摘要：汽車懸架系統(tǒng)是關(guān)乎行駛安全和操縱穩(wěn)定的重要件，文章針對(duì)某汽車懸架系統(tǒng)遇到?jīng)_擊力過(guò)大所產(chǎn)生的異響現(xiàn)象，從車輛懸架類型、結(jié)構(gòu)組成、設(shè)計(jì)要求和工作參數(shù)等幾方面分析，查找問(wèn)題根源，制定解決措施，驗(yàn)證此類問(wèn)題的改善解決，為汽車從業(yè)人員提供此類問(wèn)題的的處理思路和方案參考。

關(guān)鍵詞：汽車懸架;滑柱異響;懸架性能

汽車懸架作用重大，汽車行駛時(shí)發(fā)揮著各種縱向力和垂直力的傳遞，同時(shí)也要控制車輪和地面緊密的接觸，滿足汽車行駛的附著力要求，綜合影響著汽車的驅(qū)動(dòng)、操控、剎車等各種性能，是汽車操縱穩(wěn)定、安全行駛和舒適駕駛的重要保證。可由于持續(xù)不斷地高負(fù)荷工作，或結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上運(yùn)動(dòng)校核不精確，使用一段時(shí)間后久了，會(huì)因?yàn)樽冃?、老化、磨損、松動(dòng)等各種原因出現(xiàn)一系列故障，導(dǎo)致性能退化，出現(xiàn)異常。因此，要對(duì)汽車懸架質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行重點(diǎn)檢測(cè)和試驗(yàn)。

筆者以某公司在進(jìn)行產(chǎn)品OTS（Off Tooling Sample，過(guò)程設(shè)計(jì)開發(fā)和產(chǎn)品與過(guò)程確認(rèn)階段）的汽車底盤操穩(wěn)試驗(yàn)和耐久可靠性試驗(yàn)階段結(jié)束后，試驗(yàn)工程師發(fā)現(xiàn)，該汽車以30-40km/h速度過(guò)減速帶時(shí)，前滑柱存在較大的沖擊響聲，對(duì)車輛駕乘的心理過(guò)程困擾和不安全感，同時(shí)也對(duì)汽車安全行駛構(gòu)成了一定的安全隱患。針對(duì)此問(wèn)題，需要從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和性能特性上進(jìn)行分析。

1.原因分析

1.1，懸架結(jié)構(gòu)分析

現(xiàn)代汽車的懸架系統(tǒng)類型多種多樣，結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度不一。該車懸架系統(tǒng)前面采用的是麥弗遜式獨(dú)立懸架系統(tǒng)，后面采用的多連桿獨(dú)立懸掛系統(tǒng)。麥弗遜的前滑柱導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)要求是，首先要滿足前輪定位要求，前輪前束和車輪外傾，以保證符合汽車行駛的直線穩(wěn)定性;主銷后傾和主銷內(nèi)傾，以保證車輛的轉(zhuǎn)向輕便性、行駛穩(wěn)定性和駕駛舒適性。其次要保證汽車行駛中動(dòng)態(tài)運(yùn)行中的車身穩(wěn)定性，比如急轉(zhuǎn)彎時(shí)，應(yīng)該保證車輛傾斜角度較小，車輛不能傾斜過(guò)大，否則會(huì)有引起車輛失控的風(fēng)險(xiǎn);再比如急加速，急減速情況下，車輛懸架上的負(fù)載會(huì)發(fā)生變化時(shí)，要保證車輪縱向加速度接近為0。再次，在汽車動(dòng)態(tài)負(fù)載下，輪胎左右兩側(cè)距離誤差不超過(guò)4毫米，以避免輪胎磨損過(guò)快，壽命過(guò)短，影響汽車行駛安全性。汽車加速行駛和快速制動(dòng)時(shí)要保證具有抗前俯和后仰的能力。每種懸架的各種特性都是通過(guò)懸架的結(jié)構(gòu)和各組件的布置位置特點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。側(cè)傾中心在獨(dú)立懸架當(dāng)中，前后懸架側(cè)傾中心的連線應(yīng)盡量與地面平行，且離地面的高度盡可能的高一些;側(cè)傾軸線盡量與地面平行的目的是為了使車輛在曲線行駛時(shí)，前后軸上的軸荷變化接近相等，這樣才可以滿足車輛的中性轉(zhuǎn)向。在獨(dú)立懸架當(dāng)中，使側(cè)傾軸線離地面的距離盡可能的高一些，目的是為了把車身大側(cè)傾限制在允許的范圍之內(nèi)。

綜合以上論述，要保證汽車懸架系統(tǒng)滿足汽車動(dòng)態(tài)行駛中各種負(fù)載沖擊下，保證車輛操縱穩(wěn)定性、行駛安全性和駕駛舒適性要求，就需要對(duì)懸架的結(jié)構(gòu)布局、性能尺寸、側(cè)傾中心進(jìn)行合理的限制。通過(guò)設(shè)計(jì)方案的分析、計(jì)算得知，本車輛前后懸架機(jī)構(gòu)縱向中心點(diǎn)的變化范圍是0-180mm;本車輛前后懸架機(jī)構(gòu)側(cè)傾中心高度范圍為前懸裝置為0-120mm;后懸裝置為：80—130mm。

