车辆行驶跑偏

关键词：车辆

车辆行驶跑偏（精选四篇）

车辆行驶跑偏篇1

汽车行驶跑偏是汽车运行中常见的故障，跑偏的危害很大，轻则造成啃胎或轮胎报废，重则导致爆胎、车辆失控或引发严重的交通事故。

目前国内外车辆跑偏的检测方法[1,2,3,4]相对较多，主要分为传统测量法和现代测量法，传统测量法主要是人工主观判断和洒水定位，其判断效率低下、易出错且检测精度低；现代测量法主要有GPS、激光测距及摄影测量等方法，这些方法或精度较低，不能满足测量要求，或成本相对较高，不能推广应用，或环境因素影响测量精度，不能全天候检测。因此，有必要研究新的测量方法并开发不受外界环境影响、检测精度高的在线自动检测系统，应用于汽车生产线及各种车辆检测线，提高企业的工作效率和经济效益。

1 测量模型

1.1 检测系统建模

整个车辆行驶跑偏测试系统设置两个检测点，如图1所示，驾驶员在行进至检测点一到检测点二这段距离的过程中保持方向盘不转动，检测系统整体测量坐标系为OXYZ，在检测点一和检测点二处分别通过激光双目视觉传感器获取t1时刻的测点坐标P1(X1,Y1,Z1）和t2时刻的测点坐标P2(X2,Y2,Z2），通过对t1时刻获取的图像边缘进行检测[5,6]，得到t1时刻被测车辆与道路中心线之间的入射角θ1，连接P1P2并延长，P1P2与水平线夹角为θ2，则跑偏参数如下。

(1）被测车辆的平均速度v为

(2）被测车辆百米跑偏量ΔL（单位：cm）为

(3）被测车辆的跑偏角（本文定义跑偏角为被测车辆的入射角与出射角之差）Δθ为

(4）被测车辆的跑偏方向为：假定Δθ>0时跑偏方向向左，Δθ<0时跑偏方向向右。

若能求出两检测点P1和P2的三维坐标，代入对应公式即可得到（1)～(4）中的跑偏参数。为此笔者利用双目视觉测量技术来获取两测点的三维坐标。

1.2 双目视觉模型

根据双目视觉原理[7?8]可抽象出图2所示的空间几何模型：左右摄像机平行摆放，Ol和Or为两CCD(charge coupled device）摄像机的光心，以Ol和Or为原点，Z轴与摄像机光轴重合，建立图2所示坐标系，Cl、Cr分别为左右摄像机的成像平面，ol、or为成像平面中心，P为空间中被测车辆靶标中心点，al、ar为P点在左右两个摄像机成像平面中所成的像点，检测系统整体测量坐标系为OXYZ，局部测量坐标系分别为左右摄像机的局部测量坐标系OlXlYlZl和OrXrYrZr。

根据摄像机的透视成像模型有

其中，分别为左相机内外参数矩阵，Ml为左相机投影矩阵。分别为右相机内外参数矩阵，Mr为右相机投影矩阵。为了得到摄像机的内外参数，需要对摄像机进行标定，具体标定方法不再赘述，参考文献[9?13]可得到摄像机的内外参数。

对式（4）和式（5）进一步推导，可得到求解物方坐标P(X,Y,Z）的矩阵方程：

采用最小二乘法求解式（6），便可得到被测车辆上的靶标中心P(X,Y,Z）的三维坐标，将其代入上述跑偏检测系统模型中，即可求出跑偏量、跑偏方向及平均速度等参数。

2 大视场激光光源

车辆行驶跑偏测量是在室外跑道实现的，且要求24h全天候测量，笔者研制了一种基于多激光融合的近景摄影大视场激光光源照明系统，采用红外激光[14]作为光源，频率稳定且单色性好，通过对激光束的光纤整形及光斑均匀化处理等过程得到120°的大视场。

半导体激光器输出的光斑是椭圆形的，若不进行处理而直接用于照明，则CCD摄像机采集的图像效果会很差。光纤整形是将半导体激光器光束进行整圆，整形后再融合成为大视场激光光源，视场内激光光斑均匀布置，即使CCD的光敏面为矩型也能很好地与之相互匹配，获取的图像精度很高。

图3是激光束光纤整形过程图，激光束与光纤轴成α夹角进入圆柱形光纤后，在光纤输出端形成一锥角为2β的空心圆光锥。

光纤传输进行的是全反射，半导体激光器（LD）发射的光束可近似看作点光源形成的椭圆形立体光锥，将光锥顶点置于光纤轴并通过光纤传输后，可将椭圆形光斑整形成圆形。

激光束经光纤整形后输出的光斑并不均匀，由不同束激光融合实验得知，采用多激光融合的方式可得到均匀性好的大视场激光光源。通过调节二元耦合元件（DOE)[15]与LD出射光端面的距离来改变LD的发散角，重复实验验证可得到120°的大视场。图4所示为大视场激光光源，经现场测试，该光源取得了预期的效果。因检测区域较大，单台大视场激光光源不能满足检测区域内光照强度均匀的要求，故采用4台激光光源耦合成大视场激光光源，可实现6m×6m的大视场。

