探討諧波分析在汽車車輪檢測工作中的應用

何 汽

（重慶旅游職業學院 409000）

探討諧波分析在汽車車輪檢測工作中的應用

何 汽

（重慶旅游職業學院 409000）

隨著現代經濟社會的不斷發展，汽車車輪檢測工作在整個汽車維修與保養行業發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學原理進行探討，并詳細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生作用。

諧波分析 車輪檢測 實際運用

汽車工業作為當今社會發展較為迅速的一個新興行業，汽車車輪作為汽車的主要構成部件將會對車輛高速行駛的舒適性和安全性產生直接影響。汽車車輪檢測中的關鍵指標中共有2項是與汽車車輪的徑向跳動相關，端面跳動的檢測也就代表著擺動誤差，由此不難發現汽車車輪的擺動誤差將會對其綜合性能和安全行駛產生直接的影響。[1]為了能夠保證汽車在高速行駛過程中達到安全性、平穩性、可靠性的要求，汽車車輪必須要達到相關的標準水平。

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生的,因為輪胎的胎圈會有徑向跳動出現,同時還伴有斷面跳動，這些會產生一定的擺動量,這就和具體的跳動兩之間產什么誤差。相對靜止的胎圈和參考點有實際變化量，這是胎圈處有有兩個不一樣的邊緣，所以就產生了這些差距。由此看來我們從探頭固定位置來看，參考點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雜的系統，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，在圓周隨機變化當中，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來。它的表現方式為：

通過上述公式不難發現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對汽車車輪外圓輪廓的誤差進行反映，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加工中，這整個過程，或有很多的機會會造成輪胎的諧波誤差，這些諧波誤差是靜態或者是動態的工藝因素造成的。也是具體的規律。因此，在對諧波的分析過程當中，對它的具體問題要深入分析，從根本原因上進行探討。這樣，才能夠盡可能的從根本上解決諧波誤差的修正，在輪胎生產的過程中有相應的措施。才能夠保證汽車輪胎的質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的誤差進行檢測時，通過裝在汽車車輪對稱軸上面的編碼器來當作傳感器的具體觸發信號，從而保證汽車車輪在轉動時的固定角度對汽車車輪的具體擺動誤差傳感器實施數據采集，得到具體的周期序列，并對這些序列實施離散傅里葉變換得到一定的極坐標圖形。[3]圖形中的粗虛線主要用來對汽車車輪基圓進行表示。

不同層次的諧波極坐標圖

為了能夠保證整個計算工作更加順利地進行，整個公式中的n取值為2M，要保證M數值為正整數。公式3可以利用FFT算法來進行求解，下面就對這種算法的C語言實現方法來進行詳細的介紹。結合FFT算法的旋轉因子具體變化規律、遠未計算規律以及蝶形運算規律，利用三重循環來保證FFT程序順利實現。

三、諧波分析的運用描述

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械部位。其中的數字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、側頭支架、傳感器側桿、固定螺栓、磁性測頭支架座、中心定位臺、側頭機構、旋轉平臺等。[4]

汽車車輪通過定位夾具在機械部分進行安裝，通過手撥東車輪實現旋轉，觸發編碼起對采集的各種信號進行發射，從而保證安裝在側頭機構中的位移傳感器能夠采集到相應的側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據，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據的分析和研究，可以得到擺動誤差所產生的振幅和需要了解的相位。

結語：

在對便攜式車輪擺動差檢測儀繪制的具體圖形以及數據進行分析和探討之后，不難發現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定性造成影響的一個關鍵性因素。所以，通過對偏心的方法進行修正來吧剬提升車輪的實際生產質量。所說的小型檢測儀也就是便攜式的在檢測的過程當中，汽車輪胎的檢測儀磁力夾緊定位裝置會出現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，應該在以后的生產和設計過程中，加以相應的改進，該種磁力發生機構出現的磁力夾緊車輪，保證汽車發展行業獲得更大的成就。

[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[J]. 機械科學與技術,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[J]. 湖北汽車工業學院學報,2010,03:36-40.

[3]李永福,劉建農. 汽車車輪定位快速檢測設備的研究[J]. 交通標準化,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[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