專利名稱：車輛軸承故障檢測儀及故障檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車輛維修及故障檢測領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種車輛軸 承故障檢測儀及故障檢測方法。
背景技術(shù)：
車輛的軸承是車輛中十分重要的部件，如果軸承故障或者損壞，將會 給車輛的性能以及行車安全帶來嚴重的影響。由于軸承的位置在車輛的外 部不可見，給軸承故障的檢測帶來了很大的困難。參考圖1，圖1示出了 車輛中軸承所處的位置。需要說明的是，圖1所示的機構(gòu)是驅(qū)動軸所在位 置的車輪結(jié)構(gòu)，比如，對于前驅(qū)的車輛，圖1所示的就是前輪的結(jié)構(gòu)。參
考圖1,軸承102放置于轉(zhuǎn)向橋104的一孔103中，限位環(huán)106、擋板108、 輪軸110以及制動盤112依次安裝，并且通過螺母114進行固定。于是， 當安裝完成之后，軸承位于完全不可見的位置。
于是，目前的情況是，如果出現(xiàn)了可能由于軸承損壞造成的故障，只 能依靠經(jīng)驗進行主觀判斷，準確率很低。特別是，在汽車維修和故障檢測 行業(yè)，沒有專用的車輪軸承診斷儀，完全都是通過維修技工憑借經(jīng)驗進行 的主觀分析，誤判率很高。并且，如果發(fā)生誤判的話，就會選擇更換軸承。 眾所周知，軸承的結(jié)構(gòu)是由互相結(jié)合的金屬外殼限定的滑軌、其中的鋼球 以及密封件構(gòu)成。由于軸承在行駛時是高速轉(zhuǎn)動，滑軌必須保證十分的光 滑，鋼球的位置不能出現(xiàn)偏差，也不能有滲水等現(xiàn)象發(fā)生。因此，軸承是 十分精密的部件。繼續(xù)看圖1,轉(zhuǎn)向橋104的孔103的尺寸是與軸承102 的外尺寸過盈配合的，同樣的，輪軸110的尺寸也是與軸承102的內(nèi)尺寸 過盈配合的。當要拆下軸承102時，肯定要施加比較大的壓力，才能將軸 承卸下。對于軸承來說，無論壓裝還是拆卸軸承，都必須注意1)只能將 力施加在外圍的金屬外殼上，不能破壞密封件；2)施力的方向必須準確， 不能出現(xiàn)偏離；3)施力必須均勻，不能出現(xiàn)軸承的傾斜。這些要求在生產(chǎn)商的自動化設(shè)備中可以由計算機精確控制做到，但是在維修檢測行業(yè)，不 可能具有如此大型和精密的設(shè)備，基本是依靠手工操作，所以，施加壓力 的方向和均勻度都是無法保證的。 一般來說，如此方式拆下下來的軸承在 拆卸過程中已經(jīng)損壞，無法再使用。同時，如果操作不當，不但會損壞軸
承，還會破壞轉(zhuǎn)向橋104的孔103，造成更大的損失。這樣， 一旦出現(xiàn)誤 判，將會造成很大的經(jīng)濟損失。
于是，就需要一種能夠不進行拆卸就能準確判斷軸承故障的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種車輛軸承故障判斷技術(shù)，利用軸承故障時的聲音特征 來進行判斷。本發(fā)明的一個重要的特點是將采集的聲音按照高頻、中頻、 低頻進行量化，根據(jù)量化的指標作為判斷的標準，避免了依靠主觀經(jīng)驗判 斷帶來的不確定性。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種車輛軸承故障檢測儀，包括
連接器，連接器具有與車輪輪軸孔相匹配的固定部件，連接器連 接并固定于車輪上；
驅(qū)動器，驅(qū)動器驅(qū)動連接器，帶動車輪旋轉(zhuǎn)，模擬車輪的行駛狀
態(tài)；
分貝儀，測量車輪旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的聲音，并分別顯示其中高頻、中
頻、低頻分量的數(shù)值；
電源模塊，提供電源。
根據(jù)一實施例，為了使故障顯示的結(jié)果更加明確，該車輛軸承故障檢 測儀還包括控制器，從分貝儀獲取所述的高頻、中頻和低頻分量的數(shù)值， 分別與預定的高頻門限、中頻門限和低頻門限比較，當比較結(jié)果符合一軸 承故障特征時，提示車輛軸承故障。
為了便于操作，根據(jù)一實施例，該車輛軸承故障檢測儀還包括手柄， 支撐驅(qū)動器、分貝儀以及連接器，其中，該手柄使得該車輛軸承故障檢測 儀能單手操作。
根據(jù)一實施例，該車輛軸承故障檢測儀還包括分貝儀獨立電源，單獨為分貝儀供電。
