丁 理, 李亞妮

(安徽安凱汽車股份有限公司， 合肥 230051)

車輛在行駛過程中，由于各種原因，需要頻繁地使用行車制動系。制動跑偏是指車輛制動時與路面無橫向相對滑動，卻偏離原來的行駛方向，自動地向左或向右行駛，駕駛員無法控制方向[1-2]。制動跑偏若不及時排除，將嚴(yán)重影響行車安全[3-4]。車輛制動跑偏的原因有很多，下面以我公司一款9 m燃?xì)饪蛙嚍槔?，詳?xì)介紹該問題的故障現(xiàn)象，逐條分析故障產(chǎn)生的原因，并提出對應(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，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，在以初速度30 km/h制動時跑偏，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，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制動時跑偏嚴(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。

汽車在制動過程中，如果同軸上左右制動器產(chǎn)生的制動力大小不等或同一時間內(nèi)制動力增長量的快慢不一致，必然造成制動跑偏[7]。查閱相關(guān)資料，綜合國內(nèi)外專家在制動跑偏方面的研究結(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 制動跑偏因素魚骨圖

2 改進(jìn)措施

針對上面4個影響制動跑偏的因素，可以采用不同的方法進(jìn)行排除。

2.1 四輪定位問題

樣車經(jīng)過四輪檢測線檢測，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]。該問題屬于裝配調(diào)整方面的問題，經(jīng)過檢查該車的懸掛與車架的連接，通過調(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 左右制動力不等問題

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

表2 樣車的制動力檢測改進(jìn)前/后結(jié)果

2.3 左右載荷不等問題

經(jīng)過調(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)過裝調(diào)后的車輛重新路試，車輛制動時仍跑偏，在50 km/h時，跑偏距離最大為1 m。在原來基礎(chǔ)上有改善，但達(dá)不到國家標(biāo)準(zhǔn)要求。而且懸掛制動點(diǎn)頭厲害，方向盤忽左忽右的現(xiàn)象仍未改善。因此裝調(diào)問題應(yīng)該不是產(chǎn)生制動跑偏的主要因素；轉(zhuǎn)向系和前懸掛系統(tǒng)不匹配的問題，才是造成制動跑偏的主要因素。

2.4 轉(zhuǎn)向系和前懸掛不匹配問題

2.4.1 轉(zhuǎn)向系的改進(jìn)

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的運(yùn)動副較多，當(dāng)車輛運(yùn)行一段里程后，運(yùn)動副很容易產(chǎn)生松曠，轉(zhuǎn)向輪的自由轉(zhuǎn)角超出允許范圍，在制動時就會因轉(zhuǎn)向輪擺動而跑偏。合理地減少運(yùn)動副，也是避免制動跑偏的一個方法。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，中間帶過度臂，如圖2所示。

圖2 轉(zhuǎn)向系布置圖

經(jīng)過轉(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)過路試，制動跑偏現(xiàn)象有改善，在50 km/h時不跑偏，方向盤忽左忽右的現(xiàn)象解決；在60 km/h時仍跑偏，跑偏距離為0.9 m，制動點(diǎn)頭問題仍然存在。

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，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，把車橋、車輪與縱臂作為一個整體來研究。單縱臂式前懸架縱向跳動示意圖如圖5所示。在車輛制動時，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，造成車輛制動點(diǎn)頭。

圖5 單縱臂式前懸架縱向跳動示意圖

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3次路試，結(jié)果如表3所示。

要求車速下的制動跑偏距離完全達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，在整個運(yùn)行過程中，車輛的制動點(diǎn)頭現(xiàn)象也解決了。車輛的問題全部解決。

表3 制動跑偏距離測試結(jié)果

3 結(jié)束語

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

[1] 余志生.汽車?yán)碚揫M].5版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009：101-102.

[2] 武清爽.淺析汽車制動跑偏[J].交通與運(yùn)輸,2009，25(4):62-63.

[3] 張文金, 祁傳琦, 劉培勇,等.汽車制動跑偏的機(jī)理分析及維修對策[J].成都航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報, 2009, 25(4):73-74.

[4] 林靜, 存寶.汽車“制動跑偏”淺談[J].客車技術(shù), 2002，13(4):51-52.

[5] 公安部道路交通管理標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會.機(jī)動車運(yùn)行安全技術(shù)條件:GB 7258-2012[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2012：40.

[6] 全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會.商用車輛和掛車制動系統(tǒng)技術(shù)要求及試驗(yàn)方法: GB 12676-2014[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2014：23.

[7] 張永輝, 仇建華.汽車制動跑偏原因分析及故障診斷[J].西安航空學(xué)院學(xué)報, 2011, 29(3):39-40.

[8] 李松芙，紀(jì)緒北,李振,等.客車制動跑偏問題改進(jìn)[J].客車技術(shù)與研究，2016，38(4)：20-22.

[9] 肖永清.汽車制動跑偏與側(cè)滑[J].客車技術(shù)與研究, 2003,25(2):37-38.

[10] 趙其洋.車輛制動跑偏的原因分析[J].客車技術(shù)與研究, 2010, 32(3):59-60.