車輪平衡檢測

車輪平衡檢測第一頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五二、車輪平衡機(jī)的結(jié)構(gòu)與使用

1、就車式車輪平衡機(jī)的結(jié)構(gòu)與使用

（1）就車式車輪平衡機(jī)的結(jié)構(gòu)和就車式車輪平衡機(jī)

除力傳感器外，其他如電測系統(tǒng)和光電相位裝置以及顯示儀表板和磨擦輪驅(qū)動電機(jī)等均裝在一個驅(qū)動小車內(nèi)。車橋支架是一個復(fù)雜的力傳感器，它有兩種形式，一種供輕型小客車使用（如圖1中6所示），另一種為中型車設(shè)計(jì)（如圖2所示）支架高度可由頂桿2和銷釘3來調(diào)整以適應(yīng)不同車型的要求，支架在車橋下就位，車橋壓下后，小輪彈簧4即被壓下縮入，底板7直接接觸地面，以增加支架的承載能力，車體重量和不平衡振動力的主要部分由應(yīng)變梁9通過支柱8和底板7傳向地面，小部分力由傳感器6感知，達(dá)到不平衡力采樣的目的，應(yīng)變梁9不僅可以減小傳感器受力以避免壓損，更重要的是應(yīng)變梁必須正比地將不平衡力傳遞給傳感器6。因此，應(yīng)變梁是由應(yīng)變線性良好的材料制成，使用中嚴(yán)格避免錘擊和加熱，因?yàn)槿魏胃淖儜?yīng)變梁彈性模數(shù)的操作都將危及應(yīng)變梁的線性，從而完全破壞了電測系統(tǒng)軟件所預(yù)設(shè)的標(biāo)定系數(shù)。車輪平衡檢測第二頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五車輪平衡檢測第三頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五車輪平衡檢測第四頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五車輪平衡檢測

傳感器支架的安裝位置隨被測車型和操作人員的習(xí)慣及現(xiàn)場條件而定，完全是隨機(jī)的，因此就車平衡機(jī)電測系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)軟件必須具有自標(biāo)定功能。這一功能是智能化的，它能根據(jù)事先設(shè)定的已知不平衡量值（一般為3Og）反算出支架支點(diǎn)與車輪的懸臂和輪轂直徑等參數(shù)，這是就車平衡機(jī)的一大特點(diǎn)。驅(qū)動小車前下部靠近被測輪胎處有一光電傳感器組，它包括一個強(qiáng)光源4和兩個光電管3和5，如圖3所示。強(qiáng)光用以照射輪胎上的反光標(biāo)志，為光電管提供相位信號以供計(jì)算機(jī)識別，計(jì)算機(jī)同時根據(jù)兩個光電管接受反光信號的前后來判斷車輪的旋轉(zhuǎn)方向。第五頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五車輪平衡檢測第六頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五車輪平衡檢測

（2）就車式車輪平衡機(jī)的工作過程被測車輪事先由舉升器舉離地面，并將車橋座落于傳感器支架6上（見圖3）。操作人員騎于車上推動手把，使摩擦輪緊壓于被測車輪7上，啟動電機(jī)4帶動摩擦輪拖動車輪以相當(dāng)于110km/h的車速旋轉(zhuǎn)，這時車輪的不平衡質(zhì)量產(chǎn)生的不平衡力隨即被力傳感器感知并轉(zhuǎn)變成電量，這一電信號由電纜傳入驅(qū)動小車內(nèi)的電測系統(tǒng)予以計(jì)量和處理。光電傳感器1拾取車輪的初相位信號和轉(zhuǎn)速信號，經(jīng)電測電路處理后得到不平衡質(zhì)量的量值和相位值，顯于儀表板的4和5兩組數(shù)碼管上，如圖4所示。測試前須在被測輪胎側(cè)面任意處貼裝白色反光標(biāo)志，為使光電元件正常工作，胎側(cè)距光電管不得超過5cm，檢測程序分三次進(jìn)行。第七頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五車輪平衡檢測第八頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五車輪平衡檢測第一次：待摩擦輪與輪胎壓緊后按下右按鈕（左按鈕也可），同時按壓第一次試驗(yàn)按鈕驅(qū)動車輪旋轉(zhuǎn)，待轉(zhuǎn)速上升到適當(dāng)轉(zhuǎn)速時，即分離摩擦輪同時釋放按鈕，電路即記錄與不平衡力及其相位有關(guān)的原始量并存入CPU，儀表的4與5閃爍顯示這組未經(jīng)標(biāo)定的不平衡數(shù)值和相位。

