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汽车前轮摆振的原因分析及改进措施.pdf

汽车前轮摆振的原因分析及改进措施

可可豆
2011-03-22 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《汽车前轮摆振的原因分析及改进措施pdf》,可适用于人文社科领域

前轮摆振产生的原因和影响因素复杂既有结构设计和制造方面的原因也有使用方面的因素。汽车的前轮转向系统是一种多自由度的、各组成环节互相耦合的复杂的振动系统。汽车的制造工艺和复杂的使用条件决定了转向系统会不可避免地诱发外界对它的激振力矩(如由前轮回转件不平衡、路面不平整及装配调整等因素引起)。在一定条件下这种来自外界的激振力矩就可使前轮转向系统产生较大的反应摆振。若要消除摆振现象可以采取以下两条措施:一是将外界的激振力矩限制在工艺上合理又现实可行的范围内二是增大前轮转向系统的动态阻尼使系统对激振力矩的影响减少到某一允许范围内。对汽车自身来说影响前轮动态阻尼和激振力矩的因素包括车轮与转向系统的刚度、前轮定位参数、前轮回转件平衡量、悬架结构参数及悬架以上的结构参数。!转向系统的刚度对前轮摆振的影响及解决措施转向系除了操纵和传递来自转向盘的转向扭矩之外还有阻尼转向轮自动偏转的作用。实验表明车轮的摆角随转向系统刚度的增加而减小而相对阻尼系数却随刚度的增加而提高。组成转向系统的各个环节中若有一个环节的刚度特别低则系统的刚度主要由这一环节的刚度决定。由转向系统刚度诱发的前轮摆振多数原因是某些改装单位进行汽车改装时对原转向系统作了某些不恰当的结构变更。如将转向器前移、纵拉杆加长或弯曲度增大、前轮负载与前悬比同级车增大等从而影响了原设计的转向系统刚度。提高转向系统刚度的主要措施:!"提高转向器自身的刚度如采用改变转向器总成连接方式或将转向器外壳与其安装支架铸造成一体的办法。#"提高转向轴、转向摇臂、纵拉杆、转向节臂、转向梯形臂、横拉杆等机件的刚度如减少纵拉杆的弯曲度在纵拉杆内径不变的情况下将杆管直径适度加大加大转向球销尺寸。$"提高转向节及主销等机件的刚度如改装后的前轴负荷比同级车有所增大转向节及主销等机件的有关尺寸应相应加大以增加这些机件的刚度。"提高转向系统零部件的加工、装配、调整质量如确保连接螺栓必需的紧固力及符合规定的调整间隙以保证转向系统各连接和配合部位连接牢靠和配合间隙合理避免因松旷而使系统的阻尼作用减弱而降低汽车的抗摆振能力。"前轮定位参数对前轮摆振的影响及改进措施前轮定位参数包括:车轮外倾角!、主销内倾角"、主销后倾角#和前轮前束(!")。前轮定位的正确与否将直接影响操纵稳定性。在车辆调试和使用中应按技术规范的要求调校前轮定位消除影响前轮定位的不利因素。"#!车轮外倾角车轮外倾角约为’()*,()*一般为,*左右。它可以避免汽车重载时车轮产生负外倾即内倾同时杜彬山西省汽车工业集团有限责任公司山西太原’’’’"山西交通科技山西交通科技收稿日期:’’’,)修回日期:’’’’作者简介:杜彬,,"男山西运城人工程师,年毕业于吉林工业大学。摘要:汽车前轮摆振是个常见的、复杂的振动问题也是一个让设计和维修人员头疼的技术问题。从前轮摆振故障现象表现形式出发对可能引起摆振的原因和影响因素做了细致的分析并提出解决和改进措施。关键词:汽车前轮摆振原因分析改进措施中图分类号:(文献标识码:文章编号:,’’)’’"’’’)’汽车前轮摆振的原因分析及改进措施第期总第,)期"山西交通科技$#"’’年月’($)**,$,,’$$*(*$(#汽车·运输·!"