3 检测系统的构成

基于激光双目视觉的车辆行驶跑偏在线自动检测系统[16]主要硬件组成如图5所示，该系统包括照明设施、图像采集处理及无线通信三部分。大视场激光光源为系统提供照明；图像采集处理部分采用的是激光双目视觉传感器及工业计算机；手持终端通过无线交换机（AP）与计算机进行数据信号传输，计算机控制整个系统的正常运行。

图6为检测系统工作流程图，被测车辆发出请求测试信号后以40～80km/h匀速通过测试区域，系统自动拍摄被测试车辆驶入、驶出测试区域瞬间图像，计算机对两幅图像进行归一化双目处理，再进行图像处理。首先进行图像预处理，包括图像平滑、图像锐化和图像二值化，其次对预处理的图像阀值分割，最后进行模板匹配得到两靶标的中心点坐标，进而计算出跑偏等参数，并将处理结果（包括跑偏量、跑偏方向、航向偏角及平均车速等）存储、显示在计算机和手持终端上，单次测试结束，若继续测试下辆车，则重复上述步骤。

在整个检测系统中，核心的部分除了软件编程控制外，最重要的是激光双目视觉传感器，其实物如图7所示，两台CCD摄像机平行摆放，4台激光光源耦合成大视场激光光源对称安装在其周围，保证被测车辆全部暴露在光源照射的范围内。每台CCD摄像机镜头前装有与大视场激光光源匹配的仅透808nm的红外光滤光片，目的是消除外界环境光对检测系统的影响，从而提高检测精度。同时将研制的激光视觉传感器安装在温控箱内，避免外界环境温度影响图像采集，也保护CCD图像传感器和大视场激光光源，延长了系统的使用寿命。

1,2,3,4—4台激光光源耦合成大视场激光光源5,6—CCD图像传感器

4 实验与结果

4.1 标定测试

在实验现场搭建车辆跑偏检测系统，利用南方NTS320系列全站仪采用直接线性变换解法标定后，对两个检测点的检测装置采用标定靶标进行重复测量，得到了其三维世界坐标，以测试该激光双目视觉传感器的重复性，其中一个检测装置的10次重复测量数据见表1。

由表1可以看出，三维坐标的重复性测量误差3σ不超过0.011cm，具有相对较好的重复性。

4.2 检测结果

本检测系统的两检测点之间距离设置为70m。待系统标定后，进行检测实验，图8所示为检测点一左右CCD采集的图像对，图9所示为检测点二左右CCD采集的图像对，两组图像对为同一次实验所采集，经过图像预处理（如平滑、滤波、锐化、二值化等）消除噪声干扰信息，再经过阈值分割、模板匹配等一系列图像处理，得到图10所示的检测点一左右CCD图像轮廓图，提取得到的入射角平均值为0°，得到的两检测点靶标中心坐标与全站仪测得的精确坐标的比较结果见表2。

由表2得到两测点靶标的坐标，代入检测系统模型，可得到相应的跑偏参数。同时，在线自动检测系统的一次检测时误差为1.1cm。取两被测车辆静止于两检测点，使其两车距离道路中心线不同距离，形成一定偏移量，经系统10次重复检测，检测结果见表3。

上述10次实验结果是在不同时间段测得的。根据表3中的测量误差值得到图11所示检测系统误差曲线，可发现车辆跑偏在线自动检测系统的跑偏量测量误差值均在2cm以内，误差标准差为0.376 83cm，可知检测系统运行稳定可靠，达到本文的要求（测量误差在2cm以内），完全可满足车辆跑偏在线测量的需要。

5 结束语

汽车行驶跑偏的原因探析篇2

随着科学技术的不断发展,人们生活水平的提高,汽车的保有量在全球不断提高。汽车技术的飞速发展,科技含量的不断增加,把汽车带进了我们的生活,然而就在这时出现的一系列的交通问题引起了人们的关注。从此人们更加注重汽车的安全问题,汽车的安全性成为人们购车的主要条件,为了适应这种潮流,大多数汽车厂家更加注重汽车安全系数的研究,尤其是更加注重汽车在行驶时的安全性能。

