【相关知识】
汽车行驶系统的结构形式因车型及行驶条件不同而不同,不同形式的行驶系统其基本组成有所不同。大多数汽车采用轮式行驶系统,其结构特点是通过轮胎直接与地面接触,通过车轮支承整个车辆,并通过车轮的滚动驱动汽车行驶。
行驶系统的功用如下:
①接受发动机经传动系统传来的力矩,利用驱动车轮与路面之间的附着作用产生驱动力来保证汽车行驶。
②支承全车并传递和承受各种力、力矩。
③缓和冲击、衰减振动,保证汽车行驶的平顺性。
④保证车轮相对车架的运动轨迹,实现汽车行驶方向的正确控制,保证汽车操纵稳定性。
轮式行驶系统一般由车架(或承载式车身)、车桥(前后车桥)、车轮和悬架(前后悬架)等组成,如图4.18 所示。车架是全车装配与支承的基础,它将汽车的各相关总成连接成一个整体,并与行驶系统共同支承汽车的质量。车轮与车架分别安装在前桥和后桥上,支承着车桥和汽车。为了减少汽车在行驶中受到的各种冲击与振动,车桥与车架之间通过弹性系统(悬架)进行连接。
汽车行驶系统的类型有轮式、半履带式、全履带式和车轮—履带式等类型。行驶系统常见的维护项目主要有悬架系统的维护、轮胎的维护、四轮定位的检测与调整等。
图4.18 轮式行驶系统的组成和受力情况
1—车架;2—驱动轮悬架;3—驱动桥;4—驱动轮;5—从动轮;6—从动桥;7—从动轮悬架
【任务实施】
1.悬架系统的维护
(1)汽车倾斜情况的检查
将汽车平稳地停在举升机上,使各轮胎气压保持一致,目测汽车是否有倾斜,如图4.19所示。
(2)减振器减振力检查
通过上下揺动车身确定减振器的缓冲力大小,并检查车身停止揺动需要的时间,该时间应尽量少,如图4.20 所示。
图4.19 检查汽车倾斜情况
图4.20 减振器减振力检查
(3)减振器的检查
①目视检查前/后减振器有无漏油、压痕或衬套上的其他损坏;检查支座端是否有损伤。如有损伤部件应更换,如图4.21 所示。
②压减振器所处的车身,看此部位上下运动的频率。如果运动频率过快、运动幅度太大,说明此减振器已经失效。
③路面上行驶测试。在不好的路面上,如发现车身上下运动异常,说明减振器基本失效。
图4.21 减振器
(4)检查车轮轴承的工作情况
举升车辆,用手上下、左右扳动轮胎,检查有无旷动情况。旋转车轮,检查有无异响,如有,则表明轴承磨损过多,如图4.22 所示。
图4.22 车轮轴承检查
(5)检查车桥和悬架连接
车桥与悬架系统各部分之间的连接应良好,无松动现象。检查悬架球节有无润滑脂泄漏,检查球节防尘罩有无裂纹或其他损坏。
2.轮胎的维护
(1)磨损检查
每10 000 km 或6 个月检查一次。如果轮胎胎面花纹深度达到1.6 mm,轮胎表面的轮胎磨损标志就会出现。它表明轮胎已磨损到极限,需要更换轮胎,如图4.23 所示。
图4.23 轮胎磨损标记
(2)气压检查与补充
轮胎气压过低或过高都会缩短轮胎使用寿命,甚至造成行驶中轮胎爆破而酿成重大事故。轮胎的气压应按照该车型汽车使用说明书上规定的标准气压执行(包括备胎),也可以查看该车燃油箱盖内侧规定的标准并以此执行,如图4.24 所示。如果轮胎气压过低,应进行充气,如图4.25 所示。
图4.24 燃油箱盖内胎压标准
图4.25 测量轮胎气压
轮胎充气时应注意以下问题:
①注意安全。充气中应随时用气压表检查气压,以免因充气过多,造成轮胎爆破。
②注意胎温。刚行驶的车辆须等轮胎散热后再充气,因车辆行驶时的胎温会上升,对气压有影响。
③注意检查气门嘴。气门嘴和气门芯如果配合不平整,有凸出凹进的现象及其他缺陷,都不便充气和测量气压。
