易子超

(江門職業(yè)技術學院，廣東 江門 529000)

0 引言

汽車主要由發(fā)動機、底盤、車身及控制系統(tǒng)等組成，底盤是最為復雜的汽車系統(tǒng)，承載著傳動系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、轉向系統(tǒng)及制動系統(tǒng)各個零部件的安裝與布局，對于保證車輛正常行駛，提高汽車駕駛的安全性及舒適性具有重要意義[1]。

汽車底盤結構復雜，在汽車行駛過程中較易受到外界的影響，當汽車底盤中的任意一個零部件出現(xiàn)問題后，會直接影響汽車的駕駛性能，因此，優(yōu)化汽車底盤結構設計，提高汽車底盤維修技術，是保證汽車安全、舒適駕駛的重要條件之一[2]。

1 汽車底盤的系統(tǒng)組成

汽車底盤是汽車的主要承載及支撐部分，主要包括汽車的傳動系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、轉向系統(tǒng)及制動系統(tǒng)。

1.1 傳動系統(tǒng)

傳動系統(tǒng)的主要功能是將汽車的動力傳遞至各個車輪，保證汽車在不同工況及要求下行駛，可以實現(xiàn)汽車的減速增扭與變速。其關鍵零部件主要包括離合器、變速器、差速器等。

1.2 行駛系統(tǒng)

行駛系統(tǒng)主要是對車輛整體起到支撐作用，對地面具有一定的附著性，減緩汽車行駛過程中的沖擊、顛簸與振動，主要包括車架、前懸架、前后車輪及后懸架等。

1.3 轉向系統(tǒng)

轉向系統(tǒng)主要控制汽車汽車的轉向及行駛，主要包括轉向盤、轉向器及轉向油泵等。

1.4 制動系統(tǒng)

制動系統(tǒng)用于控制車輛減速及停車，通過在車輪施加與汽車當前行走方向的反向作用力，達到汽車制動的目的。主要工作零部件為制動器，在車輛減速或者停車時，制動器產生與車輛運動方向相反的力。

2 基于模塊化汽車底盤優(yōu)化方案

隨著汽車行業(yè)的逐漸發(fā)展，汽車整體設計及方案優(yōu)化對于提高汽車生產制造企業(yè)的市場競爭力具有重要意義[3]。目前，世界范圍內較為常用的汽車結構優(yōu)化方法為“模塊化”優(yōu)化方法，主要是以汽車不同零部件的功能分析為根本，將功能相同或者不同的模塊進行組合與優(yōu)化，最終形成一種性能更為優(yōu)秀、更為通用的產品[4]。模塊化優(yōu)化方法可以縮短產品的設計與研發(fā)周期，滿足不同客戶需求，適應市場發(fā)展變化，在目前工業(yè)生產中得到了廣泛應用[5]。以汽車底盤結構優(yōu)化為研究對象，提出了模塊化在優(yōu)化汽車底盤設計及制造中的方法與技術。

采用層次分析法，兼顧多方面因素確定汽車底盤系列型譜，計算各個影響因素所占的相對權重，并進行量化分析，主要包括層次結構的建立、判斷矩陣的構建及結果檢驗與分析[6-7]。通過相關文獻分析及市場調查，選取汽車安全性、舒適性、產品價格及環(huán)保性為產品評價準則及客戶的滿意目標，4個基本準則下又相互對應著小準則，如汽車零部件使用壽命、汽車制動性能、汽車轉向性能及加工成本等。層次分析模型如圖1所示。在本研究中，通過判斷矩陣的一些比較規(guī)則，對同一需求指標下的各個分指標進行一一比較，確定各個影響因素在整體目標中所占的比重，明確各個影響因子的主次排序與重要度，從而保證決策的量化分析。

圖1 汽車底盤設計層次分析模型示意圖

根據(jù)本研究建立的層次分析模型進行分析計算后，得到各個指標在整個汽車底盤設計中所占比重及重要度，本章節(jié)中采用質量屋進行分析設計，如圖2所示。

圖2 各影響因素之間的相關性分析與權重分析

針對模塊化優(yōu)化方案，對汽車底盤的結構功能進行分析，將汽車底盤分為行車控制系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)及行駛系統(tǒng)等，各個系統(tǒng)功能上具有獨立性，并進行逐級劃分，建立汽車底盤模塊體系，如圖3所示。