·山西交通科技#$$!年第#期也与拱形路面相适应。由于车轮外倾使轮胎接地点向内缩缩小了主销偏移距从而使转向轻便并改善了制动时的方向稳定性。由于车轮外倾角约束机构如轮毂轴承松旷或损坏使车轮外倾角变化后都会使其与前束的对应关系破坏从而难以保证汽车的直行稳定。!"!主销内倾角主销内倾角一般为’()主销内倾是为了保证汽车直线行驶的稳定性并使转向轻便。主销内倾使主销轴线与地面的交点至车轮中心平面的距离即主销偏移距减小从而可减小转向时需施加在转向盘上的力使转向轻便同时也可减小转向轮传到转向盘上的冲击力。主销内倾使前轮转向时不仅绕主销转动而且伴随车轮轴及前横梁向上移动当放开转向时所储存的上升位能使转向轮自动回正从而保证汽车直线行驶的稳定性。!"#主销后倾角主销后倾角通常在以内。主销后倾使主销轴线与路面的交点位于轮胎接地中心之前该距离称为后倾拖距。当前轮偏离直进位置时作用于车轮上的行驶阻力使车轮绕主销轴线返回至直进位置起到回正力矩的作用使汽车具有直线行驶稳定性。回正力矩是前轮振动系统的重要参数。回正力矩过大并与车轮摆角方向相同时由于轮胎与路面的作用可能把回正力矩产生的能量输入到系统中使车轮由偏离位置回正又继续摆到对方引起前轮绕主销摆振同时会使转向时为克服此力矩而需在转向盘上施加更大的力导致转向沉重当回正力矩过小或变无时转向轮降低或失去回正特性使行驶稳定性和转向操纵性变坏。对非独立悬架的汽车来说主销后倾是由前钢板弹簧的安装位置和挠度来确定的。当改装或实际使用中某种原因而改变钢板弹簧的安装或某些参数如安装结构、刚度、挠度、片数等或正常使用中钢板弹簧疲劳变形因主销后倾角变化造成行驶中前轮发生摆振时一般可通过在前轴上的钢板弹簧支承面与钢板弹簧间加装斜钢板的方法来调整。!"$前轮前束前束的作用是为了消除汽车在行驶中因车轮外倾导致的车轮前端向外张开(外倾滚锥)的不利影响以使车轮在每一瞬时的滚动方向向着正前方。前束值过大或过小均易诱发摆振而且造成轮胎异常磨损。#前轮回转件不平衡对前轮摆振的影响及改进措施在转向系统刚度和车速一定时前轮回转质量的不平衡及其端面和径向摆差形成周期性扰动并使前轮摆角增大在转向系统刚度和不平衡量一定时车速增大前轮摆角也随之增大。如在某种越野车试验中将车轮不平衡量增加*倍其摆角可增大"’!倍之多。#"前轮回转件对摆振的影响,轮胎轮胎的制造质量不高几何和机械特性不均匀主要是制造时壁厚不均匀与尺寸偏差对汽车的摆振影响很大行驶一定时期后路面的拱形与凸凹不平导致轮胎不均匀磨损使不平衡量增加。,轮辋和轮幅由于制造误差产生不平衡量使用过程中车轮(轮辋和轮幅)变形开裂后焊补轮胎螺栓松动或缺失等均会增加不平衡量。,轮毂和制动鼓由于制造误差和不加工的外表面与经车削的内加工面的不同心产生不平衡量此外使用过程中内壁的不均匀磨损使制动鼓的不平衡量增大。,装配方面轮胎与轮辋、车轮与轮毂、轮毂与制动鼓的装配方向不一致也会产生车轮总成的不平衡。显然若装配时各有关偶件失衡量在同一方向车轮总成的不平衡量将大大增加反之若将其不平衡量方向错开一定角度则车轮总成不平衡量就会减小。#"!减小车轮总成不平衡量的主要措施,提高前轮回转件的制造质量使不衡量减小到最低限度。,通过调整轮胎与车轮的装配方向在一定程度上可减小不衡量保证轮胎气压符合要求并左右一致同时要注意正确使用和维修。$悬架结构参数对前轮摆振的影响及改进措施悬架和悬挂质量、非悬挂质量构成了一个振动系统。从结构功能而言悬架由弹性元件、减振装置和导向机构组成。