庾蕙敏

摘要：以一個(gè)售后維修案例為切入點(diǎn)，闡述了汽車行駛跑偏的故障診斷方法，分析了由于高度閥的安裝誤差問題使汽車產(chǎn)生高速行駛跑偏和制動(dòng)跑偏的原因，同時(shí)介紹了空氣懸掛系統(tǒng)的日常檢修方法。通過以上闡述，希望對(duì)客車空氣彈簧懸架系統(tǒng)檢修、案例教學(xué)提供一定的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：空氣彈簧懸架；故障診斷；檢測(cè)方法

中圖分類號(hào)：TB文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：16723198（2015）04015903

0引言

汽車懸架是車架（或車身）與車軸（或車輪）之間的彈性聯(lián)結(jié)裝置的統(tǒng)稱。它的作用是彈性地連接車橋和車架（或車身），緩和行駛中車輛受到的沖擊力；保證貨物完好和人員舒適；衰減由于彈性系統(tǒng)引起的振動(dòng)，使汽車行駛中保持穩(wěn)定的姿勢(shì)，改善操縱穩(wěn)定性；同時(shí)懸架系統(tǒng)承擔(dān)著傳遞垂直反力，縱向反力（牽引力和制動(dòng)力）和側(cè)向反力以及這些力所造成的力矩作用到車架（或車身）上，以保證汽車行駛平順；并且當(dāng)車輪相對(duì)車架跳動(dòng)時(shí)，特別在轉(zhuǎn)向時(shí)，車輪運(yùn)動(dòng)軌跡要符合一定的要求，因此懸架還起到使車輪按一定軌跡相對(duì)車身跳動(dòng)的導(dǎo)向作用。懸架結(jié)構(gòu)形式和性能參數(shù)的選擇合理與否，直接對(duì)汽車行駛平順性、操縱穩(wěn)定性和舒適性有很大的影響。

1懸架系統(tǒng)的檢修案例

本案例是針對(duì)一輛GLK6120D型大客車出現(xiàn)行駛和制動(dòng)跑偏的故障，通過各種影響因素的分析、檢測(cè)和診斷，查明了故障原因在于空氣懸掛系統(tǒng)的安裝參數(shù)失調(diào)，經(jīng)調(diào)整后故障得到了徹底的排除。最后闡述了空氣懸架的結(jié)構(gòu)和自動(dòng)調(diào)平的工作原理。

1.1故障現(xiàn)象

一輛2005年生產(chǎn)的GLK6120D型大客車，已行駛了8萬(wàn)多公里，司機(jī)反映在汽車高速公路上行駛時(shí)，車速約超過90km/h以上時(shí)，便出現(xiàn)了行駛和制動(dòng)向右跑偏的現(xiàn)象，嚴(yán)重地影響了行車安全。

1.2案例車型技術(shù)特性

1.2.1GLK6120D客車懸架的結(jié)構(gòu)

GLK6120D型客車的其前、后懸掛系統(tǒng)均為空氣彈簧〔氣囊〕，氣囊內(nèi)的高壓空氣來自于制動(dòng)系統(tǒng)的空氣壓縮機(jī)，由單獨(dú)的貯氣筒供氣，利用高度調(diào)節(jié)閥（調(diào)平閥）來控制進(jìn)氣量，從而進(jìn)一步調(diào)整空氣彈簧的剛度和高度，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1客車懸架的結(jié)構(gòu)前懸掛的左右側(cè)各采用1個(gè)空氣彈簧，氣囊的上部固定在車架上，下部通過底座安裝在車橋上，車橋則采用縱向拉力桿和橫向穩(wěn)定器與車架連接，左右側(cè)氣囊共用一個(gè)高度調(diào)節(jié)閥，高度調(diào)節(jié)閥安裝在車架上，控制桿由調(diào)整連桿與車橋連接，用以實(shí)現(xiàn)車身高度的調(diào)整。

此外，前懸掛還設(shè)有一只壓力開關(guān)，用以人工控制高度調(diào)節(jié)閥的工作，進(jìn)一步調(diào)整左右前氣囊的上、下高度，壓力開關(guān)位于駕駛室儀表上，由駕駛員操縱。

后懸掛左右側(cè)各采用兩個(gè)空氣彈簧，其上部固定在車架上，底座安裝在與后橋固定在一起的支架上。它只承受垂直方向的作用力。后橋由四根拉力桿與車架相連，用以傳遞牽引力、制動(dòng)力和其它力矩。拉力桿的上面和橫向扭力桿一起保證了車輛的橫向穩(wěn)定。每側(cè)配有一個(gè)調(diào)平閥，安裝在車架的兩側(cè)，調(diào)平閥控制桿由調(diào)整連桿與車橋連接。

