淺析汽車車輪動態(tài)不平衡的原因及影響

歐益娥 李松

【摘 要】目前我國對汽車的使用日益增多，人們對汽車的性能要求也越來越高，而車輪是汽車行駛系的重要組成部分，在行駛過程中車輪的動態(tài)不平衡直接影響著汽車的綜合性能，它是衡量汽車性能的一個重要指標(biāo)。所以了解車輪動平衡和分析導(dǎo)致車輪動態(tài)不平衡的原因及其帶來的影響具有重要意義。

【關(guān)鍵詞】汽車；車輪；動態(tài)；不平衡；原因；影響

【中圖分類號】U472.4 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】2095-3089（2018）31-0083-02

隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，人們的生活水平有了顯著的提高，使用的汽車種類日益增多，對不同汽車作比較可發(fā)現(xiàn)，有的汽車在低速行駛時行駛平穩(wěn)，但是車速增加到一定的程度后會產(chǎn)生劇烈振動，方向盤有失控感覺，而有些車在高速行駛時仍然保持平穩(wěn)行駛，可達(dá)到制造廠規(guī)定的最高時速（轎車可達(dá)140-160km/h），而不會有明顯車身振動發(fā)飄的失控現(xiàn)象，而這一區(qū)別主要是由汽車的車輪高速時是否能動態(tài)平衡決定的。若車輪的重心和旋轉(zhuǎn)中心不重合，車輪在旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生離心力，就會引起振動，對汽車造成很大影響。本文主要介紹汽車車輪動平衡的概念和分析動態(tài)不平衡的原因及其影響。

一、車輪平衡的概念

1.車輪靜態(tài)平衡與靜態(tài)不平衡。

車輪靜態(tài)平衡是指車輪在靜止?fàn)顟B(tài)下的平衡，即車輪質(zhì)量圍繞車輪軸線均勻分配，也就是說車輪的重心位于其旋轉(zhuǎn)軸線上，停止轉(zhuǎn)動時的位置是任意的。如果車輪的重心偏離了旋轉(zhuǎn)中心，車輪每次停止轉(zhuǎn)動時的位置都是相同的，則說明該車輪是靜態(tài)不平衡的。

2.車輪動態(tài)平衡和動態(tài)不平衡。

車輪動態(tài)平衡簡單的說就是車輪在運(yùn)動中處于平衡狀態(tài)，即車輪的所有質(zhì)量在旋轉(zhuǎn)過程中的離心力是平衡的（及離心力的合力為零）。如果車輪在旋轉(zhuǎn)過程中離心力的合力矩不為零，轉(zhuǎn)動中產(chǎn)生方向反復(fù)變動的力偶使車輪處于動不平衡中，車輪高速轉(zhuǎn)動時就會左右擺動，即為車輪動態(tài)不平衡。

二、車輪動態(tài)不平衡的原因

1.車輪碰撞造成的變形，以及高速行駛中制動抱死而引起的縱向和橫向的滑移造成輪胎局部的不均勻磨損，從而導(dǎo)致車輪質(zhì)心位移。

2.因輪轂和輪輞定位誤差使安裝中心與旋轉(zhuǎn)中心難以重合。

3.輪胎翻新中因定位精度不高而造成新胎冠厚度不均勻而使重心改變。

4.輪胎和輪輞以及檔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。

5.輪轂、制動鼓（盤）加工時定心定位不準(zhǔn)、加工誤差大、非加工面鑄造誤差大、熱處理變形、使用中變形或磨損不均。

6.輪胎螺栓質(zhì)量不等、輪輞質(zhì)量分布不均或徑向圓跳動、端面圓跳動太大。

7.并裝雙胎的充氣嘴未相隔180°安裝，單胎的充氣嘴未與不平衡點(diǎn)標(biāo)記相隔180°安裝。

8.輪轂、制動鼓（盤）、輪胎螺栓、輪輞、內(nèi)胎、襯帶、輪胎等拆卸后重新組裝成車輪時，累計的不平衡質(zhì)量或形位偏差太大，破壞了原來的平衡。

9.前輪定位不當(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)，因而在使用中出現(xiàn)車輪不平衡，也可能是車輪定位角失準(zhǔn)的信號。

10.輪胎充氣不均，羊角、車軸變形，減震器損壞等。

三、車輪動態(tài)不平衡的影響

根據(jù)前面介紹車輪動態(tài)不平衡的定義，我們知道車輪在旋轉(zhuǎn)過程中離心力的合力矩不為零，轉(zhuǎn)動中產(chǎn)生方向反復(fù)變動的力偶使車輪處于動不平衡中，造成使車輪搖擺使輪胎產(chǎn)生波浪形磨損、車輛在行駛中車身振動、方向盤斗動的現(xiàn)象；靜態(tài)不平衡會產(chǎn)生顛簸和跳動往往使輪胎產(chǎn)生平斑現(xiàn)象。這些將會給汽車性能造成哪些影響呢，分析主要有以下幾點(diǎn)。

1.車輪動態(tài)不平衡引起車身振動，耗費(fèi)汽車動力，使各總成無法在較佳狀態(tài)下工作，導(dǎo)致燃油經(jīng)濟(jì)性變差。

2.車輪振動增加輪胎噪聲聲級，當(dāng)汽車低速行駛時汽車產(chǎn)生的噪聲主要來自于發(fā)動機(jī)。當(dāng)汽車車速高于80km/h時，若車輪動態(tài)不平衡，輪胎噪聲和振動噪聲就占汽車總噪聲聲級的70%以上。

3.汽車車體是通過懸架與車輪兩個減振系統(tǒng)與地面接觸。當(dāng)車輪動態(tài)不平衡時，會通過懸架向車體傳遞周期性垂直方向沖擊力，此沖擊力使車身在懸架上作垂直方向加速度運(yùn)動，破壞汽車平順性，加劇汽車零部件的損壞。

4.汽車轉(zhuǎn)向輪設(shè)有主銷內(nèi)傾、主銷后傾、前輪外傾及車輪前束等定位角，車輪的離心力會在這些車輪上產(chǎn)生側(cè)向力。汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)對轉(zhuǎn)向輪上的側(cè)向分力產(chǎn)生運(yùn)動響應(yīng)，造成轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)及車體的橫擺振動，方向盤不易控制。輪胎在側(cè)向力的作用下側(cè)向滑移磨損，加重輪胎磨損。

5.車輪上的徑向離心力在汽車制動時對制動蹄片沖擊，加快蹄片磨損，影響制動性能。

總之，車輪動態(tài)不平衡，對汽車的動力性、燃油經(jīng)濟(jì)性、操縱穩(wěn)定性、行使噪聲都有影響，車輪動態(tài)不平衡引起的振動，會減少汽車零部件的使用壽命，車輪動態(tài)不平衡對汽車造成的危害不可忽視。

四、車輪動平衡方法

車輪動平衡方法是在動平衡機(jī)上進(jìn)行動平衡，尤其是在固定式平衡機(jī)上進(jìn)行車輪動平衡，該方法目前得到廣泛運(yùn)用。

工作原理說明：固定式動平衡機(jī)由一個帶有緩沖軸承的總成和一個電機(jī)驅(qū)動的軸組成。由不平衡引起的離心力由傳感器測得，然后作為信號繼續(xù)傳輸給一個電子計算機(jī)。這種測量方法可以確定平衡重塊的大小和相對安裝位置（角度）。利用這種方法可以對車輪動態(tài)和靜態(tài)不平衡進(jìn)行完全的動平衡處理，從而可以解決因?yàn)檐囕喌牟黄胶鈳淼奈：?，使汽車能夠穩(wěn)定行駛。

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