何 汽

（重慶旅游職業(yè)學(xué)院 409000）

探討諧波分析在汽車車輪檢測工作中的應(yīng)用

何 汽

（重慶旅游職業(yè)學(xué)院 409000）

隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會的不斷發(fā)展，汽車車輪檢測工作在整個汽車維修與保養(yǎng)行業(yè)發(fā)揮的作用越來越重要。本文主要對諧波分析的物理意義和數(shù)學(xué)原理進(jìn)行探討，并詳細(xì)說明了汽車車輪擺動誤差檢測中所用到的諧波分析是怎樣對擺差值產(chǎn)生作用。

諧波分析 車輪檢測 實(shí)際運(yùn)用

汽車工業(yè)作為當(dāng)今社會發(fā)展較為迅速的一個新興行業(yè)，汽車車輪作為汽車的主要構(gòu)成部件將會對車輛高速行駛的舒適性和安全性產(chǎn)生直接影響。汽車車輪檢測中的關(guān)鍵指標(biāo)中共有2項(xiàng)是與汽車車輪的徑向跳動相關(guān)，端面跳動的檢測也就代表著擺動誤差，由此不難發(fā)現(xiàn)汽車車輪的擺動誤差將會對其綜合性能和安全行駛產(chǎn)生直接的影響。[1]為了能夠保證汽車在高速行駛過程中達(dá)到安全性、平穩(wěn)性、可靠性的要求，汽車車輪必須要達(dá)到相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)水平。

一、車輪擺動誤差和諧波的具體分析

車輪的誤差主要是在車輪擺動時產(chǎn)生的,因?yàn)檩喬サ奶ト袕较蛱鴦映霈F(xiàn),同時還伴有斷面跳動，這些會產(chǎn)生一定的擺動量,這就和具體的跳動兩之間產(chǎn)什么誤差。相對靜止的胎圈和參考點(diǎn)有實(shí)際變化量，這是胎圈處有有兩個不一樣的邊緣，所以就產(chǎn)生了這些差距。由此看來我們從探頭固定位置來看，參考點(diǎn)是可用從這個開始的。一般不同度測量是形狀測量的范疇，但是形狀測量也是在車輪的擺差測量之中。

通常對于汽車輪胎的研究分析，所了解的擺動誤差存在這極其明顯的周期性，這個是可能存在的，汽車的的輪胎屬于比較復(fù)雜的系統(tǒng)，有一個封閉的曲線面，這上面所有的徑向跳動包括端面跳動都存在的或大或小的誤差，但是，在圓周隨機(jī)變化當(dāng)中，都是比較熟悉的2π為一般周期。輪胎的每一次誤差都可以用固定的公式來表示，那就是使用傅里葉級數(shù)來。它的表現(xiàn)方式為：

通過上述公式不難發(fā)現(xiàn)一次諧波在車輛的具體擺動檢測中主要是用來表示未出現(xiàn)毛刺、焊縫以及局部缺陷、具有光潔表面的車輪，雖然可能存在圓心偏差。[2]二、三和更高層次的諧波能夠?qū)ζ囓囕喭鈭A輪廓的誤差進(jìn)行反映，其誤差值主要是由不同層次的諧波曲線和基圓距離得來。

在平時所看到的在正常不過的輪胎生產(chǎn)加工中，這整個過程，或有很多的機(jī)會會造成輪胎的諧波誤差，這些諧波誤差是靜態(tài)或者是動態(tài)的工藝因素造成的。也是具體的規(guī)律。因此，在對諧波的分析過程當(dāng)中，對它的具體問題要深入分析，從根本原因上進(jìn)行探討。這樣，才能夠盡可能的從根本上解決諧波誤差的修正，在輪胎生產(chǎn)的過程中有相應(yīng)的措施。才能夠保證汽車輪胎的質(zhì)量安全可靠和性能的掌控。

二、諧波具體算法

在對汽車車輪擺動出現(xiàn)的誤差進(jìn)行檢測時，通過裝在汽車車輪對稱軸上面的編碼器來當(dāng)作傳感器的具體觸發(fā)信號，從而保證汽車車輪在轉(zhuǎn)動時的固定角度對汽車車輪的具體擺動誤差傳感器實(shí)施數(shù)據(jù)采集，得到具體的周期序列，并對這些序列實(shí)施離散傅里葉變換得到一定的極坐標(biāo)圖形。[3]圖形中的粗虛線主要用來對汽車車輪基圓進(jìn)行表示。