1.2.2高度調(diào)節(jié)閥的工作原理

高度調(diào)節(jié)閥的作用是通過控制桿與連桿的參數(shù)調(diào)節(jié)，控制氣囊內(nèi)壓縮空氣的壓力，進(jìn)一步控制懸掛的剛度和汽車的高度，以滿足汽車行駛的安全性、平穩(wěn)性、通過性以及提高機(jī)件壽命的要求，工作原理如圖2所示。

圖2高度調(diào)節(jié)閥的工作原理（1）負(fù)載平衡時(shí)。

負(fù)載平衡時(shí)如圖2a所示，其控制桿處于水平位置，調(diào)平閥活塞處于閥的中間位置，進(jìn)氣閥和排氣閥都保持閉合狀態(tài)，壓縮空氣不能進(jìn)入也不能排出，維持氣囊的充氣壓力，空氣彈簧的高度處于標(biāo)準(zhǔn)高度。

（2）負(fù)載增加時(shí)。

負(fù)載增加時(shí)，氣囊被壓縮，如圖2b所示，縮短了車橋與車架間的距離，調(diào)整連桿將控制桿推向上方，帶動(dòng)撥叉軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，固定在軸上的撥叉則撥動(dòng)尼龍?zhí)讓⒂颐娴膹椈蓧嚎s。左面的尼龍?zhí)自趶椈傻淖饔孟卵貙?dǎo)向桿右移，推動(dòng)搖臂一起向右，搖臂的頂端則推動(dòng)活塞向右移動(dòng)，直到活塞與進(jìn)氣閥的閥桿接觸，打開進(jìn)氣閥。這時(shí)來自儲(chǔ)氣筒的壓縮空氣經(jīng)進(jìn)氣閥沿調(diào)平閥內(nèi)的通道進(jìn)入氣囊，使氣囊升高至設(shè)定的高度為止。

這時(shí)，高度調(diào)節(jié)閥內(nèi)的活塞、搖臂、撥叉也恢復(fù)到中間位置，因此進(jìn)氣閥被彈簧推回到關(guān)閉位置。

（3）負(fù)載減少時(shí)。

負(fù)載減少時(shí)，氣囊升高，如圖2c所示，車橋與車架間的距離增大，調(diào)整桿將控制桿向下拉，打開了調(diào)平閥的排氣閥，氣囊內(nèi)的部分壓縮空氣從排氣口排出，氣囊的高度隨之下降至設(shè)定的高度為止。

1.3分析有關(guān)的影響因素

行駛跑偏與制動(dòng)跑偏之間有著一定的內(nèi)在聯(lián)系，如果行駛跑偏的話，制動(dòng)也肯定跑偏；如果制動(dòng)跑偏的話，有時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生行駛跑偏，具體要看引發(fā)跑偏的原因。

1.4汽車的初步檢查

經(jīng)察看整車的外觀，總體來講該車保養(yǎng)得還比較好，未發(fā)現(xiàn)有碰撞的痕跡，表明所反映的故障是內(nèi)生性的，應(yīng)從客車的內(nèi)部找原因。

根據(jù)上述的有關(guān)影響因素，決定先檢查輪胎氣壓、花紋、前后輪軸距和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

經(jīng)檢測(cè)：所有輪胎氣壓處于0.44～0.46MPa之間，未超出0.43～0.48MPa的允許范圍；左右側(cè)的軸距差為5mm，未超出10mm的限值，基本上符合設(shè)計(jì)要求。

轉(zhuǎn)向盤自由間隙不大于3°、橫直拉桿無(wú)松曠和發(fā)卡、轉(zhuǎn)向助力器工作正常，表明轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作也基本正常。

1.5制動(dòng)力的檢測(cè)

為了少走彎路，提高診斷效率，避免未確診前的亂拆亂卸。決定先進(jìn)行制動(dòng)力和側(cè)滑量檢測(cè)，以便對(duì)癥下藥。

1.5.1前軸和整車制動(dòng)力的檢測(cè)

制動(dòng)力的檢測(cè)是在制動(dòng)力試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行。按國(guó)標(biāo)GB7258-2004的要求，制動(dòng)力的檢測(cè)分為整車總制動(dòng)力和前軸制動(dòng)力2項(xiàng)，在空載狀態(tài)下，整車總制動(dòng)力應(yīng)不小于整車總重的60%；前軸制動(dòng)力應(yīng)不小于前軸軸荷的60%。通過制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)測(cè)得結(jié)果見表1。

表1空載制動(dòng)力檢測(cè)結(jié)果

項(xiàng)目空載

總質(zhì)量整車

制動(dòng)力空載

前軸軸荷前軸

制動(dòng)力測(cè)定值13950 kg89000 N4950kg30440 N制動(dòng)力的比值63.8%61.5%由表1可以看出，空載時(shí)整車和前軸的制動(dòng)力與荷重的比值均大于60%，符合國(guó)標(biāo)規(guī)定。