通過(guò)對(duì)本輛車的縱向側(cè)傾中心和橫向側(cè)傾中心的測(cè)量，符合要求，所以對(duì)影響懸架通過(guò)坎溝產(chǎn)生沖擊力，造成異響的動(dòng)態(tài)側(cè)傾中心的影響就可以排除了。接下來(lái)進(jìn)行車輛動(dòng)態(tài)工作性能和車輪定位的檢測(cè)分析。

1.2，影響懸架工作性能的因素分析：

結(jié)合本案例，縱向平面內(nèi)上下擺臂布置方案如圖3所示，懸架上下擺臂軸抗前俯角的匹配對(duì)主銷后傾角的變化有較大的影響。為了提高汽車的制動(dòng)穩(wěn)定性和舒適性，希望主銷的后傾變化為：在懸架彈簧下壓時(shí)，主銷的后傾角變大。在懸架彈簧拉伸時(shí)，主銷的后傾角變小。用以造成制動(dòng)時(shí)因?yàn)樽N后傾角變大而在控制臂支架上產(chǎn)生防止制動(dòng)前俯的力矩。

水平面內(nèi)上下擺臂的布置方案：上下擺臂軸抗前俯角的匹配對(duì)主銷后傾角的變化有較大的影響。為了提高汽車的制動(dòng)穩(wěn)定性和舒適性，車輪的主銷后傾角和主銷內(nèi)傾角要符合設(shè)計(jì)要求，既要檢測(cè)制造和裝配誤差，也要檢測(cè)經(jīng)過(guò)汽車底盤操穩(wěn)試驗(yàn)和耐久可靠性試驗(yàn)階段結(jié)束后，其尺寸的變化情況，懸架彈簧經(jīng)過(guò)耐久承受負(fù)載工作后，若主銷的后傾角變大，則會(huì)影響滑柱的行程范圍，可能會(huì)造成運(yùn)動(dòng)干涉。同時(shí)，因?yàn)橹麂N后傾角超出允許范圍后，會(huì)影響到控制臂在控制車輛制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生向前俯沖的力矩，也會(huì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉。如果主銷內(nèi)傾角經(jīng)過(guò)耐久性試驗(yàn)后，超出允許限制后，會(huì)影響到方向盤的操縱輕便性。經(jīng)試驗(yàn)和檢測(cè)可知，方向盤操縱力幾乎不變，主銷內(nèi)傾角的變化影響的可以消除。

車輪遇到凸起路障時(shí)，可以上跳同時(shí)向后退讓，以減小傳到車身的沖擊：同時(shí)還可以便于發(fā)動(dòng)機(jī)的布置就是說(shuō)上擺臂的軸線與縱向軸線的夾角為正，下擺臂的軸線和縱向軸線的夾角分別為正值，零，負(fù)值。

下一步需要進(jìn)行前滑柱伸縮行程范圍和四輪定位檢測(cè)。

2.解決措施及問(wèn)題驗(yàn)證

在檢測(cè)完車輛各項(xiàng)外觀狀況后，又對(duì)該車輛的前滑柱伸縮行程范圍和車輪定位參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)分析。通過(guò)對(duì)行程范圍和四輪定位儀的精確檢測(cè)，結(jié)果顯示是前輪車輛外傾角數(shù)據(jù)超出允許范圍，前滑柱和底座之間的距離尺寸不溝，在過(guò)坎溝時(shí)產(chǎn)生的沖擊力作用下會(huì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉，進(jìn)而產(chǎn)生異響，通過(guò)檢測(cè)分析得知，造成異響的原因是由于前滑柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)道路沖擊力計(jì)算不足所致。因此需要優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提升前滑柱抗沖擊性能，因此，改善方案是在連接板在前滑柱上連接板和防塵罩之間增加聚氨酯緩沖墊片，以用來(lái)緩沖過(guò)大后的沖擊力對(duì)零件干涉碰撞的影響，進(jìn)而降低沖擊聲，具體方案如圖4所示。通過(guò)設(shè)計(jì)手工樣件，進(jìn)而多次過(guò)坎試驗(yàn)驗(yàn)證，反饋改善效果明顯，發(fā)現(xiàn)異常響聲消失，懸架異響問(wèn)題得到解決，并且通過(guò)批量生產(chǎn)后，大量投放市場(chǎng)至今，通過(guò)各種渠道得到驗(yàn)證，此問(wèn)題得到可靠的徹底的解決。

3.結(jié)論

通過(guò)對(duì)懸架性能異常所導(dǎo)致的過(guò)坎異響故障的分析與儀器檢測(cè)診斷，找到產(chǎn)生問(wèn)題的根源，通過(guò)加工制作的OTS手工樣件驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)懸架異響得到解決，為懸架的此類失效模式改善提供了借鑒意義。

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作者簡(jiǎn)介：韓小偉（1980.2.4-），男，漢，安徽阜陽(yáng)人，本科，蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院，副教授，主要從事汽車動(dòng)力總成與傳動(dòng)系統(tǒng)研究

基金項(xiàng)目：

安徽省高校省級(jí)質(zhì)量工程“高校優(yōu)秀青年人才支持計(jì)劃項(xiàng)目”（gxyqZD2019117）階段性成果。

安徽省高校省級(jí)質(zhì)量工程“線上線下混合式和社會(huì)實(shí)踐課程《傳動(dòng)系的診斷與維修》”，（2020xsxxkc477）階段性成果。

蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院（韓小偉）“教學(xué)示范課《整車性能檢測(cè)》”，階段性成果。