汽車車輪動態(tài)平衡研究

劉春林

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汽車車輪動態(tài)平衡研究

劉春林

（黑龍江省農(nóng)墾九三管理局交通運輸局，黑龍江 嫩江 161441）

汽車車輪的動態(tài)平衡對汽車的安全行駛有著十分重要的影響，加強駕駛員的安全行駛意識固然是一個很好的切入點；另一方面，也要加大汽車自身質(zhì)量監(jiān)督力度和加快新技術(shù)的研究應(yīng)用，尤其是對車輪動態(tài)平衡的研究。性能好的汽車必然有一個好的平衡系統(tǒng)。一輛車有一個好的平衡性能，可以給駕駛員增強駕駛舒適感，還可以減少汽油消耗，適當(dāng)?shù)脑黾虞喬ナ褂脡勖谛旭傊斜ＷC車輛的直行穩(wěn)定性，進(jìn)而降低底盤懸掛配件的磨損，增強行駛安全。反之，會造成車輛損壞和交通事故。

汽車車輪；動態(tài)平衡；因素

1　影響汽車車輪平衡的因素及其危害

汽車車輪主要是由輪胎和輪轂組成，從表面上看，車輪是一個完整的整體，但在實際生產(chǎn)過程中會存在著一定的誤差，不可能達(dá)到理論上的理想狀況。其中車輪整體的質(zhì)量分布不均勻就是形成不平衡的重要原因。

正如大家所知，在物理上，所有有質(zhì)量的物體在做轉(zhuǎn)動時由于自身具有轉(zhuǎn)動慣量和轉(zhuǎn)速的變化會產(chǎn)生一個力矩，如果該物體質(zhì)量中心不在回轉(zhuǎn)中心處時，產(chǎn)生的力矩會導(dǎo)致物體的不平衡狀態(tài)。與此相同的是汽車在行駛過程中也會發(fā)生這種情況，出現(xiàn)車輪抖動、方向盤震動等現(xiàn)象，這樣久而久之會造成車輛的損壞，縮短了汽車的使用壽命，輕者使輪胎產(chǎn)生波浪型磨損，影響車輛的穩(wěn)定性，重者會通過震動使駕駛員產(chǎn)生疲倦，也可以導(dǎo)致方向盤或整個車輛的擺動以及整個系統(tǒng)的松弛；而靜態(tài)不平衡會令輪胎產(chǎn)生平斑現(xiàn)象。所以，必須要進(jìn)行定期檢查，及時發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，延長車輪的使用壽命，避免在高速行駛中產(chǎn)生車身顛簸，減少由輪胎引起的交通事故的發(fā)生。

汽車的不平衡狀態(tài)可以分為兩種：一種是靜不平衡，另一種是動不平衡。

靜不平衡主要是指車輪在靜止時所表現(xiàn)出來的不平衡狀態(tài)，靜態(tài)的不平衡，可以由一個靜態(tài)的平衡檢測機進(jìn)行測量，輪胎被放置在其垂直軸線上的非旋轉(zhuǎn)的主軸刀具，靠重力向下偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)的量就是不平衡的幅值。

動不平衡與靜不平衡剛好相反，是指汽車在行駛時的不平衡。如果要避免車輛不平衡帶來的危害，必須找出導(dǎo)致不平衡的原因，而可能導(dǎo)致車輪產(chǎn)生不平衡的原因有以下幾種：

第一，生產(chǎn)中的工藝技術(shù)問題：輪轂和制動盤加工時軸心定位不準(zhǔn)，機械加工產(chǎn)生誤差大，在一些非加工面鑄造時，由于人們的疏忽而引起的誤差，最后是在熱處理發(fā)生熱變形及冷加工時產(chǎn)生的冷變形，甚至在使用時的不恰當(dāng)操作，使磨損程度不一致等都會使車輪不平衡。

第二，零件輪轂螺栓本身質(zhì)量不均或者輪轂質(zhì)量分布不均勻，另外車輪徑向圓跳動、端面圓跳動太大等也會造成車輪的不平衡。

第三，輪胎質(zhì)量分布偏差較大、形位誤差太大、使用過程中的變形或使用位置不同而產(chǎn)生的磨損不均、以及新舊輪胎同時使用等。

第四，并裝雙胎的充氣嘴沒有相隔180度，因為輪胎的充氣嘴處產(chǎn)生的氣壓以及力的承受與其他部位不同，如不將并裝雙輪的氣嘴相隔180度，還有單胎的充氣嘴未與不平衡點標(biāo)記相隔180度安裝，都可能誘發(fā)事故。

