CN101368866B

CN101368866B - 平衡车轮的方法

Info

Publication number: CN101368866B
Application number: CN2008102103384A
Authority: CN
Inventors: F·布拉格希罗利
Original assignee: Snap On Equipment SRL
Current assignee: Snap On Equipment SRL
Priority date: 2007-07-27
Filing date: 2008-07-25
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2028-07-25
Also published as: EP2019303A1; CN101368866A; US20090025476A1; EP2019303B1; DE502007003516D1; ES2342982T3

Abstract

本发明公开了一种平衡车轮的方法，其中，计算各个平衡配重，动态平衡所容许的配重偏差(公差)大于静态平衡所容许的配重偏差(公差)。当计算所得的平衡配重在预定的公差内时，测量进程终止。

Description

平衡车轮的方法

技术领域

本发明涉及一种平衡车轮的方法。

背景技术

由US 4854168得知可在车轮转动时测量由车轮不平衡所产生的力。所测量的力被用作计算平衡配重的根据，而平衡配重可以由预定的配重等级得到，所述配重等级例如为5g，平衡配重位于车轮上与车轮轴线相垂直的两个平衡平面上的相关联的旋转角度位置，用于提供动态平衡。另外，静态不平衡矢量通过矢量加法来确定。在两个平衡平面上平衡可以通过使静态剩余不平衡量最小的方式来实现。这将避免主要由静态剩余不平衡量所引起的振动，而所述振动在通过操纵驱动机动车辆时表现为明显的强烈振动。在大多数情况下，在实践中用于平衡操作的重物的数量和尺寸都不足以确保足够的平衡质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种在本说明书技术领域部分所述类型的方法，其中，在车辆行驶性能良好的情况下实现车轮平衡。

上述目的通过权利要求书中第1项的特征来实现，而从属权利要求中记载了本发明的有利特征。

本发明在对旋转的车轮进行测量的过程中测量由车轮不平衡产生的力。通过所测量的力计算在围绕车轮轴线的相关联的旋转角度位置且在预定的配重等级中能够得到的各个平衡配重，用于在与车轮轴线垂直的两个平衡平面上实现动态平衡并在位于所述车轮上的一个平衡平面上实现静态平衡。在传统的方式中，平衡配重可以由5g配重等级或者是5g的整数倍得到。

在计算各个平衡配重时，动态平衡中相对于各个准确平衡配重的可容许的配重偏差(公差)比静态平衡中可容许的配重偏差(公差)大，所述准确平衡配重对应于所测量的力。各个计算得到的平衡配重以平衡重物的形式固定在车轮上的相关联的角位置和相关联的平衡平面上。

动态平衡的配重偏差至少可以为静态平衡下的配重偏差的两倍。例如，静态平衡下的配重偏差可以为5g，而动态平衡下的配重偏差可以为10g至30g。配重偏差的大小取决于车辆类型。例如，对于运动型多功能车或者SUVs或者旅居车等，配重偏差可以为私家车或者摩托车所容许的配重偏差的1.5倍。轻型货车的配重偏差可以为私家车或摩托车所容许的配重偏差的大约2倍。

在计算平衡配重时，如果发现动态平衡计算所得的平衡配重在相关联的公差内，计算设备(计算机)优选自动转换成计算静态平衡的平衡配重以及相关联的旋转角度。所述计算优选需要考虑车轮是否也在动态平衡预定的公差内平衡。

如果车轮达到动态平衡，那么平衡程序以也在静态平衡预定的公差内实现静态平衡的方式进行。

如果动态平衡计算得到的平衡配重和静态平衡计算得到的平衡配重都分别在预定的公差之内，那么就不必进行平衡。在该情况下，可以使动态平衡以及静态平衡的各自的平衡配重的角位置逐步改变，以确定最终的平衡配重和平衡操作，被实施的平衡操作必须使用在动态和静态平衡的预定公差内的计算得到的平衡配重，并且总的平衡配重最小。然后，将相应的平衡重物固定到车轮上的在计算过程中确定的相应的平衡平面和相关联的旋转角度位置上。

