（交通运输工程专业论文）微型车转向沉重、制动跑偏与侧滑问题研究.pdf

摘要 摘要 良好的转向、回正性能及制动性能是汽车行驶安全性的保障，赢接影响列汽车 的整体性能。本论文首先从理论上分析了汽车转向沉重、阐正力弱、汽车制动跑偏 及制动侧滑的主要原因，同时以微车为研究对象，针对该车存在转向沉重、回j i 力 弱及制动跑偏、侧滑等问题，利用理论分析与试验比较相结合的办法，解决了该车 存在的问题。 采用效率不同的方向机与摩擦力矩大小不等的横童拉杆进行组合，确定兰组试 验方案，通过试验比较后发现，更换效率较高的方向枫、更换符合规定摩擦力矩的 横直拉杆厝，该车的转向和回正性能得到了较好的改善，基本符合出厂要求。 通过试验检测后发现，动态制动或静态制动时，该车左右制动油管压力相同， 但左右制动力存在较大的力差，左边制动力比右边大，而且制动力分配系数也偏小。 所以，左侧制动力比右侧制动大、制动力分配系数偏小是该微车制动跑偏、侧滑的 直接原因。由制造商提高制动器总成质量，确保制动器性能达到相应技术条件的要 求后，解决了该车制动跑偏问题；通过采用减小后轴制动分泵活塞直径的措施来增 大前后轴制动力的分配系数，提高同步附着系数，增强车辆抗侧滑的能力，解决制 动侧滑问题。同时，对于改进方案后的整车，运行8 0 0 0 公里道路试验验证，试验 期间没有出现上述质量问题。 关键词：转向沉重；制动跑偏；制动侧滑：转向回正 摘要 a b s t r a c t s t e e r i n gs t a b i l i z a t i o n ，r e t u r nc a p a b i l i t ya n db r a k i n gc a p a b i l i t yh a v eb e e nt h em o s t i m p o r t a n tg u a r a n t e ea l lt h et i m e ，w h i c ha l s oi n f l u e n c et ot h ew h o l ep e r f o r m a n c eo f v e h i c l e i nt h i sp a p e r , t h ec a u s eo fs t e e r i n gh e a v i l y , w e a kr e t u mc a p a b i l i t y , b r a k i n g d e p a r t u r ea n db r a k i n gg l i d ew a sa n a l y z e db a s e di nt h e o r y am i c r oc a rw h i c hw a s m a d e i nc h a n - a nw a st a k e n 醛s t u d yo b j e c t ，a c c o r d i n gt op r o b l e mt h a ts t e e r i n gh e a v i l y ， w e a kr e t u r nc a p a b i l i t y , b r a k i n gd e p a r t u r ea n db r a k i n gg l i d ew a sf o u n di nt h i sc a r , a m e t h o do ft h e o r ya n a l y s i sj o i n i n gw i t ht e s tc o m p a r ew a sm a d eu s et or e s o l v et h i s p r o b l e m ，a n dt h ep r o b l e mw a se l i m i n a t ea tl