④注意清洁。充入的空气不能含有水分和油液,以防内胎橡胶变质。
⑤注意充气标准。不能超标准充气,否则会促使帘线过度伸张,引起其强度降低,影响轮胎的寿命。
(3)气门嘴漏气情况检查
用手旋下轮胎气门嘴的防尘帽,将轮胎气压加到规定要求,再在气门嘴上涂抹一层肥皂水。目视检查气门嘴是否存在漏气现象,如图4.26 所示。
(4)胎面检查
经常检查轮胎胎面有无破损,沟槽间有无异物嵌入。如轮胎表面有裂纹、变形等缺陷,应及时更换。如有异物嵌入应及时清除。
(5)轮圈检查
检查轮胎钢圈有无变形、腐蚀及裂纹等损坏情况,如果存在,应更换轮胎,如图4.27所示。
图4.26 检查气门嘴漏气情况
图4.27 检查轮圈情况
(6)轮胎异常磨损的检查
轮胎的磨损主要是由于轮胎与地面间滑动产生的摩擦力造成的。汽车起步、转弯及制动等行驶条件不断变化、转弯速度过快、起步过急、制动过猛等,造成轮胎的磨损就快。另外,轮胎的磨损还与汽车的行驶速度有关,行驶速度越快,轮胎磨损越严重。路面的质量直接影响轮胎与地面的摩擦力,路面较差时,轮胎与地面滑动加剧,会加快轮胎的磨损。以上情况产生的轮胎磨损,基本上是均匀的,属于正常磨损。若轮胎使用不当或前轮定位不准,将产生故障性不正常磨损,见表4.1。
表4.1 轮胎异常磨损情况
①胎肩处迅速磨损。这主要是轮胎长时间气压不足所致,而胎压不足可凭外观检视便一目了然。胎压严重不足时,外胎能在轮辋上窜动,内胎很快损坏。胎压不足,会加大汽车行驶时的滚动阻力,使油耗大幅度增加。另外,轮胎也很容易发热。胎温增高,导致外胎脱层、帘布层分离。特别是在重荷、高速和环路上行驶时,胎温升高更为显著,轮胎常常发生过热爆裂。
当胎肩严重磨损、车速超过某一速度时将会发生“驻波”现象或雨天发生“水滑”现象,从而招致车祸。
②胎面中央迅速磨损。这主要是轮胎长时间气压过高所致。轮胎气压过高,不仅破坏乘坐舒适性,而且由于轮胎的接地印迹小,单位接地面积的压力增大,使得胎冠中部加剧磨损;胎体内的帘线受到过度应力,当汽车驶过障碍物时,将不能承受高负荷,很易断裂。但最为令人害怕的是,汽车行驶稳定性下降、驾驶条件恶化(增加驾驶员的疲劳和造成神经紧张),这也是制动时制动力不足的一个原因。
③胎面干裂。这多为充气不足、橡胶老化、长时间的日晒雨淋或超速所致。
④胎面单侧面边缘磨损和胎面磨损成羽状斜面。这多为前轮外倾超差或前束调整不当所致。转向车轮的稳定性主要与转向车轮和主销的装配角度有关,其次与轮胎的横向弹性有关。前轮定位调整不正确,不仅会引起轮胎的异常磨损,而且对行驶安全也很不利,行驶中车轮稍受外力作用,时常会出现前轮摆振(转向盘抖动、向一方夺转向盘)、转向盘回正不良、转向操纵力增大以及制动跑偏等异常情况。
⑤胎面局部磨出秃点。这多为车轮动不平衡所致。
⑥扇形磨损。这主要是轮胎缺少换位或悬挂位置外倾所致。轮胎是一种消耗品,使用一段时间后,应予以更换。但四轮同时更换很不经济,合理的做法应是以一个备用轮胎与另外4 个轮胎进行定期换位,交替使用。
⑦胎面某一部位早期严重磨损。这多为经常紧急制动、冲撞障碍物或急剧起步所致。
⑧单侧锯齿状磨损。这主要是经常频繁紧急制动所致。
(7)轮胎的换位
为了防止轮胎偏磨损,延长轮胎的使用寿命,每行驶10 000 km 时按图4.28 所示或图4.29所示顺序变换轮胎的位置。
图4.28 备胎同时更换的换位方式
图4.29 轮胎的换位方式
进行轮胎换位时应注意以下几点:
①轮胎换位应结合二级维护周期进行,换位的方法选定后,不应再随意变动。
②对有方向性花纹的轮胎,换位后不能改变旋转方向。