除了节省平衡重物之外，本发明还缩短了测量进程时间。出于这一目的，在测量进程中至少需要以测量转动速度转动两圈，同时计算出在该情况下各平衡配重和相关联的旋转角度位置。当在接下来的转动中计算所得的平衡配重保持在预定的公差内，测量进程停止。在这一情况下，在每次转动中计算所得的平衡配重可用于计算各个得到的平均值。一旦在接下来的转动运动中那些平均值还保持在预定的公差内，就中断测量进程。

附图说明

接下来将参考附图对本发明进行更加详细地描述，其中：

图1示意性地示出了车轮平衡机2的测量装置。

具体实施方式

图1示意性地示出了车轮平衡机2的测量装置。该测量装置包括测力传感器3、4，所述测力传感器3、4被支承在车轮平衡机2的测量轴5上。车轮1、尤其是汽车车轮以公知的方式在其中心位置处固定到测量轴5上。角度传感器8与测量轴5相连，所述角度传感器8用于检测车轮1的各个旋转角度，并将包含各个角度增量的相应的电信号传送到计算装置6。在关于由角度传感器8测量的旋转角度θ的图像12(见图1)中示出了由测力传感器3和4产生并由位于左侧的测力传感器3和位于右侧的测力传感器4提供的正弦力波动电信号L和R。这些力波动信号L和R被传送到计算装置6。

角度传感器8的旋转角度信号在计算装置6中由解码器DEC传送给电子计算设备μP。测力传感器3和4的力波动信号L和R在计算装置6中经由模拟/数字编码器ADC传送给电子计算设备μP。另外，测量装置以及待平衡的车轮1的几何数据被输入到电子计算设备μP中。所述几何数据包括平衡平面9和10之间的间距b，待计算的平衡重物布置在所述平衡平面中。而且平衡平面9和10的布置有平衡重物的位置处的半径也被输入到计算装置6的电子计算设备中，用于计算程序。另外，在计算装置6中的电子计算设备的计算操作中也考虑间距a和c。间距c是测量传感器3和4之间的固定的预定间距，而间距a是向内布置的平衡平面9与向外布置的(右侧)测量传感器4之间的间距。

对于与各个车轮相关联的几何数据，根据两个平衡平面9和10的两个正弦力波动信号L和R，计算出平衡配重的关于旋转角度θ的正弦波动信号U_L和U_R。这些波动信号的各个最大值对应于当布置在各个平衡平面9和10上的相关联的旋转角度位置时实现准确的动态平衡的平衡配重，并且对应于左侧(内侧)平衡平面上的平衡矢量

和右侧(外侧)平衡平面上的平衡矢量

平衡平面

和

由以下方程组计算得到：

\overset{ρ}{L} = \frac{{\overset{μ}{U}}_{L} a + \overset{μ}{U_{R}} (a + b)}{c}

\overset{ρ}{R} = \frac{{\overset{μ}{U}}_{L} (a + c) + \overset{μ}{U_{R}} (a + b + c)}{c}

关于位于相关联的旋转角度位置的平衡配重，图像11中示出的由波动信号的各个最大值所得的平衡配重表示纯动态平衡矢量

和通过以下方程组可以计算纯静态平衡矢量

其同样对应于布置在平衡平面上的给定旋转角度位置的平衡配重：

{\overset{ρ}{U}}_{L} = \frac{\overset{μ}{U_{S}}}{2} + {\overset{ρ}{U}}_{DL},

\overset{ρ}{U_{R}} = \frac{\overset{μ}{U_{S}}}{2} + {\overset{ρ}{U}}_{DR}

其中，

表示纯静态矢量分量，其包括位于实现静态平衡的平衡平面上的纯静态平衡配重U_S和相关联的旋转角度位置。

表示平衡矢量，其包括位于左侧(内侧)平衡平面9上的平衡配重U_DL和相关联的旋转角度位置。

表示位于外侧(右侧)平衡平面10上的平衡矢量，其包括位于外侧(右侧)平衡平面上的平衡配重U_DR和相关联的旋转角度位置。

根据纯静态平衡配重和两种纯动态平衡配重，预先确定平衡过程所容许的不同的配重偏差(公差)。在这个方面，关于静态平衡配重U_S的可容许的配重偏差(公差)要小于关于两种动态平衡配重U_DL和U_DR的配重偏差(公差)。计算得到的纯动态平衡配重U_DL和U_DR的所容许的配重偏差(公差)优选为至少大于计算得到的纯静态平衡配重U_S的所容许的配重偏差(公差)的两倍。纯静态平衡配重所容许的配重偏差例如可以为5g，而两种纯动态平衡配重的可容许的配重偏差可以为10g或更大，特别地为从10g到30g中的任意值。

