探讨谐波分析在汽车车轮检测工作中的应用

何 汽

（重庆旅游职业学院 409000）

探讨谐波分析在汽车车轮检测工作中的应用

何 汽

（重庆旅游职业学院 409000）

随着现代经济社会的不断发展，汽车车轮检测工作在整个汽车维修与保养行业发挥的作用越来越重要。本文主要对谐波分析的物理意义和数学原理进行探讨，并详细说明了汽车车轮摆动误差检测中所用到的谐波分析是怎样对摆差值产生作用。

谐波分析 车轮检测 实际运用

汽车工业作为当今社会发展较为迅速的一个新兴行业，汽车车轮作为汽车的主要构成部件将会对车辆高速行驶的舒适性和安全性产生直接影响。汽车车轮检测中的关键指标中共有2项是与汽车车轮的径向跳动相关，端面跳动的检测也就代表着摆动误差，由此不难发现汽车车轮的摆动误差将会对其综合性能和安全行驶产生直接的影响。[1]为了能够保证汽车在高速行驶过程中达到安全性、平稳性、可靠性的要求，汽车车轮必须要达到相关的标准水平。

一、车轮摆动误差和谐波的具体分析

车轮的误差主要是在车轮摆动时产生的,因为轮胎的胎圈会有径向跳动出现,同时还伴有断面跳动，这些会产生一定的摆动量,这就和具体的跳动两之间产什么误差。相对静止的胎圈和参考点有实际变化量，这是胎圈处有有两个不一样的边缘，所以就产生了这些差距。由此看来我们从探头固定位置来看，参考点是可用从这个开始的。一般不同度测量是形状测量的范畴，但是形状测量也是在车轮的摆差测量之中。

通常对于汽车轮胎的研究分析，所了解的摆动误差存在这极其明显的周期性，这个是可能存在的，汽车的的轮胎属于比较复杂的系统，有一个封闭的曲线面，这上面所有的径向跳动包括端面跳动都存在的或大或小的误差，但是，在圆周随机变化当中，都是比较熟悉的2π为一般周期。轮胎的每一次误差都可以用固定的公式来表示，那就是使用傅里叶级数来。它的表现方式为：

通过上述公式不难发现一次谐波在车辆的具体摆动检测中主要是用来表示未出现毛刺、焊缝以及局部缺陷、具有光洁表面的车轮，虽然可能存在圆心偏差。[2]二、三和更高层次的谐波能够对汽车车轮外圆轮廓的误差进行反映，其误差值主要是由不同层次的谐波曲线和基圆距离得来。

在平时所看到的在正常不过的轮胎生产加工中，这整个过程，或有很多的机会会造成轮胎的谐波误差，这些谐波误差是静态或者是动态的工艺因素造成的。也是具体的规律。因此，在对谐波的分析过程当中，对它的具体问题要深入分析，从根本原因上进行探讨。这样，才能够尽可能的从根本上解决谐波误差的修正，在轮胎生产的过程中有相应的措施。才能够保证汽车轮胎的质量安全可靠和性能的掌控。

二、谐波具体算法

在对汽车车轮摆动出现的误差进行检测时，通过装在汽车车轮对称轴上面的编码器来当作传感器的具体触发信号，从而保证汽车车轮在转动时的固定角度对汽车车轮的具体摆动误差传感器实施数据采集，得到具体的周期序列，并对这些序列实施离散傅里叶变换得到一定的极坐标图形。[3]图形中的粗虚线主要用来对汽车车轮基圆进行表示。

不同层次的谐波极坐标图

为了能够保证整个计算工作更加顺利地进行，整个公式中的n取值为2M，要保证M数值为正整数。公式3可以利用FFT算法来进行求解，下面就对这种算法的C语言实现方法来进行详细的介绍。结合FFT算法的旋转因子具体变化规律、远未计算规律以及蝶形运算规律，利用三重循环来保证FFT程序顺利实现。

三、谐波分析的运用描述

该种谐波分析方法以及C语言算法被更加成功地运用在便携式车轮摆差检测仪器中。如下图所示：

上图表示的是在对车轮中心孔定位的便携式车轮摆差检测仪具体机械部位。其中的数字1、2、3、4、5、6、7、8、9分别使用车轮、车轮定位夹具、圆锥滚子轴承、底座、地做平台、侧头支架、传感器侧杆、固定螺栓、磁性测头支架座、中心定位台、侧头机构、旋转平台等。[4]

汽车车轮通过定位夹具在机械部分进行安装，通过手拨东车轮实现旋转，触发编码起对采集的各种信号进行发射，从而保证安装在侧头机构中的位移传感器能够采集到相应的侧杆微动值来获得车轮摆动的具体误差值。[5]这样的检查仪器可以获得五百一十二个有效的数据，七中包括车轮工件的径向摆动误差，通过对着五百一十二个有效数据的分析和研究，可以得到摆动误差所产生的振幅和需要了解的相位。

结语：

在对便携式车轮摆动差检测仪绘制的具体图形以及数据进行分析和探讨之后，不难发现很多汽车车轮有着较大的一次谐波振幅，其他的几次谐波振幅相对较小。偏心作为目前对车轮稳定性造成影响的一个关键性因素。所以，通过对偏心的方法进行修正来吧剬提升车轮的实际生产质量。所说的小型检测仪也就是便携式的在检测的过程当中，汽车轮胎的检测仪磁力夹紧定位装置会出现检测的时间相对来说比较长的情况，而且相对来说也比较费力和工作效率不高等种种问题。给检测工作带来一定的影响和不便。因此，应该在以后的生产和设计过程中，加以相应的改进，该种磁力发生机构出现的磁力夹紧车轮，保证汽车发展行业获得更大的成就。

[1]李然,王哲,邱新桥. 便携式汽车车轮检测仪磁力夹紧定位装置研发[J]. 机械科学与技术,2014,09:1373-1376.

[2]邱新桥,周佩,黄跃文. 便携式汽车车轮检测仪的研发[J]. 湖北汽车工业学院学报,2010,03:36-40.

[3]李永福,刘建农. 汽车车轮定位快速检测设备的研究[J]. 交通标准化,2007,05:159-164.

[4]袁海兵,邱新桥,黄跃文. 基于LPC2294的便携式汽车车轮测量仪的开发[J].自动化与仪表,2011,08:25-29.

[5]张立斌,苏建,田云锋. 汽车车轮定位参数快速检测的建模研究[J]. 公路交通科技,2003,03:155-158.

G322

B

1007-6344（2015）04-0343-01