丁 理, 李亞妮

(安徽安凱汽車股份有限公司， 合肥 230051)

車輛在行駛過(guò)程中，由于各種原因，需要頻繁地使用行車制動(dòng)系。制動(dòng)跑偏是指車輛制動(dòng)時(shí)與路面無(wú)橫向相對(duì)滑動(dòng)，卻偏離原來(lái)的行駛方向，自動(dòng)地向左或向右行駛，駕駛員無(wú)法控制方向[1-2]。制動(dòng)跑偏若不及時(shí)排除，將嚴(yán)重影響行車安全[3-4]。車輛制動(dòng)跑偏的原因有很多，下面以我公司一款9 m燃?xì)饪蛙嚍槔?，詳?xì)介紹該問(wèn)題的故障現(xiàn)象，逐條分析故障產(chǎn)生的原因，并提出對(duì)應(yīng)的解決方案。

1 故障現(xiàn)象及原因分析

按照GB 7258-2012中要求：客車以30 km/h的初速度制動(dòng)，車輛任何部位(不計(jì)入車寬的部分除外)不得超出3.0 m寬的試驗(yàn)通道[5]。車輛試驗(yàn)時(shí)初始在車道的中間行駛，車身寬度為2.5 m，則車輛的跑偏量為(3-2.5)/2=0.25 m，該車路試時(shí)，在以初速度30 km/h制動(dòng)時(shí)跑偏，距離車輛中心線跑偏距離最大為0.6 m，不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。按照GB 12676-2014中要求：汽車以初速度60 km/h進(jìn)行緊急制動(dòng)，車輛任何部位(不計(jì)入車寬的部分除外)不得超出3.7 m寬的試驗(yàn)通道[6]。車輛試驗(yàn)時(shí)初始在車道的中間行駛，車身寬度為2.5 m，則車輛的跑偏量為(3.7-2.5)/2=0.6 m，該車在以初速度60 km/h制動(dòng)時(shí)跑偏嚴(yán)重，距離車輛中心線跑偏距離最大為1.2 m,而且存在車輛制動(dòng)點(diǎn)頭厲害，方向盤忽左忽右的現(xiàn)象，故此車不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

汽車在制動(dòng)過(guò)程中，如果同軸上左右制動(dòng)器產(chǎn)生的制動(dòng)力大小不等或同一時(shí)間內(nèi)制動(dòng)力增長(zhǎng)量的快慢不一致，必然造成制動(dòng)跑偏[7]。查閱相關(guān)資料，綜合國(guó)內(nèi)外專家在制動(dòng)跑偏方面的研究結(jié)果和結(jié)合車輛的實(shí)際情況，采用魚骨圖進(jìn)行原因分析，如圖1所示[8]。

圖1 制動(dòng)跑偏因素魚骨圖

2 改進(jìn)措施

針對(duì)上面4個(gè)影響制動(dòng)跑偏的因素，可以采用不同的方法進(jìn)行排除。

2.1 四輪定位問(wèn)題

樣車經(jīng)過(guò)四輪檢測(cè)線檢測(cè)，結(jié)果如表1中“/”前的數(shù)據(jù)。前橋定位的作用是保證汽車行駛的穩(wěn)定性，其參數(shù)的變化必然引起汽車跑偏、側(cè)滑[9]。該問(wèn)題屬于裝配調(diào)整方面的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)檢查該車的懸掛與車架的連接，通過(guò)調(diào)整導(dǎo)向臂的安裝尺寸，重新做四輪定位，結(jié)果如表1“/”后的數(shù)據(jù)，通過(guò)裝配調(diào)整，滿足設(shè)計(jì)要求。

表1 樣車的四輪定位改進(jìn)前/后主要參數(shù)值

2.2 左右制動(dòng)力不等問(wèn)題

樣車經(jīng)過(guò)制動(dòng)力檢測(cè)線測(cè)試，結(jié)果如表2中“/”前的數(shù)據(jù)。 由于制動(dòng)器制動(dòng)蹄片間隙大小不等，左右制動(dòng)器摩擦片材料不同、厚薄不均、摩擦系數(shù)不同等，都會(huì)對(duì)制動(dòng)力大小產(chǎn)生影響[8]。根據(jù)GB 7258-2012對(duì)制動(dòng)力平衡率要求，制動(dòng)力平衡率要求≤10%，本車后軸的左右制動(dòng)力平衡率明顯不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，將后橋右后制動(dòng)器進(jìn)行更換，結(jié)果如表2中“/”后的數(shù)據(jù)，更換后的制動(dòng)器制動(dòng)力平衡率滿足要求。

