汽車車輪動態平衡研究

何宇棟 李希

摘要 汽車的車輪是汽車的重要組成部分，車輪是汽車完成其行駛基本功能的必備條件和基礎，尤其是汽車車輪在行駛過程中對汽車的影響。因此，汽車車輪的動態性能直接影響著汽車的綜合性能，是很輛汽車性能的一個重要指標。本文就汽車車輪的動態平衡做簡單分析和研究。

關鍵詞：汽車；車輪；動態平衡；因素

隨著經濟社會的發展，人們的生活水平有了顯著地提高，上世紀的手表、電冰箱、手機以及電視的興起和發展，到二十一世紀的電腦、智能手機、平板甚至還有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千家萬戶，每家每戶擁有一輛汽車已經不再是遙不可及的夢想。但是，近幾年，私家車的增加也導致了交通事故的頻發，而在這些事故中很多是由于車輪的問題引起的。所以汽車廠家在加大汽車產量的同時也加大了對汽車車輪的研究，特別是汽車車輪的動態平衡研究。

1.影響汽車車輪平衡的因素及其危害

汽車的車輪主要是由輪胎和輪轂組成的，從表面上看車輪是一個完整的整體，但是畢竟在實際的生產過程中會存在著一定的誤差，不可能達到理論上的理想狀況。其中車輪整體的質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，所有有質量的物體在做轉動時由于自身具有轉動慣量和轉速的變化會產生一個力矩，如果加上該物體質量中心不在回轉中心處時，產生的力矩會導致影物體的不平衡狀態。與此相同的是汽車在行駛過程中也會發生這種情況，出現車輪抖動、方向盤震動等現象，這樣久而久之會造成車輛的損壞，縮短了汽車的使用壽命，輕者使輪胎產生波浪型磨損，影響車輛的穩定性，重者會通過震動使駕駛員產生疲倦，也可以導致在一個方向盤或整個車輛的擺動以及導致整個系統的松弛；而靜態不平衡會令輪胎產生平斑現象。所以必須要進行定期檢查，及時發現問題并進行維護和保養，延長車輪的使用壽命，避免在高速行駛中產生車身顛簸，減少由輪胎引起的交通事故的發生。

汽車的不平衡狀態可以分為兩種，一種是靜不平衡，另一種就是動不平衡。靜不平衡主要是指車輪在靜止時所表現出來的不平衡狀態，靜態的不平衡，可以由一個靜態的平衡檢測機進行測量，在輪胎被放置在其垂直軸線上的非旋轉的主軸刀具，靠重力向下偏轉，偏轉的量就是不平衡的幅值。由于本文篇幅有限，在此不做贅述。動不平衡與靜不平衡剛好相反，就是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，就必須找出導致不平衡的原因，而可能導致車輪產生不平衡的原因具體如下：

（1）生產中生產工藝技術問題：輪轂和制動盤加工時軸心定位不準，機械加工產生誤差大，在一些非加工面鑄造時由于人們的疏忽而引起的誤差，最后是在熱處理發生熱變形及冷加工時產生的冷變形，甚至在使用時的不恰當操作使磨損程度不一致等都會使得車輪的質量不均；

（2）零件輪轂螺栓本身質量不均或者輪轂質量分布不均勻，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；

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

（4）并裝雙胎的充氣嘴沒有相隔180度，這是因為輪胎的充氣嘴處產生的氣壓以及力的承受的與其他部位不同，如不將并裝雙輪的氣嘴相隔180，還有單胎的充氣嘴未與不平衡點標記相隔180安裝，這些都可能誘發事故；

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

2.汽車車輪的動態平衡

汽車車輪的動態平衡是安全形行駛的一個重要前提，而靜態平衡是動態平衡的前提，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，但是車的平衡還在很大程度上取決于車輛的使用情況，如果車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，以減少負荷較大的一邊車輪的使用。為避免和消除已經發生的這種現象，人們通常是是車輪在動態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存的作用，增加乘員的舒適性，使車輛不要太顛簸。如果在行駛中發現車輛出現有節奏的震動或者是波動時，此時駕駛員就需要注意了，這很有可能就是不平衡，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，甚至會發生交通事故。一般方法就是添加平衡塊，這種平衡塊是用鉛合金做成，以克為單位，計有5克、10克、15克等，但是千萬不要小瞧這小小的質量。平衡塊上有一個鋼勾，可嵌扣在輪圈邊緣上，當車輪高速轉動是平衡塊就會產生很大離心力，這個力用以平衡車輛質量不平衡等引起的動不平衡。

之前已經提到，動平衡是指輪胎轉動時由于多種因素和力所產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會出現。所以，保證輪胎平衡非常重要的，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揮， 更能有效的保障駕駛員的生命安全。

總之，汽車車輪的動態平衡在汽車的安全行駛方面有著十分重要的影響，加強駕駛員的安全行駛的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量監督力度和加快新技術的研究應用，尤其是車輪方面的動態平衡的研究，性能好的汽車必然有一個好的平衡系統。此外，一輛車有一個好的平衡性能有著諸多的好處，首先可以給駕駛員增強駕駛舒適感，其次還可以減少汽油消耗，適當的增加輪胎使用壽命，在行駛中保證車輛的直行穩定性，進而降低底盤懸掛配件的磨損，增強行駛安全。

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