汽车修理工：高级车轮平衡机，原理简介

1.车轮平衡机的功能

车轮平衡机不但可以检测车轮动不平衡量的大小和位置，而且可以检测车轮的径向圆跳动和横向摆动量。《营运车辆综合性能要求和检验方法》（GB18565—2001）要求：凡最大设计车速超过120km/h的车辆，其车轮应做动平衡。

依据平衡机测出的数据对车轮的不平衡量进行校正，可改善车轮相对于轮轴的质量分布，使车轮旋转时产生的振动力或作用于轴承上的振动力减小到允许的范围之内。

2.车轮平衡机的种类

根据车轮是否拆卸，可将车轮平衡机分为离车式和就车式两种；根据主轴布置方式的不同，可将车轮平衡机分为卧式和立式两种。

离车式车轮平衡机（见图1-3）采用卧式结构，其主轴在平衡机上呈水平状态。这种平衡机具有平衡精度高、易于操作等优点，因而被广泛使用。

3.车轮不平衡的检测原理

车轮不平衡包括静不平衡和动不平衡两种情况。

图1-3 离车式车轮平衡机

1—显示与控制装置 2—车轮防护罩 3—转轴 4—机箱

（1）车轮静不平衡及其检测原理支起车桥，调整好轮毂轴承松紧度，转动车轮，在其自然停止后，于其离地最近处做一个标记，然后重复转动试验多次。若车轮停转时所做标记均基本处于离地最近处，则车轮是静不平衡的；若车轮停转时所做标记可停于任一位置，则车轮是静平衡的。利用这一基本原理，即可测得车轮的静不平衡的质量和相位。实质上，静不平衡是因车轮质心与车轮回转中心不重合而造成的。

（2）车轮动不平衡及其检测原理车轮在转动时会产生离心力，该离心力可分解为一个水平分力和一个垂直分力。在车轮转动一周的过程中，当不平衡质量处于通过车轮旋转中心垂直位置的上、下点时，垂直分力达到最大值，但方向相反，从而引起车轮上下跳动。当不平衡质量处于通过车轮旋转中心水平位置的前、后点时，水平分力最大，但方向相反，从而引起车轮的前后窜动。对于转向轮，还会形成绕转向主销来回摆动的力矩，从而造成转向轮摆振。当左、右前轮的不平衡质量相互处于180°位置时，左右轮跳动的相位相反，将会引起车身横向摆振，此时前轮摆振最为严重，从而影响汽车行驶时的操纵稳定性。

当静平衡车轮的质量分布相对于车轮纵向对称中心面不对称时，也会造成动不平衡，如图1-4所示。假定α点和6点上分别有两个质量相同、大小相等但相位相反的质点m₁和m₂，车轮质心与车轮旋转轴心重合，即车轮处于静平衡状态。但当该车轮旋转时，m₁和m₂将分别产生离心力，这两个力大小相等但方向相反，其作用线间的距离为L。当车轮转动时，由于两个离心力的合力矩不为零而产生一个方向反复变动的力偶M。这种情况就称为车轮处于动不平衡。当车轮转动时，由于存在力偶M，且M的方向反复变化，因此轮毂轴承将在M的作用下产生附加动载荷，从而造成前轮绕转向主销摆振。

图1-4 车轮的动不平衡

a）车轮动不平衡受力 b）车轮动不平衡引起的前轮摆振(www.xing528.com)

在离车式车轮平衡机上平衡车轮时，要先将车轮安装到转轴上。当转轴带动车轮一起旋转时，车轮不平衡所产生的离心力就会以力的形式作用在转轴的支承装置上，只要测出支承装置上所受的力或因此而产生的振动，就可得到车轮的不平衡量及其相位。这就是车轮动不平衡检测的基本原理。

图1-5 车轮在平衡机上的安装

α—轮辋边缘至机箱的距离 6—轮辋宽度 d—轮辋直径

4.车轮平衡机的使用方法

下面仅介绍离车式车轮平衡机的使用方法。

1）清除车轮上的泥土、石子和所有旧平衡块。

2）检查轮胎气压，视情况充至规定值。

3）根据车轮轮辋中心孔的大小选择合适的锥形块，并将车轮安装到平衡机的转轴上，然后用手拧紧大螺母，如图1-5所示。

4）打开电源开关，选择显示尺寸界面。

5）拉出平衡机上的测量标尺，使其靠在轮辋的内侧外边缘处并保持数秒，直到屏幕上显示“OK”字样，这时α、d的数值就已测出，然后用轮辋宽度专用卡尺测量出轮辋宽度6，并将此数值输入计算机。

6）放下车轮防护罩，按一下【START】键，车轮开始旋转，在其自动停转后，屏幕上就会显示车轮内外两侧的动不平衡量。

7）抬起防护罩，用手按照屏幕箭头所指方向转动车轮，直到屏幕中车轮的一侧显示“STOP”字样时停止转动车轮。用脚踩住平衡机下方的制动踏板，在转轴正上方的轮辋边缘加上屏幕上所显示的不平衡质量。用同样的方法在车轮另一侧的相应位置加上屏幕上所显示的不平衡质量。

8）松开制动踏板，放下防护罩，重新进行轮胎平衡试验。若车轮两侧都显示“OK”字样，则表明已达到设定的动平衡精度，否则要按照屏幕显示的数值和位置重新加装平衡块，直到车轮两侧都显示“OK”字样为止。

9）抬起防护罩，取下车轮，关闭电源，平衡结束。