a s t d i f f e r e n te f f i c i e n c yd i r e c t i o nm a c h i n ec o m b i n a t i o nw i t hd i f f e r e n tf r i c t i o nm o m e n t a c r o s ss t r a i g h t l yp o l e ，e s t a b l i s h i n gt h r e eg r o u pt r i a ls c h e m e ，b yc o m p a r i n gt h e s et h r e e s c h e m ea f t e rt e s t ，w h i c hr e p l a c i n gu p p e re f f i c i e n c yd i r e c t i o nm a c h i n ea n da c r o s s s t r a i g h t l yp o l ew h i c hf r i c t i o nm o m e n ta c c o r d i n gw i t hr e g u l a t ec o u l di m p r o v es t e e r i n g s t a b i l i z a t i o na n dr e t u l t lc a p a b i l i t y , a n dt h ec a fa f t e ri m p r o v e m e n tc o u l ds a t i s f i e dw i t ht h e l e a v ef a c t o r yr e q u i r e p r e s s u r ei nb o t hs i d eb r a k i n gs y s t e mv i t t ao ft h i sc a rw a se q u a lw h i l et h e r ew a s g r e a td e f f e r e n c ya m o n gb r a k i n gm o m e n to fb o t hs i d ew h e nd y n a m i cb r a k eo rs t a t i c d y n a m i cw a sd o i n g ，a n dd i s t r i b u t eq u o t i e t ya m o n gm o m e n tb e t w e e nf r o n t r e a ra x e sw a s t o os m a l l ，a c c o r d i n gt ot h o s et r i a l s s o ，t h a tl e f ts i d em o m e n tw a d g r e a t e rt h a nr i g h ts i d e w a st h ed i r e c tc a u s eo f b r a k i n gd e p a r t u r ea n db r a k i n gg l i d ei nt h i sc a r b yi m p r o v i n gt h e q u a l i t yo fd e t e n ta s s e m b l ym a d ei nf a c t o r y , i n s u r i n gd e t e n ta s s e m b l ya c c o r dw i t ht h e r e q u i r eo ft e c h n i q u ec o n d i t i o n ，b r a k i n gd e p a r t u r