第二次：在反光標(biāo)志處加裝計(jì)算機(jī)預(yù)設(shè)的標(biāo)定質(zhì)量，如有的規(guī)定小客車為3Og，大貨車為300g，按下第二次試驗(yàn)按鈕，重復(fù)上述操作，即用這已知預(yù)設(shè)質(zhì)量對振動系統(tǒng)的剛性和結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到設(shè)定值時顯示燈即被點(diǎn)亮，計(jì)算機(jī)即將第一次所測得的變量自動處理成常量顯示于儀表板上；這就是就車式平衡機(jī)的自標(biāo)定功能。這時將顯示的質(zhì)量加裝在所顯示的相位處，然后除去標(biāo)定重塊。

第三次：剩余不平衡量檢測，以證實(shí)剩余不平衡量是否滿足有關(guān)法規(guī)的要求，如果達(dá)不到要求，可進(jìn)行第二次復(fù)試，如仍達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，只能拆下輪胎使用較高精度的離車式車輪平衡機(jī)進(jìn)行平衡。第九頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五車輪平衡檢測如果是驅(qū)動橋，則可用發(fā)動機(jī)拖動車輪旋轉(zhuǎn)，其他操作如同前述。對于平衡要求較高的車輛，為了消除阻尼造成的相位誤差，平衡時可令車輪左右各轉(zhuǎn)一次，取兩次的平均值為最后測定值。

這里必須著重指出，所有平衡機(jī)都有最大不平衡量限值，嚴(yán)重失衡的車輪是不能上機(jī)平衡的。第十頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五車輪平衡檢測2、離車式車輪平衡機(jī)的結(jié)構(gòu)與使用離車式車輪平衡機(jī)按動平衡原理工作，即可以檢測不平衡力，也可用以測定不平衡力矩，車輪拆離車橋裝于平衡機(jī)主軸上，一切結(jié)構(gòu)和安裝基準(zhǔn)都已確定，所以無須自標(biāo)定過程，因此平衡機(jī)的構(gòu)造和電測系統(tǒng)都較簡單，平衡操作時只要將被測車輪的輪輞直徑和輪胎寬度以及安裝尺寸輸入電測電路即可完成平衡作業(yè)，平衡機(jī)儀表即會自動顯示（如圖5所示）輪胎兩側(cè)的不平衡質(zhì)量m1和m2及其相位。第十一頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五微機(jī)化輪胎平衡機(jī)第十二頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五車輪平衡檢測第十三頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五車輪平衡檢測(1)離車式平衡機(jī)的主軸為臥式布置稱臥式平衡機(jī)如圖5所示。臥式平衡機(jī)最大的優(yōu)點(diǎn)是被測車輪裝卸方便，機(jī)械結(jié)構(gòu)和傳感裝置也較簡單，造價(jià)也較低廉，因此深受修理保養(yǎng)廠家歡迎，同時也是制造廠家的首選機(jī)型。但因車輪在懸臂較長的主軸上形成很大的靜態(tài)力矩，影響傳感系統(tǒng)的初始設(shè)定狀態(tài)，尤其是垂直傳感器B的預(yù)緊狀態(tài)，長時間使用后精度難以保證，零漂也較大，但其平衡精度仍然能滿足一般營運(yùn)車輛的要求，其靈敏度能達(dá)到1Og。第十四頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五車輪平衡檢測第十五頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五車輪平衡檢測(2)立式平衡機(jī)的主軸垂直布置如圖6所示。立式平衡機(jī)雖然裝卸車輪不如臥式平衡機(jī)方便，但其車輪重量直壓在主軸中心線上，不但不形成強(qiáng)大的力矩，垂直傳感器受到的靜載反而比車輪重量還小，如圖6所示，應(yīng)變件是一塊與工作臺面同大的方形應(yīng)變板，水平傳感器設(shè)計(jì)成左右各一個，比臥式平衡機(jī)的單個水平傳感器的力學(xué)結(jié)構(gòu)要穩(wěn)定得多，方形應(yīng)變板上開有多個空槽以減小應(yīng)變板的剛性，從而大大地提高了傳感系統(tǒng)的靈敏度。因此立式平衡機(jī)的精度極高，靈敏度可達(dá)到3g，且具有良好的重復(fù)性和穩(wěn)定性。第十六頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五

