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[发盖hood] 汽车行驶跑偏的研究

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发表于 2016-4-6 23:08:37 | 显示全部楼层 |阅读模式
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汽车行驶跑偏的研究

汽车行驶跑偏的研究

        汽车行驶跑偏是汽车常见的故障现象,导致该故障的原因很多,如四轮定位参数不准确、轮胎气压和轮胎动平衡等因素影响。本文对可能导致行驶跑偏的各种因素进行了逐一验证,并进行较深入的分析与探讨。
        随着汽车的时速越来越快,汽车行驶跑偏的危害性也日益增大,但对该故障的判断和排除却相当困难。一般地说,汽车行驶跑偏大部分是由于四轮定位、悬挂系统制造差异与相互连接误差、轮胎气压和轮胎动平衡等因素引起的。本文通过分析四轮定位参数、悬挂系统制造差异与相互连接误差、轮胎气压和轮胎动平衡等对汽车行驶跑偏的影响,对各项参数不匹配和汽车行驶跑偏的关系进行了较为深入的分析和研究。
        概念描述
        1. 行驶跑偏
        在平直路况匀速行驶条件下,保持车辆直线行驶过程中,方向盘必须给予持续的转动外力才能保持;反之,只要方向盘不受转动外力稳定在同一位置,车辆不能保持直线行驶状态,会出现向左或者向右偏移(如图1、图2所示)。
        2. 加速方向跑偏
        针对行驶跑偏,只有在加速情况下方能明显表现,匀速行驶情况下不明显,偏移量会根据加速的紧急程度而发生变化。
       

汽车行驶跑偏的研究

汽车行驶跑偏的研究

        3. 制动方向跑偏
        针对行驶跑偏,只有在制动情况下方能明显表现,匀速行驶情况下不明显,偏移量会根据制动的紧急程度而发生变化。
        四轮定位参数影响
        外倾角(Camber)、前束角(Toe-in)、后倾角(Caster)、内倾角(Kingpin inclination)、推力角和退进角等,每个定位角都会对车辆行驶方向产生影响。
        1. 前、后轮外倾角的影响
        外倾角是指车轮两侧外倾角之差(如图3、图4所示)。车轮有了外倾角后,在滚动时,就有一个滚锥效应,导致两侧车轮向外滚开。这样,即使两侧车轮的外倾角都没有超标,但如果总外倾角不等于零,车轮向两侧滚动的效应便不相等,汽车就可能会跑偏。一般来说,外倾角大,向外侧滚动的效应也大,所以,汽车会向外倾角大的方向跑偏。一般左右偏差如超过30′,就会出现方向朝正外倾较大或负外倾较小的一侧跑偏。通过对试验车型的研究,整车前后轮外倾角数值在–21′±20′内,对整车行驶的影响可忽略。
       

汽车行驶跑偏的研究

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        2.前束角对整车影响
        (1)前轮——功能及影响
        补偿轮胎因外倾及路面阻力所导致向内或向外滚动的趋势,确保车辆的直行性;车轮在上下跳动时的前束变化对车辆的直行稳定性有很大影响,前束多设计成0至正负值区域另外,有些车型前束取弱负值是为了使车辆解决转向弱、不足特性。通过对试验车型的研究,前束值总和到30′~38′时,方向右偏量为不可接受;前束值总和到–30′~–38′时,方向右偏量不可接受。从试验的结果来看,两前轮前束值总和,无论是正值还是负值的情况下,方向都是向右偏且为不可接受范围,所以四轮定位要保证该参数准确性,特别是两前轮前束值总和,只需达到3′±6′,该影响量可控。
        (2)后轮——功能及影响
        后轮总前束的夹角平分线(推进线)和前后桥中心线的角度形成——推力角,如果推力角不是0,那么车辆肯定存在侧向运动的趋势(车辆行驶方向推进方向相反)。通过对试验车型的研究,数值在9′±9′内,对整车行驶的影响极为有限;在试验过程中发现后轮前束与前轮前束为连动,相互影响。
       

汽车行驶跑偏的研究

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        3.退进角对整车影响
        退进角又叫轴距差,主要是为了消除拱型路面的影响,但退进角达到一定程度后,车辆会出现跑偏(跑偏方向朝轴距较小的一侧)。经过对试验车型的实际测量,发现该轴距差极其微小,基本均在2mm以内,通过多次验证退进角车的偏差对行驶跑偏几乎无影响。
        4.主销后倾角对整车影响
        由车辆侧看转向轴中心线与垂直线所成的夹角,向前为负,向后为正;可利用路面对轮胎的阻力,增进直线行驶的稳定性、转向后使方向盘自动回正,后倾角越大的车辆其直进性越好(如图5所示),方向盘的回正性也越高,但过大会导致转向变得沉重。通过对试验车型的研究,试验车型前减振、悬挂等为设计固定,装配后不易调整,且该位置配合较为稳定,对主销后倾角没有影响,对整车行驶跑偏的影响可以忽略不计。
       

汽车行驶跑偏的研究

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        5.主销内倾角对整车影响
        从车辆正面看转向轴中心线与垂直线所成的夹角为主销内倾角(如图6所示),向内为+,向外为-;使车重平均分布在轴承上,保证转向后的自动回正力和直线行驶稳定性;若内倾角为0,则车轴会产生很大的横向切应力,导致车轴受损,转向也会变的沉重,内倾角一般设定在7°~13°,不可调整。通过对试验车型的研究,试验车型前减振、悬挂等为设计固定,装配后不易调整,且该位置配合较为稳定,对主销后倾角没有影响,对整车行驶跑偏的影响忽略不计。
       

汽车行驶跑偏的研究

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        轮胎气压影响
        轿车的轮胎气压一般要求在1.8~2.5MPa,轮胎气压的高低对整车跑偏存在较大影响。图7中的试验为单个或侧面车轮的气压变化(上升、下降),在其它车轮气压不变的情况下对整车行驶方向及跑偏的影响,气压调节范围:1.8~2.5MPa。通过对试验车型的试验结果来看,两前轮气压的上升和下降对于整车行驶跑偏影响较大,特别是在左前轮气压上升和右前轮气压在下降的情况下,造成的行驶跑偏是不可接受的范围,必须保证两前轮气压的准确性。
       

汽车行驶跑偏的研究

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        轮胎平衡块对整车影响
        将试验车型的各单轮平衡块逐一拆下,分析其对整车行驶的影响,此外还进行单侧平衡块对整车行驶影响的试验分析。从试验的结果来看,各单个、单侧车轮平衡块的变化对整车行驶跑偏的影响可忽略不计。但以上因素的公差积累,会产生最终性的跑偏变化。在以上部分试验中,也发现四轮参数的前后(底盘形变)变化,主要表现在四轮重要参数前束和外倾上的变化,对行驶直接产生影响。四轮定位是检查、调整车辆静态的一个过程,对于车辆运动中的跑偏问题,还有部分四轮无法控制或检测的内容,共同决定着车辆的运动状态。大多数跑偏可以通过四轮的调整来解决或减少跑偏量,如图8所示。通过对各因素引起汽车行驶跑偏的机理分析和实例验证,对测量数据的处理和分析后,可得出如表所示的结论。
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