汽车行驶系统的故障原因分析.docx

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1、汽车行驶系统的故障原因分析汽车行驶跑偏的故障原因分析 第一章 绪论 汽众所周知，汽车制动跑偏问题是制约汽车行业发展的“老大难”，是引起交通事故的重要原因之一。造成汽车制动跑偏的原因很多，要想解决问题就得对症下药，具体问题具体分析。本文将在国内外对制动跑偏问题研究的基础上，对制动跑偏问题的产生原因及其相应的解决方法进行详细论述。 汽车制动性是影响汽车安全性的重要性能之一，强制性地对车辆制动性进行定期检测，已是世界各国的车辆主管部门进行车辆安全管理的重要举措。汽车制动性能的好坏直接关系到行车的安全与否。经资料统计分析可知，各个特大道路交通事故都与车辆制动性能的技术状况有着直接或间接的联系。随着汽车

2、行驶速度的提高，我们更需要可靠的制动性能来保障汽车的行车安全。 但是，综合多年来车辆制动性能检测的实施可以发现，造成汽车制动跑偏故障的原因有很多方面。概括而言，汽车制动时跑偏的程度不仅与制动力偏差的大小有关，还与汽车主销内倾角和主销后倾角的大小以及前后轴制动力的偏差的方向有一定的联系。而且，汽车制动系技术状况的衰变和恶化情况也必然将造成汽车制动力的一些变化。 因此，本论文希望通过对与汽车制动性能相关的理论和技术方面的问题进行探讨和分析，来达到解决汽车制动跑偏的目的。 第二章 汽车行驶系统的工作原理 2.1汽车行驶系统的组成 汽车的行驶系统主要由车架、车桥、车轮与悬架构成。他们的定义如下： 车架

3、分为边梁式车架、脊骨式车架以及综合式车架。 车桥按结构分为整体式车桥与断开式车桥分别对应非独立悬架与独立式悬架，按功能分为转向桥、转向驱动桥、驱动桥和支持桥。 悬架分为非独立悬架与独立式悬架。比较常用的独立悬架有麦弗逊悬架等，整体式悬架一般用于货车。 汽车行驶系统的组成和结构形式，在很大程度上取决于汽车经常行驶路面的性质。绝大多数汽车行驶在比较平坦的道路上，其行驶系统中直接与路面接触的部分是车轮，称这种行驶系统为轮式行驶系统，这样的汽车便函轮式汽车。除此以外，汽车行驶系统的结构形式，还的半履带式、全履带式和车轮-履带接合式等几种类型。 2.2汽车行驶系统的工作原理 汽车行驶系的功能是接受由引擎

4、经传动系输出的转矩，并通过驱动轮与路面间附着作用，产生路面对汽车的牵引力来保证汽车的正常行驶；传递并承受路面作用于车轮的各向反力及其形成的力矩；此外，行驶系尽可能缓和不平路面对车身造成的冲击和震动，保证汽车行驶平稳性，并且与汽车转向系配合工作，实现汽车行驶方向的正确控制。 - 1 - 第三章 汽车行驶跑偏原因分析 造成汽车行驶跑偏的根本原因是汽车车轮的相对位置不正确，两侧车轮受到的阻力不一致。下面将对产生这两个原因的因素进行详尽的阐述。 3.1车轮的相关角度 汽车产生行驶跑偏的第一个根本原因是车轮的相对位置不正确，这里提到汽车的车轮相对位置，所以对车轮的相关角度介绍是很必要的。 一、外倾角 从

5、汽车的前方看轮胎的几何中心线与铅垂线的夹角，称为外倾角。轮胎的上边缘偏向内侧或偏向外侧。 当轮胎中心线与铅垂线重合时，称为零外倾角。 当轮胎中心线在铅垂线外侧时的夹角称为正外倾角。 当轮胎中心线在铅垂线内侧时的夹角称为负外倾角。 二、前束角 1.前束角的定义： 前束角:前轮前束是从车辆的前方看，车轮中心线与车辆中心对称面之间的夹角。 零前束:左右轮胎的中心线，其前端与后端距离相等。零前束，前后的距离相等A=B。 正前束:左右轮胎的中心线，其前端小于后端距离。正前束，后端距离大于前端AB。 负前束:左右轮胎中心线，其前端大于后端的距离。负前束，后端小于前端AB。 2.前束的作用： 消除由于外倾角