在模擬車輛行駛時，高速運轉(zhuǎn)時較佳的選擇，根據(jù)一實施例，驅(qū)動器
驅(qū)動連接器，以不低于1000轉(zhuǎn)/分鐘的速度帶動車輪旋轉(zhuǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種車輛軸承故障檢測方法，包括 卸下輪胎并支起車輛；
通過一連接器使用外力驅(qū)動車輪旋轉(zhuǎn)，模擬車輪的行駛狀態(tài)； 測量車輪旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的聲音，并利用分貝儀分別顯示其中高頻、 中頻、低頻分量的數(shù)值。
為了更加明確地顯示故障信息，該方法還包括將所獲取的高頻、中 頻和低頻分量的數(shù)值，分別與預定的高頻門限、中頻門限和低頻門限比較， 當比較結(jié)果符合一軸承故障特征時，提示車輛軸承故障。
對于預定的門限，以及軸承故障特征，本發(fā)明提供不同的獲取方法， 根據(jù)一實施例，該預定的高頻門限、中頻門限、低頻門限以及軸承故障特 征是預先輸入并保存的。根據(jù)另一個實施例，該預定的高頻門限、中頻門 限、低頻門限以及軸承故障特征是通過檢測一無故障的車輪而獲得。
在模擬車輛行駛時，高速運轉(zhuǎn)時較佳的選擇，根據(jù)一實施例，驅(qū)動器 驅(qū)動連接器，以不低于1000轉(zhuǎn)/分鐘的速度帶動車輪旋轉(zhuǎn)。
本發(fā)明利用聲學的原理，實現(xiàn)了不拆卸車輪就能診斷輪軸是否存在故 障的目的，并且，本發(fā)明對采集的數(shù)據(jù)都進行了量化的處理，以量化的數(shù) 據(jù)為基礎(chǔ)進行判斷，避免了主觀判斷帶來的不確定性，提高了判斷的準確 性。


本發(fā)明的上述的以及其他的特征、性質(zhì)和優(yōu)勢將通過下面結(jié)合附圖和 實施例的描述而變得更加明顯，在附圖中，相同的附圖標記始終表示相同 的特征，其中
圖1示出了車輪軸承的安裝示意圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一實施例的車輛軸承故障檢測儀的結(jié)構(gòu)框
圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一實施例的車輛軸承故障檢測方法的流程圖。
具體實施方式
車輛軸承故障檢測儀
本發(fā)明的第一方面提供一種車輛軸承故障檢測儀，參考圖2,示出了 根據(jù)一實施例的車輛軸承故障檢測儀200的結(jié)構(gòu)圖，包括
連接器202,連接器具有與車輪輪軸孔相匹配的固定部件，連接器連 接并固定于車輪上。 一般，車輪輪軸孔的數(shù)量是4-6個，相應的，本發(fā)明 的連接器202也可以配置成具有4-6個固定部件，以配合具有不同輪軸孔 數(shù)量的車輪輪軸使用。
驅(qū)動器204,比如電機。驅(qū)動器204驅(qū)動連接器202,帶動車輪旋轉(zhuǎn)， 模擬車輪的行駛狀態(tài)。
分貝儀206,測量車輪旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的聲音，并分別顯示其中高頻、中 頻、低頻分量的數(shù)值。當軸承出現(xiàn)故障時，車輪旋轉(zhuǎn)時將會產(chǎn)生噪音，該 噪音在高頻、中頻和低頻上具有比較明顯的特征，是用于判斷軸承故障的 有效手段。目前，人工判斷軸承故障也是基于這種噪音，但是，由于人耳 對于高頻和低頻信號的不敏感，容易出現(xiàn)誤判。本發(fā)明利用分貝儀將上述 噪音中的高頻、中頻和低頻的分量進行量化，得到準確地數(shù)值，從而能夠 有效避免人工判斷容易出現(xiàn)的誤差。
上述的各個模塊中，驅(qū)動器204由一電源模塊208進行供電。驅(qū)動器 204，通常為電機，需要以市電(220V或者380V)進行供電，因此有電 源模塊208進行供電。而分貝儀206具有單獨的分貝儀獨立電源207,單 獨為分貝儀206供電，因為分貝儀206 —般只需電壓較低的直流電源即可 工作。
上述的部件構(gòu)成了本發(fā)明的車輛軸承故障檢測儀的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。為了使 本發(fā)明的故障檢測儀具有更好的應用性，還可以進行如下的改進