離車式平衡機(jī)的參數(shù)顯示和操作系統(tǒng)因采用CRT顯示，或用發(fā)光二極管顯示，其外形結(jié)構(gòu)差異很大，但其基本操作內(nèi)容則大同小異。前者顯示形象美觀，并有屏幕提示便于操作，但造價(jià)較高；后者結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，參數(shù)調(diào)整方便，成本低廉。如圖7所示就是最為典型的一種操作面板。旋鈕8設(shè)定輪胎寬度B，旋鈕7設(shè)定輪輞直徑D，旋鈕6則設(shè)定安裝尺寸C，對于立式平衡機(jī)是胎、面至頂面安全罩的距離（安全罩轉(zhuǎn)下處于工作狀態(tài)），對于臥式平衡機(jī)C值是胎面至平衡機(jī)箱體的距離，C值是一當(dāng)量值。第十七頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五車輪平衡檢測第十八頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五車輪平衡檢測車輪由專用的定位錐和緊固件安裝就緒后即可啟動電機(jī)實(shí)施平衡，待轉(zhuǎn)數(shù)周期累積足夠時，上下（或左右）不平衡值m1和m2即有數(shù)字顯示，屆時即可停車。待車輪完全停止后即可用手轉(zhuǎn)動車輪，這時發(fā)光二極管即會隨轉(zhuǎn)動而左右（或上下）跳閃，如將上排光點(diǎn)調(diào)至中點(diǎn)，這時就可在車輪的輪輞上平面正對外緣（操作者方向）處加裝m1，顯示的平衡重見圖8，用同樣方法加裝m2值平衡重。加裝完畢后進(jìn)行第二次試驗(yàn)觀察剩余不平衡量是否滿足法規(guī)要求。具體的操作步驟各機(jī)型略有差異，使用者應(yīng)按所用機(jī)型的使用說明書進(jìn)行操作。第十九頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五車輪平衡檢測第二十頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五車輪平衡檢測車輪在平衡機(jī)主軸上的定位至關(guān)重要，為了確保不同型式和不同規(guī)格的車輪的中心都能與主軸中心嚴(yán)格重合，所有離車式車輪平衡機(jī)均配有數(shù)個大小不等的定位錐體，如圖9所示。錐體內(nèi)孔與主軸高精度配套，外錐面與輪輞中心孔緊密接合，并由專用快速蝶形壓緊螺母緊壓于主軸定位平臺上，如圖10所示。注意車輪的外側(cè)向下（立式平衡機(jī)）或向內(nèi)（臥式平衡機(jī)）。第二十一頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五車輪平衡檢測第二十二頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五車輪平衡檢測為了方便用戶，離車式平衡機(jī)都隨機(jī)配備一個專用卡尺，如圖11，以供用戶測量輪輞直徑D和輪胎寬度B，因?yàn)檩喬挾扔弥背呤请y以測量的。為了適應(yīng)不同計(jì)量制式和國度，平衡機(jī)上的所有標(biāo)尺一般都同時標(biāo)有英制和公制刻度。第二十三頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五車輪平衡檢測

3、平衡重車輪平衡機(jī)的平衡重也稱配重。目前通常使用兩種形式，圖12為卡夾式配重。它用于大多數(shù)輪輞有卷邊的車輪，對于鋁鎂合金輪輞，因無卷邊可夾，則使用圖13所示的粘貼式配重，其外彎面有不干膠粘貼于輪輞內(nèi)表面。第二十四頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五車輪平衡檢測