③轮胎换位后,应按规定重新调整轮胎气压。
④若行驶路面拱度较大或在炎热季节,轮胎磨耗差别较大时,可增加换位次数。
(8)轮胎在使用中应注意的事项
①保持气压正常。轮胎充气压力是决定轮胎使用寿命和工作好坏的主要因素。轮胎制造厂在设计各种规格的轮胎时,都规定了其最大负荷量和相应的充气压力。使用时应按轮胎规定的气压标准进行充气,否则将造成轮胎早期磨损和损坏。
气压过低时,胎体变形增大,造成内应力增加,并过度升热升温;胎面接触面积增大,磨损加剧,特别是胎肩的磨损加剧;滚动阻力增大,燃料消耗增加;双胎中一胎气压过低还会使另一胎超载损坏。气压过高时,使胎冠部分磨损加剧,动载荷增大,易产生胎冠爆破。
②严禁轮胎超载。当汽车超载或装载不均衡时,便引起轮胎超载。轮胎超载时对轮胎损坏影响较大。超载行驶时,轮胎变形增大, 帘布和帘线应力增大,容易造成帘线折断、松散和帘布脱层。同时,因为接地面积增大,增加胎肩的磨损,尤其在遇障碍物时受到冲击,会引起爆破。所以要注意货物装载平衡,防止车辆行驶时发生货物移动及倾斜。
③掌握车速,控制胎温。随着车速的增加,轮胎的变形频率、胎体的振动也随之增加。当车速达到某一速度时,使轮胎的工作温度和气压升高,加速老化。一定要坚持中速行驶,胎体温度不得超过100 ℃。夏季行驶应增加停歇次数,如轮胎发热或内压增高应停车休息散热。严禁放气降低轮胎气压,也不要泼冷水。
④合理搭配轮胎。轮胎应按照车型配装,并根据行驶地区道路条件选择适当的胎面花纹。要求在同一轴上装用厂牌、尺寸、帘线层数、花纹、磨耗程度相同的轮胎。同一名义尺寸的不同厂牌的轮胎,其实际尺寸有所差别,轮胎尺寸大小不一致,会产生高低不一,承受负荷不均衡,附着力不一样,磨耗不均匀等现象。胎面花纹不同与地面附着系数不同,同样会造成磨耗程度的差别,还会使制动和转向性能变坏。
应尽量实行整车换胎,搞好轮胎换位。备胎是临时替用,且长时间挂在车上,橡胶易老化,应选择质量相当、花纹一致的同类旧胎或翻新胎。翻修胎在使用中,应注意其质量等级。翻修胎一般都装在后轴上使用,前轴上装新胎或质量可靠的甲级翻新胎,以确保行车安全。
⑤精心驾驶车辆。不正确或不精心驾驶汽车,都能使轮胎使用寿命急剧缩短。为此驾驶汽车时应做到:起步平稳、加速均匀、中速行驶、选择路面、减速转向少用制动。
⑥做好日常维护。日常维护包括出车前、行车中和收车后的检视,主要是检视轮胎气压是否符合规定;检查轮胎螺母有无松动;清理轮胎夹石和有无不正常的磨损和损伤,并及时消除造成不正常磨损和损伤的因素。
⑦保持汽车技术状况良好。保持车况完好,尤其是底盘机件技术状况良好,是防止轮胎早期损坏的有效措施。当底盘机件装配不当或出现故障时,轮胎不能平稳滚动,产生滑移、摆振,使轮胎遭到损坏;机件漏油时,会使油滴落到轮胎上侵蚀橡胶也会造成轮胎早期损坏。
3.轮胎平衡检测
车轮的平衡度对汽车的转向和行驶性能影响很大,如果车轮不平衡,则在其高速旋转时,不平衡质量将引起车轮上下跳动和横向振摆,不仅影响汽车的行驶平顺性、乘坐舒适性和操纵稳定性,而且车辆难以控制,影响汽车的行驶安全。
1)车轮静不平衡和动不平衡
车轮不平衡表现为静不平衡和动不平衡。
(1)车轮静不平衡(www.xing528.com)
支起车轴,调整好轮毂轴承预紧度,用手轻轻转动车轮,使其自然停转。停转后在车轮离地最近处作一明显标记,然后多次重复上述试验,如果每次试验标记都停在离地最近处,则车轮静不平衡。车轮上所作的标记点称为不平衡点或垂点。反之,若车轮经几次转动自然停转后所作标记的位置各不一样,或强迫停转消除外力后车轮不再转动, 则车轮是静平衡的。