ew a sr e m o v e d b ym i n i s ht h ed i a m e t e r o fr e a ra x e sb r a k i n gs u b - p u m pp i s t o nt oa u g m e n td i s t r i b u t eq u o t i e t ya m o n gm o m e n t b e t w e e nf i o n t - r e f i ta x e s ，t oa d v a n c es y n c h r o n i z a t i o nc l i n gq u o t i e t y , t oe n h a n c ea b i l i t yo f r e s i s ts i d e s l i p ，b r a k i n gs i d e s l i pw a sr e s o l v e d m o r e o v e r , t h r o u g ht h r e em o u t hm a dt r i a l o f8 0 0 0k m ，t h ec a rw h i c hw a si m p r o v e dn l f lw e l l ，t h ep r o b l e ma b o v ew e r en om o r e a d p e a r k e y w o r d ：b f k l l d r 翻艄；b m k w ms i d e w a ys t e e r i n gh e a v i l y ；s t e e r i n g r e t u r n 重庆交通大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究 工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人 或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做如重要贡献的个人和集体， 均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：协 闩期：却4 年踟 重庆交通学院学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被奋阅和借阅。 本人授权重庆交通学院可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行 检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密口，在年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密烈 ( 请在以上方框内打“4 ”) 学位论文作者签名：锚，指导教师签名： 那数d 1 日期油u 佣吕日日期毋州瞬够月踟 第一章媾论 第一章绪论 1 1 弓l 言h 们 1 我黧微型汽车工韭起步予八十年代，由于薮产品贴近市场、镣合圜情、有较南鲍 淫徐魄，丸卡每霞起进入快速耀长羯，产镑爨大攥凌热。整莺逡徽车工篷生产线大都 从国外弓l 进，国外厂家出于技术封锁，拄割着鞴予援术梳密的核一良数据，禺肉各擞牟 集团技术开发数据积累不足，加上微型汽车属于低襁利产品，且各微牟厂家为抢占市 场，扩大份额，纷纷降价恶性竞争，更使微车微利。作为新产品歼发投入的经费也很 少。两扳与国外厂家相比，阑内徽车集团底予游，试验和研究设备落后，开发手段不 是，映夏嚣发久才，这些琢鞭途残嚣悫镞车产簸爨圭秀发戆力 受低，多数开发是交参 数设计，少数是适应链设计，缺乏舞发性设计。 