6、所产生的轮胎侧滑。因为车轮外倾角作用使车轮顶部外倾斜，当车辆向前行驶时，车轮要外滚动，从而产生侧滑。侧滑会造成车轮胎磨损，所以，前束作用是消除由于外倾角所产生的轮胎侧滑。 三、前肖后倾角 1.主销后倾角的定义：从车辆的侧面观察上球头或支柱顶端与下球头之间连线向前或向后倾斜，即转向轴线与地面的垂线之间的夹角。后倾角包括：正的后倾角、负的后倾角、零的后倾角三种。 2.主销后倾角的作用后倾角的作用：增进直线行驶的稳定性、转向后使转向盘自动回正、主销后倾角影响汽车的偏行。 四、内倾角、包容角和摩擦角 1.内倾角的定义： 由汽车的前方看，转向轴线与地面的铅垂线所形成的角度。 2.包容角： 主销内倾角与外

7、倾角的综合即为包容角可用来诊断悬吊系统结构定位失准或悬吊组件变形。 3.摩擦半径： 以地面为准，主销内倾角线与地面交汇点，轮胎中心线与地面的交点的- 2 - 距离就是摩擦半径。 负摩擦半径:当主销内倾角线余地面的交点在轮胎中心线之外侧即为负的摩擦半径。 3.2造成车轮的相对位置不正确的因素 一、轮胎的影响 1.轮胎压力的影响 汽车车轮的正常压力一般为22.5bar，在行驶一段时间以后，会出现左右轮胎胎压不一致的情况。这将导致汽车左右车身一边高一边低。如果左侧胎压高于右侧，车身向右倾斜，右车轮的正外倾角会随之增大。前文4.1.2中已经讲到正的外倾角会使车辆向前行驶时产生侧滑。左右两侧胎压的不一致

8、导致车身右倾时，右侧车轮的正外倾角大于左侧车轮的正外倾角,便会使汽车向右偏行。右侧胎压高于左侧时情况相反。 2.轮胎胎纹的影响 汽车长时间没有做车轮动平衡会导致车轮轮胎出现较为严重的磨损，如果左右车轮的磨损量不同，也会出现车身倾斜，使左右两侧外倾角不一致而导致汽车行驶跑偏。 二、底盘或车架变形的影响 底盘车架的变形会使左右两侧的车轴长度不相等，导致汽车行进时绕前轮轴线和后轮轴线的交点转动，最终导致汽车的向右跑偏。 三、前轮弹性元件和减振器的影响 弹性元件和减振器是汽车悬架的重要组成部件其性能的好坏直接影响到汽车的行驶稳定性和安全性。 弹性元件用来承受并传递垂直载荷，缓和由于路面不平引起的对车身

9、的冲击。弹性元件种类包括钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、油气弹簧、空气弹簧和橡胶弹簧等。 减振器用来衰减由于弹性系统引起的振动，减振器的类型有筒式减振器，阻力可调式新式减振器，充气式减振器。 弹性原件在汽车行驶时受到由于路面不平引起的对车身的交变冲击载荷，时间一长，会导致汽车弹性原件出现疲劳现象，使弹性元件失效，承受并传递垂直载荷的能力大大下降。情况更严重的会明显看到车身的倾斜。车身倾斜必然导致汽车一侧正外倾角大于另一侧而向一边偏行。 一侧减振器失效后，汽车在行驶时一旦受到路面对车身的冲击，就会出现减振器失效一侧车身由于弹性原件的作用而上下振动。另一侧由于减振器工作良好，减震效果明显，振动较小，

10、便会使车身出现微小的左右跑偏现象。汽车在高速行驶时出现这种情况是很危险的。 四、四轮定位的相关参数的影响 四轮定位参数的正确与否是保证汽车保持稳定的直线行驶的最重要的因素。 汽车做四轮定位，是因为轿车的转向车轮、转向节和前轴三者之间的安装有一定的相对位置，这种具有一定的相对位置的安装叫做转向车轮定位，也称前轮定位。 - 3 - 四轮定位包括主销后倾、主销内倾、前轮外倾和前束四个内容。这是对两个转向前轮而言，对两个后轮来说也存在后轴之间安装的相对位置，称后轮定位。后轮定位包括车轮外倾角和逐个后轮前束。这样前轮定位和后轮定位总起来说叫四轮定位。 3.3下面将对各个角度对汽车行驶跑偏的影响进行简要分

11、析 一、外倾角的影响 正的外倾角使车轮顶部朝外倾斜，当车辆向前行驶时，车轮要朝外滚动，从而产生向外的侧滑。 负的外倾角使车轮顶部朝内倾斜，当车辆向前行驶时，车轮要朝内滚动，从而产生向内的饿侧滑。 当汽车左右的外倾角不一致超过一定的范围，就会使左右两侧车轮产生的侧滑量不一致，致使汽车向侧滑较大的一侧偏行。 二、束前的影响 外倾角产生的侧滑会造成轮胎的磨损，前束就是用于消除外倾角的侧滑的。前束在一定的范围内能明显消除外倾角产生的侧滑，但是当出现前束角不一致超过一定的范围就会导致汽车向一侧跑偏。当 时，右轮向左跑偏的作用大于左轮向右跑偏，二者共同的作用就会导致汽车向左偏行。 三、后倾角的影响 主销后