1 汽车行驶跑偏的故障现象及危害

1.1 故障现象

汽车直线行驶时,转向盘不居中间位置,必须紧握方向盘,预先校正一定的角度后,汽车才能保持直线行驶,若稍放松转向盘,汽车会自动向一侧跑偏。

1.2 跑偏的危害

汽车行驶中方向跑偏比较常见,如果不及时消除故障,比较危险。跑偏轻则造成啃胎、轮胎报废,重则引发爆胎、车辆失控等危险状况的发生。据调查,对于普通的家庭轿车而言,在150km/h下发生爆胎后生还的概率还不到20%;跑偏虽不是那种立马就能让车抛锚的毛病,但长期驾驶跑偏的车辆还是存在诸多隐患的,汽车的安全性主要体现在行驶时的安全性,转向时的安全性和制动时的安全性。而在这三种情况下都有可能出现跑偏,尤是汽车行驶和转向时的跑偏对汽车的安全将造成更加严重的不良后果,重则危及生命。

2 汽车行驶跑偏常见原因深入分析

2.1 前束过大或过小

两前轮前端距离与后端距离之差,称为前束。俯视车轮,汽车的两个前轮的旋转平面并不完全平行,而是稍微带一些角度,这种现象称为前轮前束。车轮前束的作用是减轻或消除因前轮外倾角所造成的不良后果,二者相互协调,保证前轮在汽车行驶中滚动而无滑动。前轮前束一般为0~12mm。而现代汽车的前轮外倾角出现减小甚至为负值的趋势,前轮前束也应相应减小甚至也为负值。

前轮前束的作用是减小或消除汽车前进中,因前轮外倾使前轮前端向外滚动所造成的不良后果。前轮有了外倾角后,当它向前滚动时,就类似两个滚锥分别绕着各自的滚锥尖向外滚动,但两前轮受转向桥和横拉杆的约束,又不能任意向外滚动,只能是一边向前滚动一边向内滑动,其结果是轮胎横向偏磨增加,轮毂轴承载荷增大。有了前束就可消除两前轮向外滚动的趋势。前轮前束随着前轮外倾角的增大而增大,随着外倾角的减小而减小。因此,只要前束和外倾角配合得当,就能保证车轮与路面之间的纯滚动,轮胎内、外偏磨的现象也就会减小。如果前束过大或过小,轮胎偏磨仍会增加。

前轮前束的检查,如有条件,应使用前束测量仪更为精确。在一般情况下可用测量法和前束尺法。

1)测量法:将汽车前桥架起,使两前轮悬空,在两个轮的胎面中心线上画一个记号,先从两前轮的后面两记号之间,用钢卷尺测量两胎面中心距离A,然后把左右两轮胎上的记号转到前面(即转动180°)与第一次测量时相同的高度(与地面的相同高度)下测量两记号之间的距离B,两次测量值A与B的差值即为前轮的前束值。

2)前束尺法:将前桥架起,使两前轮悬空,然后把前束尺两端水平地支撑在前部两轮胎内侧边缘最小距离处D,待尺子放好后,移动标尺,使指针对准“零”位,然后转动车轮,使前束尺转到前轮后边与车轮中心线同高度的位置E,此时标尺上所指的数值,即所测得的前束值。

如果测量结果不在规定范围内,可分别松开左右转向拉杆球头销锁紧螺母,用扳手旋进或旋出转向拉杆,使两前轮各自前束值在0.5~1.5mm内,这样就可以保证两个数值的代数和在1~3mm范围内。最后再以91N·m力矩拧紧转向拉杆球头销锁紧螺母。检查前束调整的效果:通过侧滑试验台检验前束调整的效果。合格的标准为左右前轮侧滑量的代数和小于±5mm,最理想的结果为左右前轮的侧滑量方向相同且量值均趋近于0。在检验中,可以根据侧滑试验的结果,适当增大或减少前束值,使前轮侧滑量符合GB7258—97的规定。

前轮前束可用以补偿由于汽车前行所致的转向离散作用,从而获得良好的行驶稳定性,使得转向轻便、灵活并减少轮胎磨损。因此,必须采用正确的方法将前轮前束值调整在标准范围内。

2.2 左右前轮气压不等或轮胎直径不等

轮胎气压不等会使轮胎变得大小不一样,行驶时所受的地面的驱动力大小不相等,滚动起来必然会跑偏。轮胎气压是轮胎的生命,过高和过低都会缩短它的使用寿命。气压过低,胎体变形增大,胎侧容易出现裂口,同时产生屈挠运动,使轮胎内层受到的压缩力与外层受到的伸张力大大超过允许的屈挠极限,导致过度生热,促使橡胶老化,帘布层疲劳、帘线折断。气压过低,还会使轮胎接地面积增大加速胎肩磨损;气压过高,会使轮胎帘线受到过度的伸张变形,胎体弹性下降,使汽车在行驶中受到的负荷增大,如遇冲击会产生内裂和爆破,同时气压过高还会加速胎冠磨损,并使耐轧性能下降。轮胎未能按规定及时换位,两侧轮胎的胎面磨损程度不一,有一侧轮胎可能出现裂纹,导致轮胎漏气,造成两侧胎压不等,在大负荷的情况下,左右的装载不等。