静平衡的车轮,其重心与旋转中心重合;而静不平衡的车轮,其重心与旋转中心不重合, 在旋转时产生离心力。
车轮静不平衡将引起轮胎异常磨损,旋转时造成跳动,使前轮出现摆振现象,当左、右前轮的不平衡质量相互处于180°位置时,前轮摆振最为严重。
(2)车轮动不平衡
静平衡的车轮由于质量分布相对车轮纵向中心面不对称,也可能造成动不平衡,如图4.30 所示。静平衡而动力不平衡点的离心力合力为零,而离心力的合力矩不为零,旋转时产生方向反复变动的力偶,使车轮处于动不平衡中。
动不平衡的前轮绕主销摆振,而动平衡的车轮肯定是静平衡的,因此,对车轮应主要进行动平衡检测。
2)车轮不平衡的故障原因分析
①轮毂、制动鼓(盘)加工时定心定位不准、加工误差大、非加工面铸造误差大、热处理变形、使用中变形或磨损不均。
图4.30 车轮平衡示意图
②轮胎螺栓质量不等。
③轮辋质量分布不均或径向圆跳动、端面圆跳动太大。
④轮胎质量分布不均、尺寸或形状误差过大、使用中变形或磨损不均。
⑤使用翻新胎或垫、补胎。
⑥并装双胎的充气嘴未相隔180°安装,单胎的充气嘴未与不平衡点标记相隔180°安装(经过平衡试验的新轮胎,往往在胎侧标有红、黄、白或浅蓝色的口、△、 〇、◇符号,用来表示不平衡点位置)。
⑦轮毂、制动鼓(盘)、轮胎螺栓、轮辋、内胎、衬带、轮胎等组装成车轮后,累计的不平衡质量或形位误差过大,破坏了原来的平衡。
3)车轮平衡的检测方法
通常采用车轮动平衡仪来检测车轮的平衡度,而车轮动平衡仪又分为离车式和就车式,两种动平衡仪的检测原理及安装、调整方式均不相同。以MD-999-USA 型车轮动平衡测试仪为例,介绍动平衡仪的使用及车轮平衡的检测方法。
MD-999-USA 型车轮动平衡测试仪属于离车式车轮动平衡仪,其控制面板如图4.31所示。
图4.31 MD-999-USA 型车轮动平衡测试仪控制面板
(1)控制面板及按键功能
①车轮外侧不平衡质量显示。
②车轮内侧不平衡质量显示。
③车轮外侧不平衡位置显示。
④“ALU”铝合金轮辋平衡程序选择显示。
⑤车轮内侧不平衡位置显示。
⑥车轮安装后轮辋肩部与机体距离输入键,用“ +”“ -”键,在“0 ～6”调节。
⑦被平衡车轮宽度输入显示键,按下“ +”“ -”键,在“3.5 ～12”调节。
⑧被平衡车轮直径输入显示键,按下“ +”“ -”键,在“10 ～21”调节。
⑨“START”启动键,每次使用必须按下此键。
⑩“ALU”铝合金轮辋平衡程序专用键,共有4 种不同位置的平衡块可供选择。
“TEST”为检测键,用于自动校准,可编字符输入等。
STATIC”为静态平衡专用键,用于测量静态不平衡值。
“ +”为增量键,按下此键,使被平衡车轮直径、宽度或距离值增加。
“ -”为减量键,按下此键,使被平衡车轮直径、宽度或距离值减小。
“ <5”为小于5 g 不平衡显示键,平衡完毕,按下此键,可了解小于5 g 不平衡值。
“STOP”为急停键,在车轮动平衡检测过程中若出现意外,按下此键,使电机停转。
(2)操作步骤
①仪器功能自动检测。打开仪器电源开关,按下“START”键,传动部分开始运转。1 s后再按下“TEST”键,此时显示板会顺序显示“888”及全部点阵符,6 s 后会熄灭并自动再显示一遍,此时说明电脑及显示器工作正常。
②安装车轮。如图4.32 所示,选择与此被平衡车轮轮辋内孔相对应的锥体,依次装好弹簧、锥体、车轮、压盖,用快速螺母锁紧。也可以按如图4.33 所示的锥体反向装入法进行,需要特别注意的是,无论哪种方法,快速螺母一定要锁紧,防止在车轮旋转过程中窜动。
