馮東明、謝琦林、張京、陳洪東

（廣汽乘用車有限公司 510000）

1 前言

近年來的IQS（Initial Quality Study）新車質量調研數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，以操控性為代表的車輛駕駛體驗越來越受到汽車用戶的重視與關注。作為整車制造下線檢測所需的重要參數(shù)，車輪外傾角直接影響整車操控性能。

麥弗遜式獨立懸架因結構簡單、成本低和舒適性尚可等優(yōu)勢而得到廣泛應用。但在當下的汽車制造過程中，扔存在多種因素會導致車輪外傾角數(shù)據(jù)偏差。本文以實際產品為例，針對麥弗遜式前懸架輪胎外傾偏差問題，詳細介紹了其組成機理、影響因素及相關改善措施，為在實踐中解決類似問題提供參考借鑒。

2 麥弗遜式前懸架車輪外傾角機理及影響因素

2.1 車輪外傾角概念及作用

車輪外傾角是指車輪在安裝后，其端面向外傾斜，即車輪所處平面和縱向垂直平面間的夾角。輪胎頂端向內傾斜為負外傾，向外傾斜為正外傾。該角度的變化能直接改變輪胎與地面的接觸點和接觸面積，直接影響輪胎的抓地力及磨損情況。當外傾角過大，或左右不等時，將導致車輛抓地力不足且輪胎向正外傾角較大的一邊偏磨。此外，外傾角還能改變整車質量在車輪軸承上的受力分布，避免軸承因單邊受力產生異常磨損。

圖1 某乘用車麥弗遜式獨立前懸架的組成

2.2 麥弗遜式懸架結構與外傾角的關系

某乘用車的麥弗遜式獨立前懸架的全部組成部件如圖1 所示。麥弗遜式前懸架主要由車身、減振器、轉向節(jié)、前下擺臂、前副車架、制動盤和輪胎等部件組成。此結構為無主銷結構，由減振器兼做轉向主銷，減振器的上安裝點中心與下擺臂外端的球鉸鏈中心的連線為主銷軸線，承受來自于車身抖動和地面沖擊的上下預應力，轉向節(jié)可繞著它轉動。麥弗遜式前懸架的特點是主銷位置和前輪定位角隨著車輪的上下跳動而變化。而通過適當調整和布置桿系，可使車輪的定位參數(shù)變化極小。

由于輪胎、制動盤的軸線方向與轉向節(jié)是相互平行的，所以輪胎的外傾角就可簡化為轉向節(jié)端面的外傾角。至此，解決轉向節(jié)端面Y 向擺動也就成為了解決輪胎外傾角偏差的主要研究方向。

3 外傾角偏差主要影響因素及次序排行

通過對麥弗遜式前懸架的結構進行分析，得知影響外傾角偏差主要有3 方面的因素，即車身設計精度、零部件加工精度以及零部件裝配精度（圖2）。

圖2 麥弗遜式前懸架結構分析

綜合參考賈紅偉、章駿所著《麥弗遜式懸架車輪外傾角偏差的分析》[1]一文中的理論計算結果及軟件實際仿真分析，得知減振器與轉向節(jié)的零件加工精度，以及兩者間裝配夾角的精度，對車輪外傾角的影響最大。制造過程的公差在累積之后，會遠大于車輪外傾角的設計公差。如何控制制造過程中的誤差，使車輪外傾角達到設計要求，是整車制造企業(yè)需要考慮的問題之一。根據(jù)仿真計算結果可知，影響該車型車輪外傾角的因素次序如圖3 和圖4 所示。

圖3 麥弗遜式前懸架結構分析

圖4 麥弗遜式前懸架各部件對車輪傾角的影響程度

4 前輪外傾角偏差問題解決方法

4.1 精度管控

根據(jù)關鍵零部件的詳情，以及車身關鍵尺寸進行精度管控，保證各關鍵尺寸符合圖紙及數(shù)模要求。

4.2 裝配工藝優(yōu)化

該車型前懸架通過鐵鏈吊裝進行組裝作業(yè)，吊裝到位后對減振器與轉向節(jié)進行螺栓緊固操作。由于作業(yè)過程中減振器軸線與轉向節(jié)端面夾角不固定，故而裝配后該夾角大小不可控。針對此問題進行工藝優(yōu)化，導入夾角固定裝置，在減振器與轉向節(jié)連接螺栓進行緊固前，利用該裝置固定減振器軸線與轉向節(jié)端面夾角，從而提高裝配一致性。

4.3 趨勢管控

若以上2 個改善方向均已得到保證，但依舊存在因車輪傾角數(shù)值波動導致檢驗結果不合格的現(xiàn)象?？啥ㄆ谑占囕唭A角每日均值、零件精度、車身精度和裝配夾角數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)整合及趨勢分析，得出當前車輪傾角數(shù)據(jù)趨勢與何種關鍵尺寸趨勢一致，從而加強管控該關鍵尺寸的精度。

以某型車左前輪外傾偏差為例，該車型前輪外傾角標準為-20'±30'。若車輪傾角均值偏差為10'，不良率約為0.23%。當外傾角均值偏差5'時，不良率約為0.06%。

該車型車輪傾角均值由11月30日的-10'變化至12月15日的-20'，左前減振器安裝孔精度則由-0.1 mm 波動至+1.0 mm 附近。同時，該車型前輪傾角均值由1月14日的-20'變化至1月23日的-15'，左前減振器安裝孔精度則由+1.1 mm波動至+0.1 mm，兩者變化趨勢一致。

根據(jù)得到的變化趨勢進行理論分析，當減振器安裝孔在Y方向正向波動時，會帶動減振器與轉向節(jié)總成繞下擺臂球鉸鏈中心向內旋轉，車輪傾角有變小的趨勢。理論分析結果與實際關聯(lián)趨勢一致，從而得出車身需加強減振器安裝孔精度趨勢管控，以達到穩(wěn)定車輪傾角數(shù)據(jù)的目的。

5 結語

前輪傾角數(shù)據(jù)偏差問題由于涉及零部件較多、公差帶較長和系統(tǒng)分析較為復雜等因素，當遇到此類問題時，解決起來總會覺得千頭萬緒，無從下手。

本文以某型汽車麥弗遜式前懸架為例，從懸架結構出發(fā)，對于相關零部件、車身、裝配精度等關鍵影響因素進行分析，并提出了3 種對于量產車可行的問題改善方案，以期為后續(xù)車型裝配工藝開發(fā)及質量管控提供參考。