微激汽车市场对象主豢熊中在邮电、银行簿政府部门，还有一热中小城市居民和 广大农树富裕起来的个体工商经营户等。面对躐大的市场潜力，近年洙，国内各微车 集团克服瓷金和技术困难，开发出一批新车型，但是他们的变参数谈计不能从根本上 解决鑫主开发的淘蘧，麴上辩源藏熬车型雏不了解，有辩錾设计逐会惑纯整车棼差能。 徽溅汽车矮羝徐掇革，扶设计、露l 造上绦谨箕爱好豹转翔、鸯l 秘瞧耗蹙箍薅茂车 企业觉争力的重要方面，掰以，研究其有关技术阔题是嚣常必要的，对解决产品质登 问题和撼高产品质量有重骤的指导作用 9 1 0 1 2 论文的研究内容 论文以某款微型车为工程实例，该款微型车存在明显的制动跑偏、侧滑问题，涂 文经过理论的分析计算与试验比较发现，两侧制动力存在较大的力差是造成制动跑偏 的赢接诱因，左侧制动力较右侧大。引起制动侧滑的原因在于是整车结构重心分配不 合理，整车重心分配太靠前，且重心偏高，使得车辆在高附着系数路面上的制动效能 和临界减速度较低，减速度达到o 6 9 左右即产生后轮先抱死的不稳定状态，满载时， o 7 9 左右时后轴载荷几近全部转移，因雨后轴抱死所需用制动力很小。由制造商提高 制动器总成质量，确保制动器性能达到相应技术条件的要求后，解决了该牟制动跑偏 问题；通过采用减小后轴制动分泵活塞童径的措施来增大前后轴制动力的分配系数， 提高同步附着系数，增强车辆抗侧滑的能力，解决制动侧滑闯题。 同时该微型车转向沉重，在行驶中驾驶员扳转方向盘很费力，严重者甚至需驾驶 员用尽全身之力方能扳动方向盘。车辆转向沉重，无疑会加大驾驶员的劳动强度，使 其易于疲劳；而且使车辆难以驾驶，降低了汽车的机动性能。这些都会影响车辆的行 驶安全。经过试验研究分析得出，该微车企业在生产主打型号微型客车同时也生产：专 第一章绪论 用车或改型微型货车，但在改型时轴距、轮距发生了变化，假转向梯形机构没有作设 计匹配；另外，在改型微型货车时，由于轴荷变化引起悬架刚度变化后，前后侧倾刚 度分布及质心与原车有较大改变其侧倾转向与汽车的稳定性因数均发生了变化。所 以，在改型设计时特别需要注意整车参数变更带来的影响。论文查明r 原因盾对原设 计方案进行改进，消除了质量缺陷，保证了消费者的利益、维持了商家的声誉。 1 3 研究的目的与意义 有鉴于此，本研究课题就是以某款存在转向沉重、回正力弱及制动跑偏、侧滑等 问题的微型车作为工程实例，利用理论分析与试验相比较的办法找出影响微型汽车转 向性能和制动方向稳定性的因素，改进原来设计方案的不足及缺陷，实现底盘各系统 参数相匹配，优化整车转向性能和制动性能，提高民族汽车工：业的汽车底盘的自丰研 发能力。 第二章转向沉重、回正力弱理论分析 第二章转向沉重、回正力弱分析 2 1 转向沉重的原因1 幻2 6 1 2 8 1 2 ，1 1 内部机械阻力过大 汽车方向盘转向沉熏，就其主要具体原因有：转向器的循环球与螺杆、螺母 之间以及垂臂轴与轴套之间间隙过小；转向柱滚针轴承及分配阀上、下推力轴承 过紧；转向轴弯嘘和轴管出现凹瘪等变形；转向主销轴承及转向横直拉杆的球头 过紧以及转向系各润滑点缺油而润滑不良等。 2 、1 。2 外部阻力过大 外部阻力过大的主要具体原因有：轮胎气压不足，特尉是前轮严重缺气：包 括转向轮前柬和外倾以及转向主销内倾和后倾等内容的前轮定位参数失准或不 当：车架或前后桥变形，使车辆的行驶稳定性和行驶中的转向轻便性交坏。 2 1 1 转向助力作用降低或不起阻力作用 出现这种情况多是由于动力转向系统的液压管路中进人了空气所致，或是油 液管道及其接头漏油，特别是转向油泵主动轴油封漏油，搜转向贮油罐缺油或无 油；以及转向油泵磨损或溢流阀与安全阀弹簧过软，使供油不足和油压过低。此 外，动力转向系的分配阙和动力缸磨损或损坏，动力缸两端油封损坏也可使动 力转向系的助力作用降低或不起助力作用。 