1.5.2左右輪制動(dòng)力平衡性的檢測(cè)

對(duì)于左右輪制動(dòng)力平衡性的要求，按國(guó)標(biāo)GB7258-2004的規(guī)定是以左、右輪制動(dòng)力的差值與其中制動(dòng)力較大者的比值來衡量，前軸不能大于20%、后軸不能大于24%。檢測(cè)結(jié)果見表2。

表2空載前、后軸左右輪制動(dòng)力的平衡性

項(xiàng)目前軸（空載）后軸（空載）左輪制動(dòng)力右輪制動(dòng)力左輪制動(dòng)力右輪制動(dòng)力測(cè)定值15725 N14731 N30724 N27836 N左右輪制動(dòng)力

的平衡性6.32%9.40%由表2可以看出，空載時(shí)，前軸左、右輪制動(dòng)力平衡性為6.32%，小于20%；后軸左、右輪制動(dòng)力平衡性為9.40%，小于24%，兩者均符合要求，應(yīng)該不會(huì)引起制動(dòng)跑偏。

1.6汽車側(cè)滑量的檢測(cè)

側(cè)滑量的檢測(cè)是判斷汽車是否存在行駛跑偏的基本依據(jù)之一，國(guó)家規(guī)定商用車的側(cè)滑量不得大于6m/km。

側(cè)滑量在側(cè)滑試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行，測(cè)得汽車的側(cè)滑量為7.2m/km，向右側(cè)偏離，可見該車的側(cè)滑量明顯偏大。

通過上述檢測(cè)，表明該車行駛和制動(dòng)跑偏的問題實(shí)質(zhì)是由于行駛跑偏而引發(fā)了制動(dòng)跑偏。

1.7懸架調(diào)平閥的調(diào)整和故障的排除

接著下來影響汽車行駛跑偏的問題便縮小到前輪定位參數(shù)和懸架調(diào)整參數(shù)了。根據(jù)先易后難的原則，決定先復(fù)查懸架調(diào)平閥的安裝參數(shù)。

由于該車是配用空氣囊懸架的高檔客車，平順性好、維修技術(shù)要求高。懷疑該車在使用過程中，氣囊懸架參數(shù)失調(diào)，特別是調(diào)平閥高度的調(diào)整有問題，因?yàn)檎{(diào)平閥控制桿、連桿的調(diào)整參數(shù)好壞將直接影響到車輛的行駛性能，汽車行駛的平穩(wěn)性和安全性，并且會(huì)縮短機(jī)件的壽命。

將車開到舉升臺(tái)上，檢查車輪和懸架系統(tǒng)，重點(diǎn)檢測(cè)調(diào)平閥的安裝參數(shù)，必要時(shí)予以調(diào)整。

經(jīng)檢查，左右推力桿及橫向穩(wěn)定桿的連接無(wú)松曠，輪轂軸承轉(zhuǎn)動(dòng)靈活、無(wú)軸向和徑向松動(dòng)現(xiàn)象，左右減振器無(wú)漏油，上下連接無(wú)松曠；氣囊無(wú)破損和泄漏、調(diào)平閥和管路系統(tǒng)密封良好。

再進(jìn)一步檢測(cè)調(diào)平閥的安裝尺寸，結(jié)果如表3所示。

表3調(diào)平閥安裝尺寸的檢查

檢查項(xiàng)目實(shí)測(cè)值mm標(biāo)準(zhǔn)值 mm車身與地面高度前左：330前右：330

后左：360后右：346無(wú)標(biāo)準(zhǔn)值調(diào)平閥控制桿

長(zhǎng)度前調(diào)平閥：190

左后調(diào)平閥：192

右后調(diào)平閥：192前調(diào)平閥：190

后調(diào)平閥：190調(diào)平閥連桿

高度前調(diào)平閥：149

左后調(diào)平閥：158

右后調(diào)平閥：151前調(diào)平閥：150mm

后調(diào)平閥：150mm由表3可以發(fā)現(xiàn)，前、后調(diào)平閥控制桿的長(zhǎng)度基本處于標(biāo)準(zhǔn)值范圍，但前、后調(diào)平閥控的高度則誤差較大。左、右后調(diào)平閥的高度分別為158mm和151mm，比標(biāo)準(zhǔn)值高8～1mm，因而造成車身后部與地面的高度誤差較大，而前調(diào)平閥的高度則基本符合要求。決定將調(diào)平閥控制桿的長(zhǎng)度校正為190mm，前、后調(diào)平閥連桿的高度校正為150mm。

