快捷、準(zhǔn)確的定位方法。第16頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月2.什么時(shí)候進(jìn)行四輪定位？①直線行駛困難：（轉(zhuǎn)向沉重、發(fā)抖、跑偏、不自動(dòng)復(fù)位）駕駛時(shí)車感飄浮、顛顫、搖擺等不正常的駕駛感覺。行駛中轉(zhuǎn)向盤不正或行車方向的跑偏現(xiàn)象出現(xiàn)。②輪胎出現(xiàn)不正常磨損：（單邊磨損、波狀磨損、塊狀磨損、偏磨等）。汽車更換懸架系統(tǒng)或轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有關(guān)部件。前部經(jīng)碰撞事故維修后。

第17頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月3.四輪定位的檢測項(xiàng)目主銷后傾角轉(zhuǎn)向輪前束值／角及前張角主銷內(nèi)傾角轉(zhuǎn)向20°時(shí)的前張角后輪外傾角轉(zhuǎn)向輪外傾角輪距、軸距后輪前束值／角推力角軌跡寬度偏差橫向偏位軸距偏差輪軸偏移等軸偏位第18頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月4.車輪定位的靜態(tài)檢測車輪定位值的靜態(tài)檢測法，是根據(jù)車輪旋轉(zhuǎn)平面與各定位角間存在的直接或間接的幾何關(guān)系，用專用的檢測設(shè)備測量其是否符合規(guī)定。使用的檢測設(shè)備有氣泡水準(zhǔn)式、光學(xué)式、激光式、電子式和計(jì)算機(jī)式等車輪定位儀。第19頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月第20頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月三、電腦四輪定位檢測1.幾何中心線和推力線重合為基準(zhǔn)，使四輪定位參數(shù)在該基準(zhǔn)上的合理匹配稱為四輪定位。2.定位不準(zhǔn)的危害（什么時(shí)候做調(diào)整）直線行駛困難前輪搖擺不定輪胎不正常磨損3.檢測參數(shù)：主銷內(nèi)傾角、主銷后傾角、車輪外傾角、前束、輪距、軸距、推力角和前展。第21頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月４.檢測原理及方法激光器：投射激光束，光敏三極管接收光束。八傳感器測量系統(tǒng)：形成直角四邊形，檢測出推力角是否合格。前束為零，左右發(fā)射光重合。有前束，可測出距離相等。若不等，左右單獨(dú)前束不等。推力角，軸距輪距差：八個(gè)傳感器測量，四邊形。外傾、內(nèi)傾、后傾：角度測量儀（可變電位計(jì)）車輪輪輞變形補(bǔ)償：車輪的徑向、端面跳動(dòng)量即補(bǔ)償值計(jì)入前束、外傾的前值中。第22頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月八束測量系統(tǒng)第23頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月5.輪軸偏移輪軸偏移是指兩個(gè)前輪(或后輪)與地接觸點(diǎn)的連線與垂直于推力線的直線間的夾角。當(dāng)右輪在左輪前方時(shí)此角度值為正，在左輪后方時(shí)此角度值為負(fù)。

如圖第24頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月第25頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月6.橫向偏位

橫向偏位是指左(右)前輪和相應(yīng)后輪與地接觸點(diǎn)連線與推力線的夾角（即輪距向一側(cè)變長或變短）。如果后輪超出前輪，此角度為正。

如圖第26頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月第27頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月7.軸偏位

實(shí)際的前后軸的平分中心線連線與理論車輛幾何中心線的夾角，兩前輪或兩后輪同時(shí)橫移，其它參數(shù)（如前、后輪總前束）不改變，也存在推力角。

如圖第28頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月第29頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月8.軸距偏差軸距偏差是指兩前輪之間的連線與兩后輪間連線不平行所形成的夾角。當(dāng)右側(cè)輪距大于左側(cè)輪距時(shí)，此角度為正，反之為負(fù)。軸距變化，可以引起推力線歪斜，從而產(chǎn)生推力角。

如圖第30頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月第31頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月9.軌跡寬度偏差

軌跡寬度偏差是指左前輪和左后輪與地面接觸點(diǎn)之間的連線，同右前輪和右后輪與地面接觸點(diǎn)之間的連線的夾角。當(dāng)后部寬度超過前部寬度時(shí)，此角度為正。

如圖第32頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月第33頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月注意事項(xiàng)：車輪定位小結(jié)；車輪平衡小結(jié)。故障情景：有一轎車的輪胎磨損嚴(yán)重，且伴有方向發(fā)抖想象，試分析其原因并制定故障診斷維修流程圖（故障樹形式）。第34頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月任務(wù)三：底盤測功1.汽車動(dòng)力性臺(tái)架試驗(yàn)的意義及試驗(yàn)設(shè)備動(dòng)力性臺(tái)架試驗(yàn)----主要是測量在用車驅(qū)動(dòng)輪的輸出功率和驅(qū)動(dòng)力。通過測量驅(qū)動(dòng)輪的輸出功率和驅(qū)動(dòng)力，可以評(píng)價(jià)汽車的動(dòng)力性能、判斷發(fā)動(dòng)機(jī)功率的變化程度、判斷傳動(dòng)系統(tǒng)的效率。汽車動(dòng)力性臺(tái)架試驗(yàn)是在底盤測功機(jī)（滾筒式的試驗(yàn)臺(tái)）上進(jìn)行的。在底盤測功機(jī)上，不僅可以測試不同正況下的驅(qū)動(dòng)輪的輸出功率和驅(qū)動(dòng)力，還可以進(jìn)行滑行性能測試、加速性能測試、車速表校驗(yàn)和里程表校驗(yàn)等試驗(yàn)。