圖3 汽車底盤功能模塊設計

3 汽車底盤關鍵部件常見故障與維修

汽車底盤結構復雜，是較易發(fā)生故障部位，對汽車底盤的關鍵部件常見故障及維修方法進行分析。

3.1 離合器

3.1.1 離合器打滑

1)故障表現(xiàn)。汽車起步困難；汽車行使無力；離合器摩擦片出現(xiàn)焦味。

2)故障分析。保持車輛靜止，拉緊制動器，啟動發(fā)動機后掛擋，逐漸加大油門，如果此時車輛出現(xiàn)發(fā)動機熄火，且車身有下沉現(xiàn)象，表明離合器正常，反之，則說明離合器打滑。

3)維修方法。檢查離合器踏板行程，看離合器是否出現(xiàn)嚴重磨損，進而降低了膜片彈簧的壓緊力，此時應該更換離合器摩擦片；若發(fā)現(xiàn)離合器摩擦片上有油污，應該及時進行清除；壓盤、飛輪是否出現(xiàn)變形，及時進行檢查與維修[8]。

3.1.2 離合器分離不徹底

1)故障表現(xiàn)。換擋困難；汽車低擋時無法起步甚至熄火。

2)故障分析。首先將變速器置于空擋位置，保證汽車發(fā)動機高速運轉，踩下汽車離合踏板后，掛擋，看離合器是否能接合，若出現(xiàn)換擋困難且伴有齒輪撞擊的聲音，強行掛擋后發(fā)動機熄火，這種現(xiàn)象說明汽車離合器分離不徹底[9]。

3)維修方法。檢查離合器踏板行程，看是否是離合器踏板行程過??；檢查從動盤是否出現(xiàn)磨損，鉚釘是否脫落及摩擦片是否出現(xiàn)松動；檢查膜片彈簧彈力是否減弱，并進行及時更換或者維修；檢查離合器拉索機構是否運動不靈活，運動發(fā)卡，導致踏踩板不到底，若出現(xiàn)卡殼現(xiàn)象，應該涂抹基脂，保證運動的靈活。

3.2 轉向系統(tǒng)

3.2.1 汽車轉向時操作沉重

1)故障分析。轉向助力泵失效；旋轉閥漏油；助力泵皮帶出現(xiàn)打滑；輪胎氣壓不足；轉向器內部潤滑油脂不足。

2)維修方法。更換助力泵；更換旋轉閥；更換張緊皮帶；按照要求充足輪胎氣壓；加注潤滑油脂至標準參數(shù)。

3.2.2 方向盤轉偏

1)故障分析。兩側輪胎氣壓不等；前輪定位不合適；液壓助力泵回油管路堵塞。

2)維修方法。充足胎壓；調整前輪定位；清理液壓助力泵回油管路。

3.2.3 方向盤自由間隙過大

1)故障分析。轉向器出現(xiàn)松動；轉向器齒輪間隙過大；轉向節(jié)磨損。

2)維修方法。緊固轉向器；調整齒輪間隙；更換轉向節(jié)。

3.3 減震器

汽車減震器常見故障主要包括減震器過軟、減震器出現(xiàn)噪聲及減震器漏油等，其故障排除方法及維修技巧分別如圖4、圖5、圖6所示。

圖4 減震器過軟故障分析與維修技術

圖5 減震器噪聲故障分析與維修技術

圖6 減震器漏油故障分析與維修技術

4 結論

汽車底盤是汽車上最為復雜的系統(tǒng)，承載著汽車傳動系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、轉向系統(tǒng)及制動系統(tǒng)各個零部件的安裝與布局，對于保證車輛正常行駛具有重要意義，因此，優(yōu)化汽車底盤結構設計，提高汽車底盤維修技術，是保證汽車安全駕駛的條件之一。本研究首先提供一種模塊法優(yōu)化汽車底盤的設計方案，同時，為了提高汽車底盤的安全性與駕駛舒適性，汽車底盤各個系統(tǒng)的常見故障及維修方法進行闡述，主要包括離合器、變速器、減震器及轉向系統(tǒng)。研究結果為提升汽車底盤設計效率提供理論參考，對于保證汽車安全駕駛具有重要意義。