2013年10月6日 星期日

小小輪胎行 -- 抖抖抖系列-平衡校正

本篇文章經  小小店長 同意轉載。 由店長於 2007-03-30 16:22 發表於 Yahoo 部落格。
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平衡校正不良,最直接的現象,就是高速行駛時,方向盤會抖抖抖~
相關阿里阿雜的文章一堆,如果小小店長還講一樣的東西,那就掉漆了
這裡要針對平衡校正機本身,與常見的校正問題與結果加以說明
以下為低賽文,可直接跳過.....
小小店長是機械出身,在那領域裡,每天都是條裡來條裡去的,偶而也要玩玩 μ~
公司當時為了自己平衡校正CNC主軸與相關旋轉件,買了一台精密的平衡校正機
當時沒有人會玩,因此最菜的我,就被指派接下那台百萬級的大玩具(好像不到百萬啦...)

要讓那些精密零件組合起來後,接受每分鐘4500~6000轉的考驗
而能達到動平衡的標準,就要對每個環節都斤斤計較
疏忽任何一個環節,即使校正機上平衡結果精準
裝到機台上一樣打槍~抖就是抖,誰來講都一樣
車輪平衡校正也是一樣,校正機上顯示零,裝到車上不一定就是準
除非每個環節都確實做到正確

小店使用的平衡校正機 SICE S626A



校正機準不準,夾具精準度與夾具固定位置很重要
小小店長這邊使用兩種定位夾持方式
前軸孔定位夾持


後軸孔定位夾持


之所以要用兩種夾持方式,是因為輪圈的中心軸孔
有時會有失圓或撞傷變形的情況,造成輪圈在平衡機上定位偏差,同心度不良
使得最後的校正結果錯誤,裝上車當然還是抖~

夾具精準度
這部分如果不精準,每次將車輪裝上平衡機
會因為同心度每次的偏差都不同,使得校正數值與位置變來變去
這部分的測試很簡單,取幾個不同夾持角度將車輪裝上校正機去跑
看顯示的配重量差異即可,一般來說,誤差5g就算準了

以這顆鋁圈來說,小小店長用5個不同夾持角度去測試


結果最大誤差為2g,配重位置也都相同,即表示輪圈中心軸孔同心度準確
校正機夾具定位也都沒問題,最後校正結果也會符合需求

如果同樣的輪圈在別台校正機上,每個不同夾持角度都出現很大的誤差值
那台校正機就可以拿去填海了,根本不會準

靜態平衡與動態平衡
很多人將這兩個平衡名稱,與on-car off-car動態平衡搞混了
常常將平衡機上的off-car平衡稱為靜態平衡
車輪不拆離車輛的on-car平衡稱為動態平衡
兩者其實都是動態平衡(平衡機也可以單做靜態平衡)

所謂on-car動態平衡,是指車輪不拆離車輛
直接與相關旋轉件,如hub.碟盤以及傳動軸等等
實際配合旋轉條件下,整個一起平衡
通常若需要使用on-car動態平衡才能解決抖動問題時
即表示相關旋轉機件當中,某個環節出了差錯
不然一般使用的off-car動態平衡,都能達到實際平衡需求

靜態平衡
車輪若只達到靜態平衡,並不表示就能解決高速抖動問題
因為達到靜態平衡,動態平衡不一定達成
然而動態平衡達成時,則靜態一定平衡
實際做一次就能了解

在輪圈內側配重35g

輪圈外側配重35g,位置與內側相距180度

如此便滿足下圖條件,所以車輪應該達到靜態平衡

A點半徑與重量=B點半徑與重量
那麼在車輪旋轉的時候,會產生大小相等,方向相反的離心力
因為方向相反,因此互相抵銷掉了,所以不會產生徑向震動

以靜態平衡模式校正結果,的確達到靜態平衡

再以動態模式校正,結果為動不平衡

(誤差1克可能來自於鉛塊重量誤差,以及校正設定條件誤差)

為何靜態平衡達成,動態平衡卻不一定達成
如圖假設重量G1=G2,那麼車輪轉動時就像上面靜態平衡一樣
力量相等但方向相反,因此不會產生徑向震動
不過因為G1落在左邊,G2落在右邊,兩個離心力不在中心線上因此產生力矩
如圖右邊所示,車輪在此狀況下因離心力而被推向順時針

當車輪旋轉180度後,推力變成逆時針,這就是動不平衡造成的左右擺震

所以若平衡校正機設定為靜態平衡模式,並無法符合實際行車需求
為何會設定成靜態模式呢
因為通常達到靜態平衡所需要的配重鉛塊重量會較少

接下來就討論一些常見的相關問題
這邊以平衡校正為主,其他造成異常抖動的關聯性因素,將個別再討論

配重量是否越少越好??
配重量越少,鉛塊成本就越低,對店家來說絕對是好
但不管最後配重量多少,只要達到動態平衡,結果都是相同的

聽說配重量過多,跑高速一樣會抖??
配重後若達到需要的動態平衡後,就不會產生高速抖動情形
通常過多的配重量,也顯示出胎圈可能異常,應該要往這部分去檢查
與配重量多寡無關

如圖,等角180度的地方各配上35g鉛塊,動平衡校正結果為0
把鉛塊都拆掉,校正結果一樣是0
配重量相差70g,但結果都是一樣的

精密的平衡校正機,校正後的配重點,單邊都會有兩個以上??
單邊會出現兩個以上的配重點,是因為配重角度位置偏差造成
使配重量變成分量,所以在其偏差不多的另一個角度上,就要補上另一個分量
在配重量與位置精準的情況下,配重點只會有一個(角度)

妥善的應用分量,還可以達到隱藏配重鉛塊的目的



後輪不需要平衡校正??
後輪若發生動不平衡,並不會像前輪一樣,將不平衡造成的抖動傳到方向盤上
因此有些店家會將後輪的平衡校正省略
不過這樣雖然不會造成方向盤抖動的問題
轉動件經常處於動不平衡的狀態下高速旋轉
是會影響相關零件壽命的,例如輪胎.軸承等等
因此後輪一樣是要做平衡校正,以確保正常使用壽命

最後,很多車輪高速抖動問題,來自於平衡校正時的條件錯誤
使得校正機上完成的動平衡,不等於裝上車後的動平衡
通常最快處理的方法,就是換一家校正

下一篇抖抖抖系列-胎圈篇

補充資料
有些特殊輪圈,其中心孔沒有貫穿,因此無法適用一般平衡校正方式
這類輪圈若要以OFF-CAR方式校正動平衡
就需使用專用配件來處理



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