12、倾角能使转向盘自动回正，增进汽车直线的行驶稳定性。 四、内倾角一般是不可调整的角度，对车辆行驶跑偏影响不大。 对行驶中的车辆而言，影响车辆跑偏的主要四轮定位参数是车轮外倾角和前束。如果后倾角和前束调整正常，能有效发挥外倾角和前束有益的作用。一旦外倾角和前束出现变化，对汽车行驶跑偏的影响是很明显的。 3.4造成两侧车轮受到的阻力不一致的因素 造成车轮受到的阻力不一致的因素主要有轮胎与地面的摩擦阻力、单侧制动拖滞和车轮轴承预紧力不一致等。 一、制动拖滞的影响 在行车制动中，当抬起制动踏板后，全部或个别车轮的制动作用不能完全立即解除，以致影响车辆重新起步、加速行驶或滑行。当某侧车轮出现制动拖滞时，因

13、左右两侧车轮受到的制动力不同而使得两侧车轮的转动线速度不同，这就导致了汽车向出现制动拖滞的一侧行驶跑偏。 二、轴承预紧力的影响 在装配汽车时，轮轴的轴承都留有一定的预紧力。汽车设计要求左右两侧的轴承预紧力应该一致。一旦汽车两侧的轮轴轴承预紧力不一致，或是在事故中的碰撞使轴承有所变形，就会导致汽车两侧车轮绕车轴的转动阻力不同。最终的结果就是使两侧车轮转动线速度不同而导致行驶跑偏。 - 4 - 第四章 排除汽车行驶跑偏的方法 汽车行驶跑偏的危害是多方面的，汽车行驶跑偏不仅对人们正常生活和工作造成极大干扰，而且人们的生命和健康带来了不确定的危险。行驶跑偏的问题越大，造成的损失越大，则危害愈严重。以下

14、是降低汽车行驶跑偏故障的方法。 4.1排除轮胎影响的方法 1.两侧的轮胎花纹必须保持一样； 2.两侧的轮胎花纹深浅必须保持一样； 3.全车使用同一种型号的轮胎，最起码前轴及后轴的两个轮胎必须是一样的； 4.轮胎超过磨损极限的必须更换； 5.两侧轮胎气压必须相等。 4.2排除车轮调整不当的方法 1.检查轮毂轴承紧度，首先要将汽车受检的轮毂一端车轮的车桥加起，使用支车凳、掩车木等用具把车安全地架好。 2.用手转动受检的车轮数圈，看其转动是否平稳，是否有不正常的噪音，如果转动不平稳同时还摩擦声，就说明其制动部分不正常;没有噪音，不过转动不平稳时紧时松，说明轴承部分不正常，遇到这样的情况，就要拆检该轮

15、毂。 3.对于小型的汽车，检查轮毂轴承的时候，要用双手握住轮胎的上下侧书双手来回扳动轮胎，重复多做几次，如果正常就没有松旷和阻滞的感觉;如果摇摆有明显松旷的感觉，要拆受检轮毂。 4.3排除前轮定位参数的影响的方法 1.选择或建立较为准确的且计及定位参数影响的轮胎侧偏特性模型是推导其合理算法的基础； 2.要综合考虑轮胎、悬架、转向系及其它结构参数的影响； 3.要以操纵稳定性和轮胎磨耗作为指标对其优化。 4.4排除车架变形后的方法 1.当车架纵、横梁局部产生不大的弯曲时，可在车架装合的情况下，利用移动式液压机校正。或采取两端用链条锁住，中间用千斤顶顶出的方法校正，一般用冷压校正，以免影响车架的机械强度。对于弯曲较大，用冷压不易校正的硬伤，可辅助以局部加热，加热范围应尽量减少，温度不应超过700C，并缓慢冷却，以免增大材料脆性。车架校正后应对车架上的螺钉进行检查，以防在校正时螺钉产生松动。行李架如有严重的弯曲和扭曲时，应分散校平，分别对纵、横梁按样板要求进行校正，然后重新挪合。 2.车架经检验后，如有弯曲、歪扭超过极限，应进行校正。当主架总的情况良好，仅个别部位有不大的变形时，直接在车架上、校正。如果车架损坏严重，则应将车架部分拆解校正。 - 5 -