經(jīng)上述調(diào)整后，車身與地面高度均勻，路試檢驗(yàn)，行駛和制動(dòng)跑偏的現(xiàn)象消失，方向平穩(wěn)，效果良好，故障得到了徹底的排除。

2空氣懸掛系統(tǒng)的日常檢查

隨著道路交通條件的不斷改善，汽車行駛速度的不斷提高，不僅乘用車，商用車、貨車以100km/h以上速度行駛也很常見。所以，汽車在高速行駛狀態(tài)下，其行駛安全性越來越受到重視。影響安全性的因素很多，但主要是制動(dòng)性和操縱穩(wěn)定性，而這兩者與汽車懸架有著重要關(guān)系。如果汽車懸架出現(xiàn)故障，會(huì)出現(xiàn)側(cè)傾、制動(dòng)跑偏、轉(zhuǎn)向盤擺振、車身嚴(yán)重振動(dòng)等現(xiàn)象，這些都危及汽車的行駛安全。研究表明，當(dāng)汽車懸架系統(tǒng)減振器阻尼下降至原設(shè)計(jì)值的20%以下時(shí)，車輪離地概率劇增，汽車的操縱穩(wěn)定性惡化。

因此，對(duì)汽車懸架進(jìn)行快速的檢驗(yàn)，及時(shí)了解懸架性能，在必要時(shí)進(jìn)行維修保養(yǎng)，以保證汽車的行駛安全。

（1）目視檢查空氣彈簧是否充氣充足、均勻；

（2）懸架高度是否正常、系統(tǒng)有無(wú)泄漏；

簡(jiǎn)易的檢查方法是：把處于良好狀態(tài)下的車輛停放在水平地面上，測(cè)量車輪中心至其上方車身上易于確定的固定點(diǎn)的距離，并分別記錄好左右側(cè)數(shù)據(jù)，以后每次檢查時(shí)，只需把車停在平地，測(cè)量檢查數(shù)據(jù)沒有較大的變化時(shí)，說明懸架高度正常，系統(tǒng)無(wú)漏氣。一般空氣懸架系統(tǒng)的供氣壓力保持在0.06KPa左右，超過006KPa時(shí)壓力保護(hù)閥才開啟，因此應(yīng)在系統(tǒng)氣壓大于0.07KPa時(shí)再檢查懸架高度。

（3）急加速時(shí)仰頭較大、急剎車時(shí)前傾較大，或連續(xù)行駛后，用手觸摸減振器外表，溫度較低，說明可能減振器失效；

（4）拆下減振器將其直立，并把下端連接環(huán)夾于臺(tái)鉗上，用力拉壓減搌桿數(shù)次，此時(shí)應(yīng)有穩(wěn)定的阻力，往上拉的阻力應(yīng)大于向下壓的阻力，若阻力過大，應(yīng)檢查活塞桿是否彎曲。若阻力過小或無(wú)阻力，可能是減振器內(nèi)部缺油或閥門零件損壞，應(yīng)進(jìn)行修復(fù)或更換。

3結(jié)論

空氣懸掛具有很多優(yōu)勢(shì)，最重要的一點(diǎn)就是空氣懸掛彈簧的彈性系數(shù)也就是彈簧的軟硬能根據(jù)需要自動(dòng)調(diào)節(jié)。

高速行駛時(shí)懸掛可以變硬，以提高車身穩(wěn)定性；而長(zhǎng)時(shí)間低速行駛時(shí)，控制單元會(huì)認(rèn)為正在經(jīng)過顛簸路面，進(jìn)而調(diào)節(jié)懸掛變軟來提高舒適性。

高速過彎時(shí)，外側(cè)車輪的空氣彈簧和減震器就會(huì)自動(dòng)變硬，以減小車身的側(cè)傾，在緊急制動(dòng)時(shí)電子模塊也會(huì)對(duì)前輪的彈簧和減震器硬度進(jìn)行加強(qiáng)以減小車身的慣性前傾。這不僅使車子擁有更高的操控極限和舒適度，還進(jìn)一步提升了安全性能。

空氣懸掛還可將傳統(tǒng)的底盤升降技術(shù)融入其中。車子高速行駛時(shí)，車身高度會(huì)自動(dòng)降低，從而提高貼地性能，以確保良好的高速行駛穩(wěn)定性并降低風(fēng)阻和油耗。慢速通過顛簸路面時(shí)，底盤會(huì)自動(dòng)升高，以提高通過性能。

由此可見隨著汽車空氣懸掛系統(tǒng)的日漸廣泛使用，空氣懸掛系統(tǒng)的故障檢修需求也會(huì)日漸增加，空氣懸掛系統(tǒng)的故障檢修的案例教學(xué)也必須與時(shí)俱進(jìn)。

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