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        四輪定位對車輛跑偏影響及應(yīng)對措施

        2022-07-02 00:49:34王飛龍劉曉東丁永亞
        汽車電器 2022年6期
        關(guān)鍵詞:主銷后輪前輪

        王飛龍, 劉曉東, 丁永亞

        (吉利汽車臨?;?, 浙江 臺州 317000)

        車輛跑偏對駕駛舒適性及車輛使用經(jīng)濟(jì)性方面的影響是不言而喻的, 如長途駕駛的疲勞、 對輪胎的不正常磨損等。 基于以上的影響, 本著安全、 品質(zhì)、 經(jīng)濟(jì)的原則, 本文從四輪定位參數(shù)基礎(chǔ)構(gòu)造及生產(chǎn)一致性提升方面進(jìn)行較為全面的論述。

        1 四輪定位參數(shù)

        四輪定位參數(shù)如表1所示, 下面將對各參數(shù)的構(gòu)成及定義、 作用進(jìn)行詳述。

        表1 整車主要四輪定位參數(shù)

        前輪前束構(gòu)成及示意如圖1所示, 根據(jù)車輛的定位不同, 其前束會有所差異, 比如某些車輛會采用正前束, 有些車輛則采用負(fù)前束, 正前束的含義如圖1所示, A-B>0,此時(shí)前束角稱之為正前束角, 反之為負(fù)前束和負(fù)前束角。

        圖1 前輪前束的構(gòu)成

        當(dāng)車輛的左右前輪前束角的差值超出了某標(biāo)準(zhǔn)值時(shí),此時(shí)車輛會有向前束角較小的一側(cè)方向跑偏的趨勢, 至于車輛跑偏的程度以及手感, 取決于其他四輪定位參數(shù)的綜合影響以及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的調(diào)校風(fēng)格等。

        后輪前束, 顧名思義就是車輛后輪的前束角, 其構(gòu)成與前輪前束并無大的差異。 后輪前束作為整車四輪定位的基準(zhǔn), 這里會引進(jìn)一個(gè)推進(jìn)角、 推進(jìn)線的概念, 如圖2所示。 作為四輪定位的基礎(chǔ)角度,如果推進(jìn)線與車身的幾何中心線不重合, 也會造成跑偏問題等, 其方向與推進(jìn)線的方向相反。 與前輪前束一樣, 即便在推進(jìn)線與車身幾何中心線不重合、 后輪前束不合格等的情況下, 車輛也不一定發(fā)生跑偏,只是誘發(fā)因素之一, 實(shí)際生產(chǎn)中要對誘發(fā)因素進(jìn)行逐一排查, 同時(shí)也要結(jié)合其他四輪定位參數(shù)綜合進(jìn)行分析。

        圖2 推進(jìn)線、 推進(jìn)角示意圖

        前輪外傾的定義及構(gòu)成如圖3所示。 車輪安裝時(shí)并非垂直于地面, 而是向車外或車內(nèi)傾斜的一個(gè)角度。 外傾是從汽車的頭部向后看車輪中心線偏離鉛垂線的角度。 當(dāng)車輪向汽車外部傾斜時(shí)角度為正, 稱之為正外傾, 反之為負(fù)外傾。

        圖3 前輪外傾角構(gòu)成

        通過構(gòu)成及結(jié)構(gòu)分析, 當(dāng)左右外傾差的絕對值超出標(biāo)準(zhǔn)時(shí), 如左側(cè)正外傾角明顯大于右側(cè)時(shí), 顯而易見的是車輛具有向左跑偏的趨勢。 實(shí)際生產(chǎn)過程中偶有存在左右差值超出標(biāo)準(zhǔn)的情況, 可以采用重新裝配前支柱與轉(zhuǎn)向節(jié)或前支柱與車身等措施來調(diào)整外傾角的值, 以達(dá)到解決跑偏故障的目的。 關(guān)于后輪外傾的構(gòu)成與前輪外傾差異不大,這里不再贅述。