不同層次的諧波極坐標(biāo)圖

為了能夠保證整個計(jì)算工作更加順利地進(jìn)行，整個公式中的n取值為2M，要保證M數(shù)值為正整數(shù)。公式3可以利用FFT算法來進(jìn)行求解，下面就對這種算法的C語言實(shí)現(xiàn)方法來進(jìn)行詳細(xì)的介紹。結(jié)合FFT算法的旋轉(zhuǎn)因子具體變化規(guī)律、遠(yuǎn)未計(jì)算規(guī)律以及蝶形運(yùn)算規(guī)律，利用三重循環(huán)來保證FFT程序順利實(shí)現(xiàn)。

三、諧波分析的運(yùn)用描述

該種諧波分析方法以及C語言算法被更加成功地運(yùn)用在便攜式車輪擺差檢測儀器中。如下圖所示：

上圖表示的是在對車輪中心孔定位的便攜式車輪擺差檢測儀具體機(jī)械部位。其中的數(shù)字1、2、3、4、5、6、7、8、9分別使用車輪、車輪定位夾具、圓錐滾子軸承、底座、地做平臺、側(cè)頭支架、傳感器側(cè)桿、固定螺栓、磁性測頭支架座、中心定位臺、側(cè)頭機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)平臺等。[4]

汽車車輪通過定位夾具在機(jī)械部分進(jìn)行安裝，通過手撥東車輪實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，觸發(fā)編碼起對采集的各種信號進(jìn)行發(fā)射，從而保證安裝在側(cè)頭機(jī)構(gòu)中的位移傳感器能夠采集到相應(yīng)的側(cè)桿微動值來獲得車輪擺動的具體誤差值。[5]這樣的檢查儀器可以獲得五百一十二個有效的數(shù)據(jù)，七中包括車輪工件的徑向擺動誤差，通過對著五百一十二個有效數(shù)據(jù)的分析和研究，可以得到擺動誤差所產(chǎn)生的振幅和需要了解的相位。

結(jié)語：

在對便攜式車輪擺動差檢測儀繪制的具體圖形以及數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和探討之后，不難發(fā)現(xiàn)很多汽車車輪有著較大的一次諧波振幅，其他的幾次諧波振幅相對較小。偏心作為目前對車輪穩(wěn)定性造成影響的一個關(guān)鍵性因素。所以，通過對偏心的方法進(jìn)行修正來吧剬提升車輪的實(shí)際生產(chǎn)質(zhì)量。所說的小型檢測儀也就是便攜式的在檢測的過程當(dāng)中，汽車輪胎的檢測儀磁力夾緊定位裝置會出現(xiàn)檢測的時間相對來說比較長的情況，而且相對來說也比較費(fèi)力和工作效率不高等種種問題。給檢測工作帶來一定的影響和不便。因此，應(yīng)該在以后的生產(chǎn)和設(shè)計(jì)過程中，加以相應(yīng)的改進(jìn)，該種磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)出現(xiàn)的磁力夾緊車輪，保證汽車發(fā)展行業(yè)獲得更大的成就。

[1]李然,王哲,邱新橋. 便攜式汽車車輪檢測儀磁力夾緊定位裝置研發(fā)[J]. 機(jī)械科學(xué)與技術(shù),2014,09:1373-1376.

[2]邱新橋,周佩,黃躍文. 便攜式汽車車輪檢測儀的研發(fā)[J]. 湖北汽車工業(yè)學(xué)院學(xué)報,2010,03:36-40.

[3]李永福,劉建農(nóng). 汽車車輪定位快速檢測設(shè)備的研究[J]. 交通標(biāo)準(zhǔn)化,2007,05:159-164.

[4]袁海兵,邱新橋,黃躍文. 基于LPC2294的便攜式汽車車輪測量儀的開發(fā)[J].自動化與儀表,2011,08:25-29.

[5]張立斌,蘇建,田云鋒. 汽車車輪定位參數(shù)快速檢測的建模研究[J]. 公路交通科技,2003,03:155-158.

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1007-6344（2015）04-0343-01