上述三项原因中，以转向助力作用降低或不起助力作用最易造成转向沉薰。 当动力缸密封圈一端损坏时，还会造成左右转向轻重不一的现象。故当车辆出现 转向沉重故障时，可首先检查动力转向系统的助力作用。如其作用良好，则检奁 转向系机械部分的技术状况。如技术状况符合要求，再着手检查前轮定位情况。 2 2 转向沉重故障的检查n 当车辆出现转向沉重时，配置有动力转向系的车辆首先就应检查转怒贮油罐 是否缺油。若缺油应检查油液管路及其接头是否有漏油迹象。对于转向油泵直 接由发动机联动齿轮驱动的车辆，还虚通过检鸯发动机油面是否升高来查明漏油 部位。如果检查油液管路并无漏油迹象，但油底壳油面却升高了，表明转向油泵 主动轴漏油，应更换薪油封。如果转向贮油罐不缺油，可根据先易后难的原则， 先检查前轮是否缺气。若缺气应按标准给前轮充气。如果前轮不缺气，则应对液 压系统进行排气。 检查的方法是：项起前桥，使左、右两前轮离开地面：起动发动机，并使其 转速稳定在1 0 0 0 r m i n ；左右扳动方向盘至极限位置( 注意，在极隈位置不髓停 留过久) 。如此反复进行十余次，直至贮油罐内油面平静无气泡为止( 在进行上述 操作时，应不断地往贮油罐内补充油液，以免空气进入液压系统) 。若排气时， 第。章转向扰羹、固正力骣攥论分斩 贮滴管漆露气邋，曩| j 可测用“流爨疆力稔煮仪”梭查动力转肉系静拽术状况。 秃_ i 篼捡蠢仅对，w 巍梭查机械转两系帮旃轮您佼豹技术状况精，褥检黉并嗣 龋动力转隧系鲍助力佟燧蹩否降甄。经过梭套，颏枫援转向部分秘髓轮定攮灼挝 寒搜凝瓣蓬好，或者虽枣奏阍越後漤除癌耱转i 楚浚夔，薅裁怒动力转辩悉熬瓣逛 了。可灞筻换动力转囱系主要部 牛避行比照或辩怀疑有闻题的黼件进行分解稔套 的办法找出问题所在，也西丁送到有较强按术力懿朔较好设备的修理厂进行检修。 机械转向部分的梭凌：可采取先拆下转向簇键与纵拉杆连接销的力、法避行 分菠羧焱。繇器下连接镑惹，转秘方囱蠢，藩浆潮流藿，诞弱转淘器按零状凝父 馇，珂熊怒循环球与螺耔、螺母之润或委臀轴鸟轴套之间间隙过小，转向懿滚针 辘承或努黧阕土、下摆力辍承避紧与濑浸不嶷簿。 建努，程转凄方愆擞辩，藩瞬嬲甏碰声，一般为转患骧窍黥裁辘管潮瘪窝形 所致，窀魄会便转囱萘斑部阻力增大。就时，剪瑗起静辑，掰手亳务扳鹚靛轮， 蓑感到缀赡力，表明转翻主镑轴承域纵、横拽粹球头关节过紧，谯w 能髓润滑不 是褥发卡。簧上述捡蠹筠懿好，剡寝对魏轮熬多 镁蹙翻转囊圭链灏邀镢麓露蘑候 麓避行梭囊。 车辆谯转向时，前轮绕主销偏 转，她颟怍厢于前轮一个阻力矩，其 大小等予撒蕊绘翦轮懿黻力( 力) ，麓 轮狳与港褥瀚犊融纛至主销辅线与嫩 蕊的交患之阏的距离e ( 力甓) 的黎彀 ( 参蔷灏i 1 ) “”。奁謇蓼辨受墼一京滟 憾凝下，玩距离越丈，转淘阻力躐魄 越大，溺丽转动方向盘魄越沉重。弼 强1 1 距离( 力臂) 的大小则取决于前轮的外倾角和主销的内倾角的太小，即上述角度越 小时，力臂越大，则转向阻力矩也越大。因此，当转向沉重时，有必要对前轮的 外倾角和主销的内倾角进行检查。此外，还应检查主销的后倾角，因为当主销的 后倾角增大，致使产生的稳定力矩的力臂r 增大，这虽可使前轮保持居中位置( 即 向前直线滚动) 的稳定性增强，但当转动方向盘使前轮偏转进行转向时，将使转 向阻力矩增大，使车辆转向沉重。 转向轮外倾角和主销的内倾角及后倾角，可用“携带式转向轮定位检查仪” 直接测出。它装有四个气泡式水准器，即两个纵向水准器和两个横向水准器。纵 向的外倾水准器4 和后倾的水准器7 ，分别用来测量转向轮的外倾角和主销的后倾 角；横向的水平水准器6 用以校正仪器的水平位置。在仪器的纵向一端有一圆柱 形磁铁，磁铁的中心通孔内有仪器的定位针。