轮胎的气压应按照车厂的规定进行加气,平时应经常检查轮胎的气压,气压过高或过低,都会造成轮胎的不正常磨损。气压过高,会造成轮胎中间过度磨损;气压过低,则会造成轮胎两侧过度磨损。另外,轮胎的气压不正确,还会造成乘坐舒适性降低,转向沉重,刹车跑偏等故障。

1)定时检查轮胎表面有无裂纹、变形等缺陷,如有,则应及时更换轮胎。检查轮胎的花纹深度,如花纹磨损达到磨损极限(轿车和挂车的花纹深度不得小于1.6毫米;其他车辆转向轮的花纹深度不得小于3.2毫米,其余轮胎花纹深度不得小于1.6毫米)时,则必须更换。

2)经常性检查轮胎胎面有无扎坏,两轮间有无石块卡住。剔除嵌入轮胎的石子,发现胎面上有小洞,就用生胶填补,防止沙泥侵入帘线层,造成脱空。

2.3 两前轮的定位角不等

汽车前轮定位参数是影响汽车操纵稳定性与前轮异常磨耗的重要因素,目前主要是通过经验、半经验、统计和试验获得数据,在理论上尚未建立合理的算法.前轮定位的作用是保障汽车直线行驶的稳定性,转向轻便和减少轮胎的磨损。前轮是转向轮,它的安装位置由主销内倾、主销后倾、前轮外倾和前轮前束等4个项目决定,反映了转向轮、主销和前轴等三者在车架上的位置关系。

1)主销内倾是指主销装在前轴略向内倾斜的角度,它的作用是使前轮自动回正。角度越大前轮自动回正的作用就越强烈,但转向时也越费力,轮胎磨损增大;反之,角度越小前轮自动回正的作用就越弱,因此这个主销内倾角都有一个范围,约5°-8°之间。

2)主销后倾是指主销装在前轴,上端略向后倾斜的角度。这与摩托车的前叉向后倾的道理一样,它使车辆转弯时产生的离心力所形成的力矩方向与车轮偏转方向相反,迫使车轮偏转后自动恢复到原来的中间位置上。由此,主销后倾角越大,车速越高,前轮稳定性也愈好。但后倾角大也会令驾驶者转动方向盘费力,因此主销后倾角也有一个范围,一般不大于3°。有些轿车的轮胎气压低弹性大,行驶时轮胎与地面接触面中心向后移动,也会产生一种力矩,故后倾角可以减少,甚至变为负值,即主销前倾。

主销内倾和主销后倾都有使汽车转向自动回正,保持直线行驶的功能。不同之处是主销内倾的回正与车速无关,主销后倾的回正与车速有关,因此高速时后倾的回正作用大,低速时内倾的回正作用大。

3)前轮外倾角对汽车的转弯性能有直接影响,它的作用是提高前轮的转向安全性和转向操纵的轻便性。前轮外倾角俗称“外八字”,如果车轮垂直地面一旦满载就易产生变形,可能引起车轮上部向内倾侧,导致车轮联接件损坏。所以事先将车轮校偏一个外八字角度,这个角度约在1°左右。

2.4 一边车轮制动拖滞

同轴左右两边制动器制动时间不一致,大多是两边制动器制动间隙不均或接触面积差异所引起。遇此现象,可按规定重新调校前后轮制动间隙,必要时修磨摩擦片,使前轮先于后轮制动。同轴两边制动器的制动力各异,致使车轮转速不同,直线行驶的距离也就不相等从而造成制动单边。这通常为某边制动分泵漏油、制动摩擦片严重油污、摩擦系数出现差异或左右轮胎气压不等而引起。可用汽油清洗摩擦片,调整轮胎气压、修复渗漏处,分别予以排除。汽车不踩制动就自动滑行到一侧。这多为一侧前悬架变形;前悬架车身底板变形;前悬架螺旋弹簧弹力严重下降;车架等有关部位在汽车制动时相互干涉或不协调所致。遇上述情况、查明原因之后予以修复。制动时车轮自动向一边跑偏。这主要是两边制动鼓与摩擦片工作表面粗糙度不同,或一侧制动管路进空气或接头堵塞等引起。应分别查找根源、予以修复。除上述原因之外,还有车轮定位失准及左右轮胎磨损不同,路面对左右车轮的阻力差也会造咸跑偏侧滑。遇此情况,载准原因之后分别按规定予以调校或换件。