第35頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月2.底盤測功機(jī)的型式：第36頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月3.底盤測功機(jī)的構(gòu)成：主要由滾筒、機(jī)械部件、功率吸收裝置(即測功裝置)、測量控制系統(tǒng)、附屬設(shè)備等幾部分組成。第37頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月1）滾筒及機(jī)械部件(1)滾筒一種大直徑、單滾筒的型式---其滾筒直徑多在1500mm~2500mm之間。滾筒直徑越大，模擬路面的效果就越好。但直徑過大則設(shè)備太笨重，占地面積大，安裝也不方便。雙滾筒結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)臺(tái)。滾筒直徑比大滾筒要小得多，一般在185mm~400mm之間。滾筒不能做得太小，否則將會(huì)增大滑轉(zhuǎn)率、滾動(dòng)阻力和滾動(dòng)損失功率，還會(huì)提高輪胎的溫度。試驗(yàn)車速160km/h----滾筒直徑>300mm;

試驗(yàn)車速200km/h----滾筒直徑>350mm。滾筒表面的處理----光滑的滾筒、涂復(fù)層的滾筒。第38頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)飛輪為了能夠在試驗(yàn)臺(tái)上檢測汽車的加速性能和滑行性能，需要模擬汽車行駛時(shí)的慣性。為此可以在測功機(jī)上安裝一套飛輪組，按照不同汽車的質(zhì)量配以相應(yīng)重量的飛輪4。飛輪與滾筒的結(jié)合與斷開由電磁離合器12控制。(3)舉升器

第39頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月2)功率吸收裝置功率吸收裝置(測功器)--是給汽車的驅(qū)動(dòng)輪加載的裝置。在做臺(tái)架試驗(yàn)時(shí)----模擬汽車在路面行駛時(shí)阻力---人為地給汽車驅(qū)動(dòng)輪施加大小可調(diào)節(jié)的負(fù)載。測功器---根據(jù)負(fù)載種類的不同，分為水力測功器、電力測功器、電渦流測功器三種。水力測功器---是以水的阻力作為負(fù)載的。電力測功器---是以發(fā)電機(jī)作負(fù)載，也就是將汽車的驅(qū)動(dòng)功率轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)的電功率。電渦流測功器---是以轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的渦流阻力矩為負(fù)載的裝置。第40頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月3)測量控制系統(tǒng)組成：測力裝置、測速裝置、控制與顯示裝置。(1)測力裝置:根據(jù)作用力和反作用力的原理，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)受到電渦流的阻力矩時(shí)，定子也會(huì)受到大小相等、方向相反的力矩。所以我們只要測得定子所受的反力矩，就可以知道轉(zhuǎn)子受的渦流力矩。常用的測力裝置有以下兩種。①測力桿式電渦流測功器的定子是浮動(dòng)安裝----在定子表面固定一個(gè)測力桿2---將測力桿壓在一個(gè)壓力傳感器上面3-----當(dāng)定子受到反作用力矩時(shí)----通過測力桿對(duì)傳感器施加一個(gè)壓力。測力桿的長度是一定的，從而可以通過傳感器受的力，計(jì)算出汽車在各種不同工況下驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)力。第41頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月②平衡錘式它的定子也不是固定安裝的，一個(gè)較重的金屬平衡錘與定子固定連接。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，定子受到反作用力矩，但因平衡錘較重，定子及平衡錘不會(huì)象轉(zhuǎn)子那樣無限旋轉(zhuǎn)下去，而只是偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度。偏轉(zhuǎn)方向與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。定、轉(zhuǎn)子間作用力矩越大，這種偏轉(zhuǎn)的角度也越大（刻度盤讀數(shù)）。第42頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)測速裝置(3)控制與顯示裝置控制系統(tǒng)與顯示裝置都集中在一個(gè)控制柜內(nèi)?？刂葡到y(tǒng)的核心是一臺(tái)計(jì)算機(jī)。它承擔(dān)底盤測功機(jī)的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、顯示打印和操作控制等項(xiàng)任務(wù)。傳感器輸出的模擬量信號(hào)(如壓力傳感器和測速發(fā)電機(jī)的信號(hào))，都需經(jīng)過放大和A/D轉(zhuǎn)換，再送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。傳感器輸出的數(shù)字信號(hào)(如光電編碼器或霍耳元件式速度傳感器輸出的脈沖信號(hào))，則要經(jīng)過光電隔離等環(huán)節(jié)后送入計(jì)算機(jī)處理。驅(qū)動(dòng)輪輸出功率PK可由驅(qū)動(dòng)力F和車速V按下式計(jì)算：第43頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月4)輔助設(shè)備(1)縱向約束裝置汽車在底盤測功機(jī)上試驗(yàn)時(shí)，為了使驅(qū)動(dòng)輪穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)在滾筒上，防止汽車可能出現(xiàn)的前后左右移動(dòng)或者萬一沖出試驗(yàn)臺(tái)，必須加以一定的約束。對(duì)于單滾筒試驗(yàn)臺(tái)，必須用鋼索拉緊，使汽車能夠在縱向和側(cè)向固定；對(duì)于雙滾筒試驗(yàn)臺(tái)，可用鋼索或者用三角木塊(或檔鐵)頂住從動(dòng)輪前后。(2)風(fēng)冷裝置實(shí)驗(yàn)時(shí)汽車與空氣沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)熱、輪胎發(fā)熱的冷卻，需要用可移動(dòng)的風(fēng)機(jī)實(shí)施冷卻，以保證實(shí)驗(yàn)的正常進(jìn)行。第44頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月4.渦流測功器工作原理：

若在線圈中通入直流電---產(chǎn)生較強(qiáng)的磁場---磁力線將經(jīng)過鐵心、轉(zhuǎn)子盤以及定子外殼的一部分形成閉合回路。

當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)