测量时可用磁铁将仪器吸附在前轮 轮轴的端面，用定位针对正轮轴的中心孔，以保证仪器的轴线与轮轴轴线同心。 第二章转向沉重、回正力弱理论分析 测量转向轮外倾时，将仪器吸附在被测前轮轮轴的端面，同时将水平水准器 6 的气泡保持在正中位置，以保证仪器在横囱上呈水平状态，此时，外倾水准器4 气泡中心所对的刻度值即前轮外倾的角度值。 测量转向主销的内倾角和后倾角时，同样须先将定位检验仪吸附在转向轮轮 轴的端面上，并使水平水准器6 的气泡保持在正中位置，再将转向轮向外( 即左轮 向左，右轮向右) 转2 0 。，并拧动内倾水准器5 的调整螺钉，使该水准器气泡对准 零位( 该水准器有上下两排刻度，测左轮时用有“左”标记的下方刻度，测右轮 时用有“右”标记的上方刻度) 。拧动后倾水准器7 的调整螺钉，将其调至零位。 然后，将前轮圉正，并再向内转2 0 。，即可从内倾水准器5 的刻度上读出主销的 内倾角度值；从后倾水准器7 的刻度上读出主销的后倾角度值 当转向轮外倾及主销内倾和后倾的角度值与规定不符时，可进行如下处理： 若前轮外倾角过小或主销内倾角过大时，可检查前桥在垂直平面内是否弯曲变 形：若主销后倾角过小，除检查钢板弹簧是否过软外，必要时还需检查前桥弹簧 是否扭曲变形。若属钢板弹簧过软或前桥已弯扭变形，但无配件可换或一时难以 修复，可在钢板弹簧与弹簧座后端面之间加装适当厚度的楔形垫片，以恢复主销 的后倾角度值。 第兰章制确魏稿、剿豌倒瓣理论蒸础 第三耄制动跑缡、制动谶潦分析 3 。 制蠲熊德分耩 微型率车奏质蠹辍，麟癜轴鼹缀，慰黼制韵稳镳阀逛尤照突国”。剃劫跑 镶楚掇汽窜在澄壹线褥鼗巍方向焱瓣定不麓的祭转下遴抒铡秘辩，辜赛鸯蠢动巍 左( 域套) 侧滑移或甩尾的瓣象，这熄种严熏韵寂愈隐患”。影响制动躐偏的 因豢很多，链括嗣轴甄擎辕傣韵戢的粼动力不耀等、车轮定位参数调熬谡麓、零 部件磨损或变形、轮胎黪攒竣气蓬不符合檬礁、行驶路况等等“柏“鸭“”“”。在 实繇维修避疆孛，缝徒爨簸骧鬻豢竣多瑟躐瑗蘩鬟蘩理、多次揆转熬阏熬。隰 她，商必袋对该赦漳的产激枣l 理、嚣域及瓣决方法徽一个全蕊麴致静了懿和搽 避。 利动瓣对车轮施知的溅动力矩，只霄遵过轮胎与路面之阑的附漪捧艨才能产 坐潞蕊对汽车懿铷动力，搜汽事获褥一建鲍减速嶷。熟露牵弓 力一榉，涮蹬力不 可髋越过翠轮与路西瀚豹黠着力。鬻为往瓣攀轮上熬弱动力一曼迭副辩赘力数缓 嚣，率黢瓣宠全终止旋转缒蕊) ，变成足怒淤鼹嚣傣缝浮毯，藏鼹继续壤瓤篱动 管路的液遥力，制动力也不会荐隧之增大轴“”。所以，翻动力与制动力籁只在 定范围内成正比。 如莱攀轮褥褒撼毵，溺薅覆对攀轮瓣铡游鬻誊饕力将竞全溃失。熬鬃懿耱撼税 丽聪龄滚动，汽车韵转穗将炎去控铡，德激戆缝掺原来的簿驶能力；娜墩慝轮 撒毵露蓊耱滚动，粼汽车鹈受一煮测淘力，嚣轮繇发生铡辩鞭撼糯愚照蕊蒙。斑 越，爨怒嬲裁动过秣怒攀簸程蠢一定浆浮穆爨一f 逐继续滚动。为了徽鳓遮一点， 在汽车设计赡过程中波尽爨蹭大警辕与踌谶润静辩潜力。鬻精力怒率赛豢赢载搿 与轮胎对瓣霭黪黄系数豹黎糗，邋鼹两个姆锅渤照偏蠢关的鞭爨“”。 车身的垂直载荷在前、后车轮上的质量分布情况与汽车的行驶状态有密切关 系。当车辆静止时，前、后车轮垂直载荷之比仅仅取决于汽车重心的纵向位置。 当汽车在行驶中制动时，惯性作用将使汽车重心前移，车身向前俯倾，致使前轮 对后轮的垂直载荷比变大，即前轮载荷加大而后轮载荷减小。而且，制动减速度 越大，前、后车轮垂直载荷比也越大。 后轮载荷的减小会加快了后轴两个后轮抱死的过程。因此，新款“五菱之 光”车型在后制动管路中安装了机械式感载比例阀，以消除制动力过大产生的 后轮抱死问题，在维修中应对此阀做重点检查。 轮胎对路面的附着系数与胎面花纹磨损、轮胎气压、轮胎失圆度及路况有直 接关系“1 。