3 结束语

为了让更多的人了解造成汽车行驶跑偏的原因,在日常维护和保养中我们应该更加注重对汽车转向系、行驶系和制动系各部件的保养。以保证汽车在行驶时的操纵稳定性和轻便性;在转向时的方向稳定性,车轮的自动回正等,以减轻驾驶员的疲劳,当然让人们了解汽车行驶跑偏的危害,主要目的就是减少交通事故的发生,保证人们生命和财产的安全,给那些正在驾车的人们一种安全感汽车行驶跑偏和完全体验驾驶的乐趣。

摘要：汽车行驶跑偏直接影响汽车的安全性能,了解汽车汽车行驶跑偏的原因及危害,可以减少交通事故的发生。

关键词：汽车安全,行驶跑偏,原因分析

参考文献

[1]冯健璋,汽车发动机原理与汽车理论第二版[M],机械工业出版社,2006.

[2]崔选盟,汽车故障诊断技术第二版[M],人民交通出版社,2005.

车辆行驶跑偏篇3

有1 辆2008 年10 月生产的福克斯轿车, 车型编号为CAF7180N38型, 发动机型号为CAF483Q0 型, 发动机排量1.8L, 额定功率91.4k W, 行驶里程为19.38 万km。用户反映昨天车辆长途行驶中方向盘突然抖动一下, 随即恢复正常行驶, 不影响车辆行驶 (没有抛锚) 。在回来的路上又出现了2 次抖动, 车下还有响声, 不敢开了, 立即到就近修理厂和维修师傅说了故障现象, 维修师傅初步怀疑是否半轴或半轴螺丝松动, 于是紧固半轴螺丝和底盘的全部螺丝。维修师傅又说是减振器和减振器支座、发动机和变速器支架或者发动机舱内部传动部件有干涉可以产生异响, 检查发动机舱内无部件松动, 也没有干涉擦碰痕迹;检查前悬架连接部件、减振器及上支座螺丝无松动现象, 而且发生异响的声音是撞击声, 也不像胶套发出来的摩擦声;检查发动机及变速器支架, 用撬棍撬动未见有过大旷量, 而且支架高度正常无变形情况, 而此时挂挡观察发动机舱及传动部件, 没有发现与发动机随动现象, 带挡制动时也无撞击异响。检查结果没有发现损坏的部件。做了四轮定位, 数据都正常, 可是车辆行驶中偶尔方向盘抖动和跑偏现象没有排除。

是四轮定位没有做好?又找一家专业做四轮定位的店, 维修师傅先检查了车辆定位数据, 数据无异常、都在正常范围。接下来检查轮胎和转向系统, 逐一检查轮胎螺丝、转向机固定螺丝和左、右转向节连接螺丝, 无松动或或脱落。再检查查转向机拉杆外外球头、平衡杠杠小连杆球头头、下支臂球头头, 发现有旷量量。于是更换了了有旷量的右转向拉杆球头、平衡杠小连杆和右前下支臂 (如图1 所示) , 调整了前束、做了四轮定位, 车辆修理完毕。第二天早晨出车, 行驶了30km没有出现抖动现象, 以为换件后故障排除了, 可是又行驶了几公里, 方向盘抖动现象又出现了。转向和悬挂系统都检查过了, 有问题的零件也都更换了, 故障还是没有排除, 没有办法只好来维修站检修。

二、故障诊断

维修技师接车后先确认故障现象, 由客户驾驶车辆试车, 在故障现象没有出现时, 车速在40~50km/h时松开方向盘, 车辆也不跑偏, 车辆行驶正常;客户说有时行驶30~40km也不会出现故障, 热车和当车速超过80km/h时容易出现, 大约行驶15km左右, 车速在50km/h时客户说有一下抖动, 但立即消失;继续行驶在车速超过80km/h左右时 (车辆上坡加速行驶) 连续出现2 下抖动现象, 车辆向右跑偏 (但是故障现象立即消失, 车辆恢复正常行驶和好车一样) , 同时有“咯哒、咯哒”的撞击声 (像是发动机悬架松动产生的撞击, 轻时像摩擦声、重时像是撞击声) 。维修技师用手摸方向盘有振动感, 方向盘有向右晃动的拉力。试车确认了车辆方向盘确实存在偶尔抖动故障, 热车长时间行驶后偶尔出现方向盘抖动的频率增高, 无论车速快慢、滑行或者制动时都会偶尔出现方向盘抖动、跑偏和有异常响声。

三、分析故障可能的原因及排除方法

汽车行驶跑偏、方向盘或车身抖动, 对行车舒适感、操控判断或行车安全会有所影响, 也是我们日常行车过程中常见的车辆故障现象之一, 特别是行驶里程超过15 万km以上的车辆, 更容易出现车身共振、方向盘抖动或车辆跑偏行驶等行车不安全因素。分析福克斯轿车方向跑偏和方向盘抖动故障的常见现象有:

1.轮胎变形。

车辆时速在30~40km时, 车身有晃动感, 如坐船的感觉, 方向盘不稳或行驶跑偏。出现这种情况多数是轮胎在日常使用时由于擦、碰或者老化等原因引起帘线层断裂所导致的轮胎胎面不平或变形, 如果轮胎变形应更换轮胎。如果在行车过程中状况较为严重, 可能是因为轮毂变形所致, 这种状况一般发生在使用年限较长或出过事故的车辆。

2.车轮动平衡失准。

如果车辆行驶时速在70 ~80km之间时, 出现方向盘或车身抖动现象, 在时速超过80km则恢复正常。出现这种情况多数是由于车轮动平衡失准, 须检查车轮静平衡情况及车轮动平衡情况, 并恢复车轮动平衡量至标准。一般汽车更换新轮胎、新轮毂时都要做一次轮胎动平衡, 否则配重不平均时方向盘就容易发生抖动的现象。

3.四轮定位数据失调不准。

车辆行驶在平坦路面上车辆正常, 但遇到坑洼的路面时, 会出现方向盘抖动或行驶跑偏。这是由于车辆在使用中, 因转向机拉杆球头磨损、悬挂系统支臂球头或胶套损坏产生的旷量导致的定位倾角和前束失准。应定期检查各定位角和前束是否符合要求, 如失准应调整或更换损坏的部件, 否则还会导致轮胎磨损变得不规则。

4.转向助力系统故障。

如果在打方向盘的时候方向盘抖动比较严重或异响, 可能是转向助力泵缺油, 转向助力泵皮带过松、过紧或者老化打滑, 转向助力泵转子卡滞或损坏导致方向盘抖动和行驶跑偏。需要检查助力泵油位, 调整或更换传动皮带, 助力泵出现卡滞和损坏, 应更换转向助力泵。

5.制动盘变形。

踩制动踏板时或高速行驶时突然踩制动踏板会出现方向盘抖动和行驶跑偏。高速行驶猛踩制动踏板, 制动盘和制动片过热, 遇冷 (溅上水) 后变形或锈蚀会导致制动盘变形或不平。一般在更换制动盘、制动片后, 故障可排除。

6.前悬挂减振器损坏。

车辆通过不平路面时, 出现车身有晃动感和连续的“咯噔、咯噔”的响声, 可导致方向盘不稳和行驶跑偏。确认减振器或弹簧是否损坏, 如有损坏时应更换损坏的减振器或弹簧。

7.轮毂轴承损坏。

车辆行驶中发出嗡嗡的声音, 车速越高响声越大, 原因是轮毂轴承磨损或缺油导致的, 同时车辆的前束和倾角也会改变, 会使车辆跑偏;轮毂轴承损坏卡滞可导致车辆行驶跑偏和方向盘抖动。确认某个车轮有故障后更换轴承, 恢复车辆前束和倾角。

8.车辆传动轴损坏。

轿车多为发动机前置前驱布置, 其内球笼多为可伸缩式, 以适应车辆行驶时变速器驱动终端与驱动轮相对位置的改变。车辆在调头或转弯时传动轴发出 “嘎啦、嘎啦”的连续响声, 一般是外球笼损坏。车辆加速到50~60km/h, 车身、方向盘有明显的震动或抖动, 车速越快震动越大, 多数情况是由内球笼引起的。内球笼损坏无明显的连续异响, 只有车辆加速时车身和方向盘抖动增大。如果内球笼万向节轴承钢球与内轨道和外轨道经常接触的部位, 即传递扭矩的受力点产生了凹坑磨损, 车辆在急加速时, 发动机变速器总成要做轻微侧翻转动作, 从而改变了上述受力点的位置, 由于半轴轴向与内球笼轴向存在一定夹角, 所以此受力点在球笼旋转过程中沿轴向不断往复变化, 此变化产生的力将车身不断推向左右两边就产生了抖动现象。

球笼内部卡滞会导致球笼异响或方向盘抖动现象发生, 一般出现在车辆行驶里程超过15 万km以上或底盘碰撞过的车辆, 因为传动轴弯曲不平衡或球笼自然磨损, 所以要检查传动轴轴杆及内、外球笼有无旷量或卡滞, 有故障存在更换半轴。

四、通过上述分析对车辆以下部件进行检查

1.检查轮胎变形。

举升车辆, 试转车轮, 检查车轮静平衡情况及轮胎是否变形, 检查结果4 条轮胎无磨损过甚或变形情况, 车轮静平衡正常。

2.检查轮胎动平衡失准。

原车轮动平衡铅块丢失, 轮毂变形, 轮胎动平衡数值不准, 会使得汽车在某一速度范围之内出现方向盘抖动的现象, 如果车辆不跑偏, 做一下轮胎动平衡即可。对4 个车轮做了动平衡检查, 动平衡数值都在正常范围。