导向机构决定了车轮跳动时的运动轨迹和定位参数的变化从而在很大程度上影响了操纵稳定性导向机构与转向杆系的运动干涉可能引发转向轮摆振。前钢板弹簧刚度小变形大使前轮定位失准左右钢板弹簧刚度、挠度、厚度和片数等不一致减振器失效或左右阻尼特性不一致不仅使前轮定位失常而且使车架倾斜使得左右轮荷不一致也容易引起前轮摆振。减小悬架结构参数对前轮摆振影响的主要措施:,合理设计悬架结构和参数尤其是导向机构提高悬架的纵向刚度保持足够的阻尼储备。·!!·"##!年第"期$装配符合技术要求的钢板弹簧和减振器且左右一致。确保连接螺栓必需的紧固力及符合规定的调整间隙。!其他影响前轮摆振的因素及改进措施就汽车自身而言因外界扰动对前轮产生激振力矩而摆振的因素很多除上述之外主要还有以下几点:’)车轴弯曲变形、位移会使车轮偏离直线向前的行驶状态也会引起前轮摆振。$)车架变形或刚性差的影响。车架本身有很好的隔振作用。车架变形易使悬架位移、车轴不平行或前轮定位失准等车架刚性差会引起振动对操纵稳定性不利遇到颠簸使承载重心交变游动容易造成前轮摆振。)驾驶室与车架连接松动驾驶室左右晃动导致前轴左右悬架和轮胎变形不一造成前轮摆振。()传动系是一个多质量的弹性扭转振动系统其负荷随汽车使用工况而变化。传动系受到来自发动机、传动系本身(如传动轴动不平衡)的扰动而对转向轮和转向系统形成扰动激励也会引起前轮摆振。前轮摆振的激励源是否由传动系引起可通过下述方法判断:架起驱动桥起动发动机挂档运行使驱动轮达到行驶时摆振车速若车身和转向盘都抖动则为传动系引起否则为前轴、转向系或其他原因引起。可对上述几点在设计、制造、装调和使用中采取有效措施如离合器从动盘上安装扭转减振器传动轴动平衡应满足技术要求并按等速排列要求安装等尽可能减轻和避免对前轮和转向系统的扰动。"结束语综上所述造成前轮摆振有诸多因素有可能是多因素同时作用所致。所以处理时应针对汽车自身的实际状况结合使用经验通过分析、判断及试验有针对性、有重点、分层次全面分析、检查逐个排除。参考文献:)*余志生,汽车理论),第版,北京:机械工业出版社"###,)"刘惟信,汽车设计),北京:清华大学出版社"##*,·信息·山西省高速公路近两年飞速延伸建设速度在全国位列第但续建项目数量少和里程短的问题越来越突出。省交通厅要求忻州至阜平、阳城至关门、大同至右玉等个高速公路项目必须在今年开工建设。省交通厅有关负责人表示我省目前的高速公路总里程达到*!"高速路网形成省会到各市通达的目标也已实现但是根据今年前期的推进总结情况看高速路续建项目并不多而且大都里程比较短导致“后劲”严重不足距离我省“十一五”高速公路里程达###的目标有很大差距。省交通厅要求今年必须开工忻阜、阳关等条高速公路力争开工长临等个高速项目保证高速路建设的持续发展和满足百姓出行要求。!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!山西省条高速路今年开工建设#$’()*’,))’’)()*(,:’$,<=’>A<$’BCD’,*(,()E(FGHG#’(’G<$’BIJIII"G$’K*)’D:’<:=’>(::’AB>CD$:E:<’<:’>’AF:(:’D:’>(B>=D:>:(=’=’AB>CE’>(<<:(B<G:(:’D:,L=)’D$B:H’>(::’AB>CH’D:’>’ABHB<G:(:’D:杜彬:汽车前轮摆振的原因分析及改进措施

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