图4.32 轮胎安装示意图
图4.33 锥体反向装入法示意图
③车轮动平衡检测。
a.安装好车轮,打开机箱右侧的电源开关,显示板会显示出“MD-999-USA”。
b.用专用卡规测量出被平衡车轮轮辋的直径和宽度,分别按下8、7 键,面板即显示出一个初始数值,再按下“ +”或“ -”键使之显示出。实际测量轮辋的直径和宽度值。
c.拉出测量标尺,测量出轮辋肩部到机箱的距离,按照标尺的读数,按下6 键,在面板1的位置显示轮辋肩部到机箱的距离初始值,再按下“ +”或“ -”键使之显示出实际测量值。
d.按下“START”键,此时平衡采样开始,传动部分带动车轮旋转,待自动停稳后,其结果即显示在显示板上。在显示板上,车轮的外侧不平衡量由面板上的“1”显示,内侧不平衡量由“2”显示, 比较面板上的“1”和“2”所显示的数值,优先对失重较大的一侧进行平衡。
e.查找外侧不平衡量的位置,可用手缓慢地转动车轮,面板“3”上的字符会提示车轮旋转方向,当面板“1”出现“点阵符”同时会听到制动的声音时,即停止转动车轮,此时,垂直于轴线上方的外侧轮辋位置,是应配质量的位置。找出相对应质量的平衡块,打在相应的位置上。查找内侧不平衡量位置的方法与此相同,只是要根据面板“5”提示的方向观察面板上的“2”处。因为被平衡车轮并不是一个等力矩的圆,所以第一次配加平衡块后会产生一个新的不平衡量,一般需要进行1 ～2 次调整才可平衡到10 g 以下。当不平衡量小于5 g 时,显示出“00”及“OK”则认为合适。有些情况可凭经验在产生第二次不平衡时,如差10 g 左右,稍微移动一下平衡块的位置即可达到满意的效果。
④车轮静平衡检测。在动平衡检测中显示出不平衡量时,按下“STATIC”键,即显示出静不平衡量。
在面板上,“1”显示出3 条线,“2”显示出静平衡量,“ -3”显示出“ST”,“5”显示出不平衡位置。
静平衡显示不分内外侧,将平衡块加在内、外侧均可。
再次按下“STATIC”键,程序即可复原。
⑤“ALU”铝合金轮辋的平衡方法。
测试方法同动平衡检测,开关打开后,按下“ALU”键,仪器会自动选择标准功能,即和普通轮辋相同的位置。
根据平衡块所加的位置不同,须连续按“ALU”键,选择如图4.34 所示位置相适应的一种功能。图中5 种情况自左向右分别表示以下功能:标准——平衡一般的轮辋时,用弹簧平衡块,将配重加在轮辋边缘;功能1——将黏附平衡块加到轮辋肩部;功能2——用暗藏外部黏附平衡块来平衡;功能3——组合平衡、弹簧平衡块加在外侧,黏附平衡块加在内侧;功能4——组合平衡、黏附平衡块加在外侧,弹簧平衡块加在内侧。
此时,面板“4”处显示的是所选择的功能:“1”或“2”或“3”或“4”。
按照面板“l”与“2”处显示的不平衡量在相应的位置黏附平衡块。
图4.34 铝合金轮辋平衡块黏附位置图
(3)操作注意事项
①操作时一定要精心保护“匹配器”及轴部。
②装卸车轮时,一定要轻拿轻放;安装要牢固可靠,安装不正会引起严重的不平衡。
③每当重新开启电源进行操作时,要重新输入直径、宽度和距机箱距离值。
④本测试中所有测量数据均以英寸为单位。
⑤连接好电源后,一定注意接地线要良好。
4.四轮定位的检测与调整
为了满足高速汽车对操纵稳定性、舒适性及良好的转向特性的要求,现代轿车不仅具有前轮定位,而且还具有后轮定位,即四轮定位。前轮定位包括前轮外倾、前轮前束、主销后倾和主销内倾,是前轴技术状况的重要诊断参数。后轮定位主要有后轮外倾、后轮前束等。车轮定位正确与否直接影响汽车的操纵稳定性、安全性、燃油经济性以及轮胎等有关机件的使用寿命。因此,对高速汽车进行四轮定位检测显得尤为重要,四轮定位仪的使用也越来越广泛。