        前支柱上支座總成軸承中心點(diǎn)與下擺臂球頭中心點(diǎn)的連線, 稱其為主銷軸線, 汽車在轉(zhuǎn)向時(shí)車輪繞其旋轉(zhuǎn)。 從車輛側(cè)面來看, 主銷軸線與通過車輪中心的鉛垂線之間的夾角, 稱之為主銷后傾角, 其構(gòu)成如圖4所示。

        圖4 主銷后傾角結(jié)構(gòu)示意

        前滑柱上支座軸承中心在鉛垂線的后方為正 (圖4所示為正), 反之為負(fù)。 主銷后傾角的主要作用是當(dāng)汽車行駛時(shí)轉(zhuǎn)向輪形成可自動回正力矩, 使汽車保持直線行駛, 故而主銷后傾角對車輛跑偏也起到了至關(guān)重要的作用。

        主銷內(nèi)傾角則是從車頭的角度去觀察主銷軸線與鉛垂線之間的夾角, 其構(gòu)成示意如圖5所示, 軸線向車身內(nèi)側(cè)傾斜則為正(圖5為正), 反之為負(fù)。

        圖5 主銷內(nèi)傾角結(jié)構(gòu)示意

        合理的主銷內(nèi)傾角、主銷后傾角可使汽車轉(zhuǎn)向行駛時(shí)轉(zhuǎn)向輕便, 同時(shí)也具有一定的自動回正作用,主銷角度越大自動回正作用越強(qiáng)烈, 但方向盤大角度轉(zhuǎn)向時(shí)越費(fèi)力。 主銷角主要由零部件精度保證, 若發(fā)生由于其超差造成的跑偏,可以更換零部件來解決或通過調(diào)整其他定位角度來彌補(bǔ)。

        2 一致性提升

        前文已經(jīng)論述了主要四輪定位參數(shù)對車輛跑偏的重要影響。 在生產(chǎn)制造過程中采用過程能力指數(shù)Cpk (Process capability index, 以下簡稱Cpk) 的方式監(jiān)控其生產(chǎn)一致性對于減少故障至關(guān)重要。 Cpk判定標(biāo)準(zhǔn)參考如表2所示。

        表2 Cpk值及對應(yīng)等級

        前輪前束角度以5′±5′為例來講解其一致性提升的措施。 現(xiàn)場依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整前束提取約1676臺樣本, 經(jīng)計(jì)算其整體Cpk=0.88, 計(jì)算結(jié)果如圖6所示, 生產(chǎn)過程一致性較差, 過程易失控。

        圖6 改善前Cpk計(jì)算圖例

        若以5′±2′的公差進(jìn)行加嚴(yán)調(diào)整, 收集1796個(gè)樣本并計(jì)算其整體Cpk≥1.33, 符合過程能力研究判定的良好范圍,過程一致性的提高對于整車跑偏故障率有積極影響。

        另外, 為提高整車前輪外傾的一致性, 經(jīng)分析其角度構(gòu)成, 可以采用如圖7所示的分裝工裝。 經(jīng)大量數(shù)據(jù)分析驗(yàn)證,其生產(chǎn)一致性由Cpk<1.0可以提升至Cpk≥1.33, 在此不再進(jìn)行數(shù)據(jù)的展示, 有興趣的讀者可以在生產(chǎn)中進(jìn)行分析驗(yàn)證。

        圖7 分裝工裝結(jié)構(gòu)

        另一項(xiàng)保證其一致性的措施則是采用自定位螺栓緊固前支柱與轉(zhuǎn)向節(jié), 由零部件本身的結(jié)構(gòu)尺寸來保證整車外傾角度的一致性, 經(jīng)過實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證其一致性提升也非常明顯。

        3 結(jié)語

        汽車有上千件零部件通過裝配進(jìn)行組合而成, 裝配過程中因?yàn)榱悴考Y(jié)構(gòu)、 表面防銹、 尺寸配合及材料應(yīng)力等會產(chǎn)生一定的裝配應(yīng)力, 為消除此部分裝配應(yīng)力對四輪定位參數(shù)的影響也是值得思考的問題。

        本文主要從四輪定位方面論述了關(guān)于車輛跑偏的主要因素, 也提出了部分建議和措施, 并付諸實(shí)踐驗(yàn)證其有效,也希望對汽車制造、 維修等行業(yè)的從業(yè)者有所幫助。

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