第五，在汽車的維修過程中，輪轂、輪胎螺栓、內(nèi)胎、襯帶等拆卸后重新組裝成輪胎時，累計的不平衡質(zhì)量或形位偏差太大，破壞了原來的平衡。

2　汽車車輪的動態(tài)平衡

汽車車輪的動態(tài)平衡是安全行駛的一個重要前提，而靜態(tài)平衡是動態(tài)平衡的前提，這是因為動平衡一定是靜平衡，但是靜平衡不一定是動平衡。

動態(tài)平衡是指在行駛過程中車輛的車輪要保持平衡，但是車的平衡在很大程度上取決于車輛的使用情況，如果車輛在使用中一邊的輪胎承受的力要大于另一邊，則需要對此采取措施，以減少負(fù)荷較大一邊車輪的使用。為避免和消除已經(jīng)發(fā)生的這種現(xiàn)象，人們通常采用的是車輪在動態(tài)下增加配重以減輕這種不平衡，使車輪校正各部分的平衡，這就是所謂的動平衡。除此之外，也可以通過減震起到緩沖的作用，增加乘員的舒適性，使車輛不至太顛簸。如果在行駛中發(fā)現(xiàn)車輛出現(xiàn)有節(jié)奏的震動或波動時，此時駕駛員就要注意了，很有可能就是不平衡的問題，要及時做動平衡，若不加以重視，可能會加速車輛的磨損和破壞，甚至?xí)l(fā)生交通事故。一般方法就是添加平衡塊，這種平衡塊是用鉛合金做成，以g為單位，有5g、10g、15g等，千萬不要小瞧這小小的平衡塊。平衡塊上有一個鋼勾，可嵌扣在輪圈邊緣上，當(dāng)車輪高速轉(zhuǎn)動時平衡塊就會產(chǎn)生很大離心力，這個力用以平衡車輛質(zhì)量不平衡等引起的動不平衡。

動平衡是指輪胎轉(zhuǎn)動時由于多種因素和力所產(chǎn)生的非對稱的重量分布，這種動不平衡通常是在速度較高的時候出現(xiàn)。所以，保證輪胎平衡是非常重要的，它不僅有助于延長輪胎的使用壽命和有利于車輛性能的正常發(fā)揮，更能有效的保障駕駛員的生命安全。

3　結(jié)語

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，上世紀(jì)的手表、電冰箱、手機以及電視的興起和發(fā)展，到21世紀(jì)的電腦、智能手機、平板甚至近幾年的汽車購買狂潮，汽車正在作為一個新的角色逐漸走進(jìn)千家萬戶，每家每戶擁有一輛汽車已經(jīng)不再是遙不可及的夢想。但是，近幾年，私家車的增加也導(dǎo)致了交通事故的頻發(fā)，而在這些事故中很多是由于車輪存在問題引起的。所以，汽車廠家在加大汽車生產(chǎn)數(shù)量的同時，也要加大對汽車車輪各部件的研究，特別是汽車車輪的動態(tài)平衡研究。

［1］何榮.概念開發(fā)階段汽車車輪動態(tài)載荷預(yù)測方法研究［D］.長春：吉林大學(xué)，2014.

［2］ 孟凡一.汽車車輪動態(tài)彎曲疲勞試驗機的研究［D］.長春：長春理工大學(xué)，2015.

［3］ 黃瑋.汽車車輪動載荷的研究［D］.南京：南京航空航天大學(xué)，2015.

［4］ 韋傾.車輪鋼制輪輞的有限元疲勞分析［D］.南寧：廣西大學(xué)，2014.

［5］ 王文山.車輛制動檢測實驗臺架的研制開發(fā)［J］.成組技術(shù)與生產(chǎn)現(xiàn)代化，2011，（02）：77-79.

［6］ 徐愛民.滾筒反力式制動試驗臺測量汽車制動力的分析［J］.公路交通科技，2014，（03）：67-68.

［7］ 楊志剛.雙軸ABS汽車制動臺的運用［J］.裝備制造技術(shù)，2014，（10）：43-45.

［8］ 靖娟.汽車車輪的有限元分析［J］.機械研究與應(yīng)用，2014，（01）：61.

［9］ 崔勝民.新能源汽車技術(shù)（第2版）［J］.中國科技信息，2014，（08）：42-43.

［10］ 趙又群，許健雄，劉英杰，等.基于灰色關(guān)聯(lián)度法的汽車轉(zhuǎn)向操縱動態(tài)特性評價［J］.中國機械工程，2014，（04）：95.

［11］ 陳銳.四輪輪轂電動汽車車輪壓力不平衡下整車控制算法研究［D］.成都：電子科技大學(xué)，2015.

Research on dynamic equilibrium of automobile wheels

LIUChun-lin
（Transportation Bureau ofHeilongjiangAgriculture Jiusan Administration，Nenjiang161441，China）

The dynamic balance ofan automobile wheel has a veryimportant influence on safetytraffic，therefore enhancing the safetyawareness ofdrivers is a good startingpoint；on the other hand，we should alsomake efforts on qualitysupervision of cars and applications of new technology on wheel dynamic equilibrium.A car with good equilibrium performance can enhance driving comfort，reduce gasoline consumption，increase service life of tires，ensure stability in the straight traveling，thereby reducing abrasion of chassis and enhancing driving safety.On the contrary，it will cause damage to the vehicle and traffic accidents.

Automobile wheels；Dynamic equilibrium；Factor

U270

B

1674-8646（2016）15-0024-02

2016-06-14