四轮定位仪是专门用来检测车轮定位参数的设备,其检测项目包括前轮前束、前轮外倾角、主销后倾角、主销内倾角、后轮前束、后轮外倾角、轮距、轴距、转向20°时的前张角、推力角和左右轴距差等,如图4.35 所示。以SUN 汽车四轮定位仪为例,说明四轮定位仪的使用方法及四轮定位参数的检测过程。
SUN 汽车四轮定位仪属于电脑式静态检测车轮定位仪,主要由主机(计算机主机、显示器、打印机)、测试光学机头、传感器连接线、机头固定夹具、四柱举升机等组成。此仪器可以记录有关测试信息,并存储于本机内,以便下次调用;还可以提供有关帮助信息,便于调整和操作。该仪器储存了许多常见车型的四轮定位参数的标准数据,使用者可随时调用,以便与实测数据进行比较,作出正确判断。操作步骤如下:
图4.35 四轮定位的检测项目
①将待测车辆置于四柱举升机上停放平直,车轮位置要合适,拉紧驻车制动。
②在4 只轮胎上分别装上四轮定位机头,接好传感器连接线。
③接通仪器电源,开机进入“SUN”主界面,选择四轮定位测试,系统开始自检。
④按“ENTER”键,发出提示音,显示器出现“SUN”字样。
⑤按“ENTER”键,仪器进入基本功能选择,显示器显示:开始定位操作;设定;定位机操作说明;保养定位机;档案库管理(以上功能可通过上下光标键进行选择)。
⑥选择设定功能,按回车键确定,进入定位机设定选项,此时显示器显示:工作台设定;系统配置设定;修改设定;文字及车辆规格数据库设定;测量单位设定;日期/时间设定(以上功能可通过上下光标键进行选择,按“F6”返回基本功能选择界面)。
⑦选择文字及车辆规格设定,按回车键确认,出现“荧屏文字”和“车辆规格选项”。
⑧选择车辆规格,按回车键确认,进入汽车规格资料库。
⑨选择正确的车辆制造商,按确认键进入车型规格界面。
⑩按“F6”返回基本功能选项,并选择“开始定位机操作”,显示器出现清机指令:开始新的定位(归零),所有定位数值归零;继续现行定位,保存现有数值。
选择开始新定位进入定位功能,显示器出现:高级四轮定位;前轮定位(方向盘可能不正);快速测读;车轮定位故障诊断等选项。
选择高级四轮定位进入系统,并进入顾客登记。
输入顾客相关资料,按回车键确定,进入车辆详细资料界面。
选择相应车辆制造商、汽车年款等选项,按回车键确定。
依次进行定位预备检查、轮胎检查、刹车检查、车底检查等,按回车键进入钢圈补偿。
按“F9”键,进入“SAI”(内倾角)、包容角及后倾角界面。
依提示安装刹车踏板固定器、调平锁紧机头,按回车键进入调平机头。
依次将4 只轮胎的机头调至水平,自动进入测量后倾角及内倾角。
按提示依次向左、右转动方向盘10°左右至仪器自动进入转正前轮。
按提示将方向盘转正,并将所有机头调至水平,自动进入目前工作跑台位置。
按回车键进入下一操作,调平机头;调整完毕后,自动进入下一操作,转正前轮。
将方向盘再次转正并将机头调平,进入后轮测读状态。
按回车键,进入前轮测量准备,调平并锁紧方向盘,调平并锁紧机头。
按“F9”键进入前轮测读状态。
将测读数据与标准数据分析比较,判断是否需要调整。一般仪器能根据数据库数据自动判断。
按帮助中提示的调整部位和方法调整后,再进行测试,直至符合要求为止。
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