為了使故障檢測儀提供的監(jiān)測結(jié)果更加直觀，本發(fā)明還提供一控制器 210 (同樣在圖2中示出)，該控制器210連接到分貝儀206并從分貝儀206獲取的高頻、中頻和低頻分量的數(shù)值，分別與控制器210中保存的預 定的高頻門限、中頻門限和低頻門限比較，當比較結(jié)果符合一軸承故障特 征時，提示車輛軸承故障。控制器210能夠直接告知故障診斷的結(jié)果，因 此與僅僅由分貝儀206提供數(shù)值相比較，結(jié)果更加明確，直觀。
其中，上述預定的高頻門限、中頻門限、低頻門限以及軸承故障特征 是預先輸入并保存的，比如，可以根據(jù)經(jīng)驗值設(shè)定上述的高頻門限、中頻 門限、低頻門限，并且，將上述門限值的一些特定組合設(shè)定為軸承故障特 征。當測得的高頻門限、中頻門限、低頻門限符合上述的軸承故障特征時， 控制器就會判斷軸承出現(xiàn)了故障。
該預定的高頻門限、中頻門限、低頻門限以及軸承故障特征也可以通 過另一種方式獲得，通常該種方式會應用于緊急的情況，比如外出作業(yè)， 無法獲得預定數(shù)據(jù)等。此時，可以首先檢測一無故障的車輪，獲得一組高 頻門限、中頻門限、低頻門限，將該組高頻門限、中頻門限、低頻門限設(shè) 定為軸承故障特征，之后，以此為標準檢測其他的車輪。
本發(fā)明的故障檢測裝置的另一改動，為了增加使用的方便性，可以增 加一手柄212 (同樣在圖2中示出)，該手柄212支撐驅(qū)動器、分貝儀、 連接器、控制器等等的部件，該手柄212的存在使得該車輛軸承故障檢測 儀能單手操作。參考圖2所示，該手柄212上還包括一開關(guān)213,該開關(guān) 213用于操作驅(qū)動器的開啟和關(guān)閉。
在檢測的過程中，該驅(qū)動器204會驅(qū)動連接器202以不低于1000轉(zhuǎn)/ 分鐘的速度帶動車輪旋轉(zhuǎn)。 一般而言，處于上述轉(zhuǎn)速之下的車輪，其軸承 故障的特征會體現(xiàn)的比較明顯。更高的轉(zhuǎn)速也是可行的，轉(zhuǎn)速越高，軸承 故障會體現(xiàn)地更加明顯。
車輛軸承故障檢測方法
參考圖3所示，本發(fā)明的第二方面亦提供一種車輛軸承故障檢測方法 300,包括如下的步驟
302.卸下輪胎并支起車輛。
304.通過一連接器使用外力驅(qū)動車輪旋轉(zhuǎn)，模擬車輪的行駛狀態(tài)。連接器在上面已經(jīng)結(jié)合附圖2進行了描述，上述的驅(qū)動器是外力驅(qū)動車輪
的一個實例。如果不是用連接器和驅(qū)動器，只要使得車輪能夠旋轉(zhuǎn)，模擬 車輪的行使狀態(tài)，都是可行的。在驅(qū)動車輪旋轉(zhuǎn)時，通常要求車輪以不低
于1000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。 一般而言，處于上述轉(zhuǎn)速之下的車輪，其軸 承故障的特征會體現(xiàn)的比較明顯。更高的轉(zhuǎn)速也是可行的，轉(zhuǎn)速越高，軸 承故障會體現(xiàn)地更加明顯。
304.測量車輪旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的聲音，并利用分貝儀分別顯示其中高頻、 中頻、低頻分量的數(shù)值。利用分貝儀的目的是將高頻、中頻和低頻的分量 數(shù)值化，比消除人為判斷可能帶來的不準確。
和上述的故障檢測裝置類似的，為了更加直觀地體現(xiàn)故障檢測的結(jié)果， 在圖3所示的實施例中，還包括步驟308:
308.將所獲取的高頻、中頻和低頻分量的數(shù)值,分別與預定的高頻 門限、中頻門限和低頻門限比較，當比較結(jié)果符合一軸承故障特征時，提 示車輛軸承故障。同樣的，該預定的高頻門限、中頻門限、低頻門限以及 軸承故障特征可以是預先輸入并保存的?；蛘撸擃A定的高頻門限、中頻 門限、低頻門限以及軸承故障特征可以是通過檢測一無故障的車輪而獲得。
本發(fā)明提供的上述的車輛軸承故障的檢測儀以及檢測方法，具有如下 的明顯優(yōu)勢
A) 不需要拆卸車輪軸承就可以診斷故障，節(jié)約時間和維修費用；
B) 精確度高，誤判率低；
C) 結(jié)構(gòu)簡單，成本低；
D) 通用性好，適用與各種汽車車輪軸承的檢測。