3.检查四轮定位失准。

检查转向机连接部件连接牢固、无异常或损坏, 各部球头无磨损松旷, 转向拉杆球头、平衡杠小连杆和右前三角臂都已经更换过 (如图1 所示) , 连接部件无异常或损坏。四轮定位检查结果, 定位数据无异常都在正常范围。

4.检查转向助力泵故障、助力泵皮带过松或者过紧。

检查皮带无过松或者过紧现象, 张紧度正常, 拆下传动皮带, 转动助力泵转子运转正常、无卡滞现象。

5.检查制动盘变形。

检查两前轮制动片和制动盘, 制动片正常磨损, 检查制动盘正常磨损、无变形或损坏现象, 由于此车故障现象在不踩制动踏板时方向盘也偶尔出现抖动, 可以排除制动盘变形导致的方向盘抖动。

6.检查前悬挂减振器或弹簧损坏。

检查前悬挂减振器无漏油现象, 检查减振器连接螺丝无松动, 检查弹簧无过软和断裂现象, 可以确认车辆行驶跑偏或方向盘抖动与前悬挂减振器或弹簧无关。

7.检查轮毂轴承损坏。

晃动车轮检查轮毂轴承间隙, 轴承无旷量, 间隙在正常范围, 旋转车轮无卡滞现象或异响出现, 由于高速行驶中车速快慢都无异常的声音, 可以排除轮毂轴承损坏或卡滞导致车辆行驶跑偏或方向盘抖动。

8.检查车辆传动轴损坏。

维修技师举升车辆, 目视检查传动轴杆及内外球笼, 检查左、右传动轴轴杆无弯曲, 晃动左、右传动轴轴向都无明显旷量或间隙, 旋转车轮时转动方向盘, 传动轴旋转正常无卡滞现象, 方向盘也无抖动现象出现, 传动轴检查没有发现异常情况。维修技师路试检查车辆, 确认了车辆在加速到50~60km/h时, 车身和方向盘无持续的抖动, 说明内球笼无明显异常;车辆在调头或转弯时没有发出“嘎啦、嘎啦”的连续响声, 说明外球笼无明显异常。同时, 也确认了车辆在直行中无论加速行驶、怠速滑行, 还是熄火滑行, 都会偶尔的出现方向盘抖动和跑偏现象。熄火滑行只有传动轴在工作, 虽然检查右传动轴无明显旷量或损坏, 但是试车时听到的响声是右前部发出的, 分析问题还在传动轴, 找相同车型右半轴装车后试车, 故障现象不再出现。

五、故障排除

在更换右前下支臂、平衡杆小拉杆和转向拉杆球头后, 四轮定位参数检测结果正常的情况下, 故障没有排除。最后更换右半轴 (如图2 所示) , 长时间试车, 无论车辆加速、减速, 上坡、下坡车速快慢, 方向盘抖动现象不再出现, 10 天后回访客户车辆的使用情况, 故障现象再没有出现过, 福克斯行驶中方向盘偶尔抖动和行驶跑偏故障彻底排除。

六、故障总结

车辆跑偏影响因素及程度探究篇4

随着消费者对于汽车认知的不断加深, 对汽车舒适性、操控性等隐性性能提出更高的要求。车辆跑偏即是很好的例子, 近年逐渐进入大众的视线, 反映车辆跑偏的消费者日趋增多。而对于车辆为什么会发生跑偏及如何进行测试无确定的概念。下面结合生产过程中跑偏问题, 分析影响跑偏的主要因素及影响程度, 并确定具体的匀速跑偏测试方法及标准。

1 匀速跑偏测试方法及标准

对于车辆匀速跑偏的路试方法及标准没有统一的规范, 每家主机厂都有一套自己的测试方法。为便于后续相关试验的开展, 结合各主机厂跑偏路试标准及方法, 确定匀速行驶跑偏标准, 图1所示:

车辆在进入测试区域前对车辆状态进行调整, 进入测试区后, 行驶100米左右跑偏≤1米为合格。

测试过程注意事项: (1) 测试路面应平整、干净, 无较大石子或坑洼; (2) 测试前, 轮胎气压应调整到标准值; (3) 在进入测试路段时车辆必须直线行驶无偏斜, 在进入测试路段前调整; (4) 车辆行驶过程中必须轻握方向盘, 力度以消除因路面不平造成的方向盘抖动为准; (5) 车辆行驶速度:70-90Km/h之间, 匀速行驶, 避免测试过程中加速现象; (6) 如果一次路试时车辆跑偏, 需进行二次确认。