表2 樣車的制動(dòng)力檢測(cè)改進(jìn)前/后結(jié)果

2.3 左右載荷不等問(wèn)題

經(jīng)過(guò)調(diào)整部分部件的安裝位置，使得前后軸左右軸荷基本相同。 經(jīng)過(guò)裝調(diào)后的車輛重新路試，車輛制動(dòng)時(shí)仍跑偏，在50 km/h時(shí)，跑偏距離最大為1 m。在原來(lái)基礎(chǔ)上有改善，但達(dá)不到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。而且懸掛制動(dòng)點(diǎn)頭厲害，方向盤忽左忽右的現(xiàn)象仍未改善。因此裝調(diào)問(wèn)題應(yīng)該不是產(chǎn)生制動(dòng)跑偏的主要因素；轉(zhuǎn)向系和前懸掛系統(tǒng)不匹配的問(wèn)題，才是造成制動(dòng)跑偏的主要因素。

2.4 轉(zhuǎn)向系和前懸掛不匹配問(wèn)題

2.4.1 轉(zhuǎn)向系的改進(jìn)

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)副較多，當(dāng)車輛運(yùn)行一段里程后，運(yùn)動(dòng)副很容易產(chǎn)生松曠，轉(zhuǎn)向輪的自由轉(zhuǎn)角超出允許范圍，在制動(dòng)時(shí)就會(huì)因轉(zhuǎn)向輪擺動(dòng)而跑偏。合理地減少運(yùn)動(dòng)副，也是避免制動(dòng)跑偏的一個(gè)方法。該車采用的是方向機(jī)立式安裝，方向機(jī)垂臂至前橋轉(zhuǎn)向節(jié)臂由兩根拉桿總成組成，中間帶過(guò)度臂，如圖2所示。

圖2 轉(zhuǎn)向系布置圖

經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)向系校核，轉(zhuǎn)向拉桿可以進(jìn)行優(yōu)化，于是將前后兩根拉桿合并成一根拉桿總成，如圖3所示。

圖3 改進(jìn)后的轉(zhuǎn)向系布置圖

調(diào)整結(jié)束后，經(jīng)過(guò)路試，制動(dòng)跑偏現(xiàn)象有改善，在50 km/h時(shí)不跑偏，方向盤忽左忽右的現(xiàn)象解決；在60 km/h時(shí)仍跑偏，跑偏距離為0.9 m，制動(dòng)點(diǎn)頭問(wèn)題仍然存在。

2.4.2 前懸掛結(jié)構(gòu)的改進(jìn)

此次采用導(dǎo)向臂加橫推力桿結(jié)構(gòu)，如圖4所示。

圖4 樣車的懸掛布置圖

懸架系統(tǒng)的導(dǎo)向桿(臂)或平衡桿變形，也會(huì)導(dǎo)致車輛跑偏[10]。該車的導(dǎo)向臂由兩片鋼板彈簧組成。當(dāng)確定縱臂和車身機(jī)橋殼連接處的縱向作用力時(shí)，應(yīng)利用作用在車輪和路面接觸點(diǎn)的垂直力和縱向力。此時(shí)，把車橋、車輪與縱臂作為一個(gè)整體來(lái)研究。單縱臂式前懸架縱向跳動(dòng)示意圖如圖5所示。在車輛制動(dòng)時(shí)，懸掛由于重量轉(zhuǎn)移造成縱向力發(fā)生變化，引起懸架變形而縱傾。為了獲得良好的平順性，最初懸掛的剛度設(shè)計(jì)偏軟一些，鋼板彈簧的剛度相應(yīng)的也比較小。鋼板彈簧受力變形較大，因此該懸掛縱向抗傾能力較差，造成車輛制動(dòng)點(diǎn)頭。

圖5 單縱臂式前懸架縱向跳動(dòng)示意圖

經(jīng)與懸掛廠家協(xié)商，將懸掛的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，增大懸掛的剛度。將鋼板彈簧安裝改為縱向安裝，氣囊的剛度也相應(yīng)加大，以此增大懸掛系統(tǒng)的縱向抗傾能力，抑制制動(dòng)點(diǎn)頭。改進(jìn)后的懸掛如圖6 所示。

圖6 改進(jìn)后的懸掛布置圖

經(jīng)過(guò)3次路試，結(jié)果如表3所示。

要求車速下的制動(dòng)跑偏距離完全達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中，車輛的制動(dòng)點(diǎn)頭現(xiàn)象也解決了。車輛的問(wèn)題全部解決。

表3 制動(dòng)跑偏距離測(cè)試結(jié)果

3 結(jié)束語(yǔ)

造成制動(dòng)跑偏的原因很多，既有裝調(diào)方面的原因，也有設(shè)計(jì)方面的原因。本文通過(guò)故障現(xiàn)象分析產(chǎn)生問(wèn)題的因素，然后用排除法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，最終找到產(chǎn)生問(wèn)題的關(guān)鍵因素。此次導(dǎo)致制動(dòng)跑偏的主要因素為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與懸掛系統(tǒng)不匹配，通過(guò)改進(jìn)設(shè)計(jì)，問(wèn)題得到解決，同時(shí)為后續(xù)解決類似問(wèn)題提供參考。

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