總結(jié)而言，本發(fā)明利用聲學的原理，實現(xiàn)了不拆卸車輪就能診斷輪軸 是否存在故障的目的，并且，本發(fā)明對采集的數(shù)據(jù)都進行了量化的處理， 以量化的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進行判斷，避免了主觀判斷帶來的不確定性，提高了 判斷的準確性。
上述實施例是提供給熟悉本領(lǐng)域內(nèi)的人員來實現(xiàn)或使用本發(fā)明的，熟 悉本領(lǐng)域的人員可在不脫離本發(fā)明的發(fā)明思想的情況下，對上述實施例做 出種種修改或變化，因而本發(fā)明的保護范圍并不被上述實施例所限，而應該是符合權(quán)利要求書提到的創(chuàng)新性特征的最大范圍。
權(quán)利要求
1. 一種車輛軸承故障檢測儀，包括連接器，連接器具有與車輪輪軸孔相匹配的固定部件，連接器連接并固定于車輪上；驅(qū)動器，驅(qū)動器驅(qū)動連接器，帶動車輪旋轉(zhuǎn)，模擬車輪的行駛狀態(tài)；分貝儀，測量車輪旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的聲音，并分別顯示其中高頻、中頻、低頻分量的數(shù)值；電源模塊，提供電源。
2. 如權(quán)利要求1所述的車輛軸承故障檢測儀，其特征在于，還包括 控制器，從分貝儀獲取所述的高頻、中頻和低頻分量的數(shù)值，分別與預定的高頻門限、中頻門限和低頻門限比較，當所述比較結(jié)果符合一軸承 故障特征時，提示車輛軸承故障。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的車輛軸承故障檢測儀，其特征在于，還 包括手柄，支撐所述驅(qū)動器、分貝儀以及連接器，其中，該手柄使得所述 車輛軸承故障檢測儀能單手操作。
4. 如權(quán)利要求3所述的車輛軸承故障檢測儀，其特征在于，還包括 分貝儀獨立電源，單獨為所述分貝儀供電。
5. 如權(quán)利要求4所述的車輛軸承故障檢測儀，其特征在于， 所述驅(qū)動器驅(qū)動連接器，以不低于1000轉(zhuǎn)/分鐘的速度帶動車輪旋轉(zhuǎn)。
6. —種車輛軸承故障檢測方法，包括 卸下輪胎并支起車輛；通過一連接器使用外力驅(qū)動車輪旋轉(zhuǎn)，模擬車輪的行駛狀態(tài)；測量車輪旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的聲音，并利用分貝儀分別顯示其中高頻、中頻、 低頻分量的數(shù)值。
7. 如權(quán)利要求6所述的車輛軸承故障檢測方法，其特征在于，還包括 將所獲取的高頻、中頻和低頻分量的數(shù)值，分別與預定的高頻門限、中頻門限和低頻門限比較，當所述比較結(jié)果符合一軸承故障特征時，提示 車輛軸承故障。
8. 如權(quán)利要求7所述的車輛軸承故障檢測方法，其特征在于 所述預定的高頻門限、中頻門限、低頻門限以及軸承故障特征是預先輸入并l呆存的。
9. 如權(quán)利要求7所述的車輛軸承故障檢測方法，其特征在于， 所述預定的高頻門限、中頻門限、低頻門限以及軸承故障特征是通過檢測一無故障的車輪而獲得。
10. 如權(quán)利要求6-9中任一項所述的車輛軸承故障檢測方法，其特征 在于，以不低于1000轉(zhuǎn)/分鐘的速度帶動車輪旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種車輛軸承故障檢測儀，利用軸承故障時的聲音特征來進行判斷。該檢測儀包括連接器，連接器具有與車輪輪軸孔相匹配的固定部件，連接器連接并固定于車輪上；驅(qū)動器，驅(qū)動器驅(qū)動連接器，帶動車輪旋轉(zhuǎn)，模擬車輪的行駛狀態(tài)；分貝儀，測量車輪旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的聲音，并分別顯示其中高頻、中頻、低頻分量的數(shù)值；電源模塊，提供電源。本發(fā)明還揭示了車輛軸承故障的檢測方法。本發(fā)明的一個重要的特點是將采集的聲音按照高頻、中頻、低頻進行量化，根據(jù)量化的指標作為判斷的標準，避免了依靠主觀經(jīng)驗判斷帶來的不確定性。
文檔編號G01H17/00GK101419122SQ20071004730
公開日2009年4月29日 申請日期2007年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月22日
發(fā)明者王文水 申請人:上海大眾汽車有限公司