最小配重等级的配重，例如，可以用于平衡过程的5g，或者是5g的整数倍，可以被确定为配重偏差。例如，纯静态平衡配重和纯动态平衡配重的公差可通过显示器上的键盘、输入装置7或者其他输入方式输入到计算装置6的计算设备μP中。

在计算用于动态平衡的平衡配重时，可以逐步改变平衡配重在两个平衡平面上的角位置，例如分10步改变，并且根据两个正弦波动信号

和

(图1中的信号11)分别确定最终的动态平衡配重和静态平衡配重。被观察到公差且总平衡配重最小的平衡配重用于动态平衡。为了计算纯静态平衡，所述纯静态平衡在最初计算出的用于动态平衡的平衡配重在公差内时优选为自动实现，首先选择在其上待实现静态平衡的合适的平衡平面。优选地，选择出现计算得到的较大的动态平衡配重的平衡平面。为了确定位于该平衡平面上的静态平衡配重，改变旋转角度位置，直到根据波动信号

和

(图1中的正弦信号11)得到动态和静态平衡预定的公差或所涉及的值低于这些公差为止。

使动态或静态平衡时计算得到的平衡配重显示在显示器和输入装置7的显示单元中。然后，将适当尺寸的平衡重物固定在同样被显示的角位置上，当处于动态平衡时所述角位置在平衡平面9和10上，当处于静态平衡时所述角位置在平衡平面9或10上。

如上文已经说明的，在测量过程中车轮转动的过程中，如果车轮至少连续两次转动时静态平衡配重和动态平衡配重的值位于公差内，那么测量过程可以终止。这与已知的不平衡测量运行时间相比，可以缩短测量耗时。

Claims

1.一种平衡车轮的方法，其中：

在对旋转的车轮进行测量的过程中测量由车轮不平衡产生的力；

将所测量的力用作计算各个平衡配重的依据，所述各个平衡配重从预定的配重等级得到，所述平衡配重位于围绕车轮轴线的给定的旋转角度位置，用于在与旋转轴线垂直的两个平衡平面上实现动态平衡并在位于所述车轮上的一个平衡平面上实现静态平衡；

在计算各个平衡配重时，动态平衡中相对于各个准确平衡配重的可容许的配重偏差，即公差，比静态平衡中可容许的配重偏差，即公差大，所述准确平衡配重对应于所述测量的力；并且

将对应于分别计算得到的平衡配重的平衡重物固定到所述车轮上的相关联的角度位置和相关联的平衡平面上。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，动态平衡的所述配重偏差至少为静态平衡的配重偏差的两倍。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述配重偏差对应于能够实现平衡的最小配重等级或其整倍数。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当计算得到的动态平衡的平衡配重在公差范围内时，程序自动转换到静态平衡。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在静态平衡时，同时在预定用于动态平衡的公差内实现动态平衡。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在动态平衡时，同时在预定用于静态平衡的公差内实现静态平衡。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在计算静态平衡的平衡配重时，选择布置有计算得到的较大的平衡配重的平衡平面，并且逐步改变平衡配重的旋转角度位置，直到达到动态和静态平衡所预定的公差或者是动态平衡配重和静态平衡配重的值低于所述公差为止。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在计算动态平衡的平衡配重时，在改变平衡配重在两个平衡平面上动态平衡的角位置的同时根据分别得到的动态平衡配重计算静态平衡配重，并且将在该情况下确定的平衡配重用在动态平衡的角位置，在所述角位置，总的平衡配重最小。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当从车轮的至少两周连续转动的测量结果中计算得到的平衡配重在预定的公差内时，测量进程停止。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，形成在连续测量过程中计算得到的平衡配重的平均值，当所述计算得到的平衡配重的平均值在预定的公差内时，测量进程终止。