標(biāo)準(zhǔn)的配重有兩種系列。一種系列以昂斯（OZ）為基礎(chǔ)單位，分9檔，最小為14.2g（0.5OZ），最大為170.1g（6OZ），間隔為14.2g（0.5OZ）。另一種以克（g）為基礎(chǔ)單位，分14檔，最小為5g，最大為8Og，6Og以上以10g分為一檔。第二十五頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五車輪平衡檢測

4、幾點(diǎn)重要說明

（1）離車式平衡機(jī)的主軸固定裝置和就車式平衡機(jī)的支架上都裝入精密的位移傳感器和易碎裂的壓電晶體傳感器，因此嚴(yán)禁沖擊和敲打主軸或傳感器支架。

（2）在檢修平衡機(jī)時，傳感器的固定螺栓不得任意松動。因?yàn)檫@一螺栓不是一般的緊固件，由它向傳感器體提供必要的預(yù)緊力，當(dāng)這一預(yù)緊力發(fā)生變化時，電算過程將完全失準(zhǔn)。

（3）商業(yè)系統(tǒng)供給的配重最小間隔為5g，因此過分苛求車輪平衡機(jī)的精度和靈敏度并無太大的實(shí)際意義。特殊情況下，如高速小客車和賽車，則可使用特制的平衡重塊。第二十六頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五車輪平衡檢測

（4）必須明確平衡機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)和電算電路都是針對正常車輪使用條件不平衡失準(zhǔn)或輕微受損但仍能使用的車輪而設(shè)計(jì)的，對因交通事故而嚴(yán)重變形的輪輞或胎面大面積剝離的車輪是不能上機(jī)進(jìn)行平衡作業(yè)的。一方面不平衡量過大的車輪旋轉(zhuǎn)時的離心飛力可能損傷平衡機(jī)的傳感系統(tǒng)，而且超值的不平衡力可能溢出電算范圍而使設(shè)備自動拒絕工作。（5）當(dāng)不平衡量超過最大配重時可用兩個以上配重并列使用，但這時要注意因多個配重占用較大的扇面會使其有效質(zhì)量低于實(shí)際質(zhì)量。因扇面的邊緣的質(zhì)量所處半徑R2小于計(jì)算半徑R1。如圖14所示，這種情況不僅影響該面的平衡力，而且還波及左右兩面的力矩值（即動平衡量）。因此，在使用多個平衡重時須慎重處理。第二十七頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五車輪平衡檢測第二十八頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五車輪平衡檢測5、車輪平衡機(jī)的測試

車輪平衡機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)比較簡單，但其主軸的固定部分有應(yīng)變裝置和壓電晶體等非電量的電測系統(tǒng)，其應(yīng)變常數(shù)和預(yù)緊力等在出廠時已調(diào)試就緒，并將有關(guān)參數(shù)輸入電控系統(tǒng)，因而用戶不得對主軸進(jìn)行任何拆卸與調(diào)整。事實(shí)上車輪平衡機(jī)內(nèi)，尤其是微處理系統(tǒng)并沒有供用戶調(diào)整和維修的部件。

用戶可以按以下兩種簡易方法對新機(jī)進(jìn)行驗(yàn)收或?qū)κ?zhǔn)的車輪平衡機(jī)進(jìn)行測試：首先可以將車輪平衡機(jī)不裝車輪空機(jī)開動，觀看儀表面板顯示的不平衡量值和相位是否為零，此法可初步檢驗(yàn)平衡主軸系統(tǒng)包括主軸、定位錐和快速壓緊螺母自身是否平衡，必要時可以找一新車輪并在高一級精度的通用平衡機(jī)上平衡后來檢測車輪平衡機(jī)的平衡結(jié)果。第二種方法是將上述平衡良好的車輪在已知相位上裝上已知量值的配重，然后測試該車輪平衡機(jī)的顯示值是否與已知值吻合，如果該差值超過標(biāo)準(zhǔn)只能由供貨廠家進(jìn)行保修。第二十九頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五車輪平衡檢測

如果車輪平衡機(jī)故障狀態(tài)超出失準(zhǔn)范圍而無法工作，可用如圖15所示的方法檢測壓電傳感器是否工作，即將壓電晶體線路接上一個RC濾波電路，經(jīng)電荷放大器后通