2 车辆跑偏的因素分析

产生行驶跑偏原因为多方面, 除轮胎气压不匀, 四轮定位不准, 零部件尺寸超差, 制动力不匀等影响因素之外还包括车辆驱动型式。

2.1 车辆驱动型式

目前在售的大部分车辆驱动方式为前置前驱式, 为便于机舱布置, 发动机均为横置式发动机, 左右驱动轴不等长 (左驱动轴长度<右驱动轴) , 如图2所示:

α>βTL>TR

左右驱动轴与水平线的夹角α>β, 所以驱动力矩T在左右两轮上的转向分力矩TL

以某轿车为例, 整备质量状态下 (空载) , 左右驱动轴与水平线的夹角分别是α=3.58°, β=2.23°;半载状态下 (前坐2人后坐中间1人) , 左右驱动轴与水平线的夹角α≈β≈0°;由于α与β相差不大, 因此在匀速行驶下, 车辆的TL与TR相差不大, 基本不跑偏。在低档位急加速工况下, 由于低档位减速比相对较大 (1档速比3.545*4.313;2档速比1.905*4.313;3档速比1.310*4.313) , 使左右驱动轴的驱动力矩T急剧增大, 并且由于加速作用, 前轴荷变小, 悬架离地高度也随之增高, 因此造成α-β差值变大, 结合以上两种情况使车辆呈现加速跑偏趋势。

为验证车辆左右驱动力对跑偏的影响, 选取市场在售的某款轿车进行六分力检测。

·车辆基本信息:80km/h匀速行驶100米, 车辆行驶偏右≤0.5米。

·测试条件:侧风风速不超过15km/h, 测试过程中侧风风速变化不超过7.5km/h, 路面斜度0-1°, 路面平直。

·测试方法:车辆在2、3档位下, 50km/h满油门加速到80km/h, 采集左右前轮处输出扭矩, 具体测试结果如下:

车辆在不同车速下行驶, 左侧驱动扭矩均大于右侧, 促使车辆向右行驶, 存在向右跑偏的倾向。为减小驱动力矩的影响, 一般将右侧传动轴增加中间支撑, 使左右驱动轴长度一致。

2.2 车辆四轮参数

汽车直线行驶的稳定性是依靠前轮定位来保证的[1], 因此对于前置前驱车辆来说, 前轮定位参数直接影响车辆行驶跑偏。前轮四轮参数主要有:前轮前束角、主销后倾角、主销内倾角、车轮外倾角等因素。目前车辆只有前轮前束角可直接进行调整, 其余角度均通过零部件尺寸及装配精度进行控制[2], 文章以某轿车为例, 主要分析前轮前束角、主销后倾角对车辆跑偏的影响程度。车辆标准四轮参数及实测值如下:

对前轮前束角进行调整, 调整分3个位置, 下限、中间、上限, 分别对车辆进行路试, 测试跑偏量及方向。具体检测结果如表3所示。

将左右前束值向同一方向调整10′左右, 可影响车辆跑偏量<0.8m, 调整前束的同时, 主销后倾角、外倾角会发生轻微变化, 对车况影响较小。因此四轮参数设定时, 应尽量缩小公差值。

2.3 轮胎锥度力

轮胎在滚动过程中, 或多或少总伴有锥形侧向力, 使其存在偏离原来直线运动方向的倾向, 称为轮胎锥度效应[2], 锥形侧向力即为轮胎锥度力。

注:上述四轮参数调整为试验验证, 对轮胎有较大损害, 作为实际工作参考。

注:轮胎锥度力方向:背向车身方向为正;合力方向:车身左侧为正, 右侧为负。

轮胎锥度力超过某一数值时可使车辆发生跑偏。轮胎锥度力是客观存在的, 以上述车辆为例验证锥度力影响。

试验条件: (1) 同一车辆、轮辋; (2) 同一试验人员和测量人员; (3) 同一条道路进行试验; (4) 轮胎胎压调整一致; (5) 选取3组轮胎, 并由轮胎厂家提供轮胎锥度力值; (6) 测试方法依据文章第一部分所述方法。试验结果如表4。

通过试验验证, 车辆跑偏与两前轮锥度力和呈正比关系。当两前轮锥度力之和越小时, 车辆跑偏量越小。若缩小锥度力控制范围, 可有效降低轮胎锥度力对车辆直线行驶跑偏的影响。

3结束语

文章从实际测试过程及结合其它主机厂方法提出比较完善的匀速直线跑偏测试方法, 为后续跑偏测试奠定基础。

随着车辆制造技术的不断提升, 车身及零部件制造精度不断提高, 四轮参数精度及一致性得到有效保证, 对于轮胎、传动方式的研究, 为解决跑偏问题提供新的解决思路。