例如，同轴上的两个轮胎气压不致，不仅影响到轮胎本身对路面的 附着力，而且会使车轮定位参数中的外倾角发生变化城偏向一侧， 由此导致的 第三章制动跑偏、制动侧滑理论基础 制动跑偏问题也不在少数。 导致制动跑偏的第三个因素是同轴上的两个车轮( 特别是转向轴上的两个车 轮) 制动器产生的制动力不相等。汽车究竟朝哪边跑偏，要根据具体情况而定， 如图l 所示，假设车轮制动力在附着力范围内，如果左前轮制动器的制动力大于 右前轮，则地面对车轮产生的反作用力n 尼，此图2 一l 时汽车有绕重心旋转的趋 势，产生地面对车轮的侧向力y 。与y 。根据受力状况可以看出，此时厅绕主销的 力矩大于b 绕主销的力矩，虽然二：者可相互抵消一部分，但整个力矩之和向庄， 因而使得前轮向左侧偏转。方向盘本身是固定不动的，傻由于转向系统及悬架系 统各处的间隙和零件的弹性变形，转向轮仍能向左转动一个角度，这样跑偏就发 生了。 另外，由于前轮主销后倾角的存在，也使得侧向力y 。对转向轮产生一个偏转 力矩，增大了向左偏转的角度“”，使跑偏程度加剧。由此可知，在制动过程 中，制动踏板、真空助力器、制动总泵、制动管路、制动分泵、摩擦片材质、制 动盘( 鼓) 失圆度以及摩擦元件间的自由行程等，都将对车轮制动力产生直接的影 响。 前 图2 - 1 制动跑偏时受力分析 以上三点是导致制动跑偏故障的主要成因，汽车维修就是要以理论依据为 指导，结合实践经验，准确地判断出故障根源。根据用户的反映并通过亲自路试 及必要的检测，快速而有效地解决此类故障。 3 2 制动恻滑分析m 1 叫”1 制动侧滑，是锩8 动对汽车某一轴的车轮或两轴的车轮( 两轴车) 发生横向滑动 的现象。汽车在高速行驶中突然制动，极易产生侧滑。后桥侧滑将引起汽车剧烈 的回转运动，严重时可使汽车调头，十分危险。根据事故分析，在紧急制动时因 后桥侧滑造成的事故，约占车辆本身原因造成的事故总数的3 0 。因此，防止制 动侧滑，对保证制动时汽车行驶方向的稳定性，对提高行车安全都具有重要意 义。 第三章制动跑偏、制动侧滑理论基础 3 2 1 制动侧滑的影响因素 ( 1 ) 前、后轴车轮制动拖死的时机。 汽车在行驶中制动时，若后轴车轮比前轴车轮先抱死拖渭，就可能发生后桥 侧滑若前、后轴车轮同时抱死或前轴车轮先抱死而后轴车轮再抱死或不抱死，则 能有效防止后桥侧滑。不过，前轴车轮拖死后将失去转向操纵能力。根据试验， 若后轴车轮先比前轴车轮抱死拖滑，且时间间隙大于o 5 s 后桥将发生严重倒滑； 若两前轮不是同时抱死，则汽车总是朝先抱死的那边转动。 ( 2 ) 制动初始速度和附着系数 通过对几种不同的制动初始速度试验得出，在正常道路上，当制动初始速度 超过4 8 k m h “1 ，后轴懊4 滑就可能成为危险的因素。汽车在潮湿路面上制动时，附 着系数比干路面上要小，其制动距离和制动时间都较长，这时，在很小侧向力的 作用下，汽车就可能发生严重侧滑。 ( 3 ) 制动跑偏 跑偏与侧滑是相互关联的。严熏的跑偏常会引起后轴侧滑，易发生侧滑的汽 车也有加剧汽车跑偏的倾向。制动跑偏的原因有制造质量、调熬误差以及转向桥 左、右车轮制动器的制动力不一致等因素。 3 22 减少制动侧滑的措施“ 根据以上分析，车轮斜动器靠4 动力的分配比例是必须考虑的问题。前、后轴 车轮制动器制动力的理想分配曲线， 要求前、后轴车轮制动器制动力之和等于 地面总附着力。为了使汽车制动器制动力的比例曲线尽可能接近理想曲线，现代 的汽车制动系中装有各种压力调节装置，如雕压比例阀、载荷控制限压阀和载荷 控制比例阀等。采取这些措施可使汽车的抗侧滑能力得到改善，但并刁i 能消除因 翦轮抱死而使汽车失去转向能力的可能性，也不能充分利用峰值附着力。 随着各种制动防抱死装置在汽车制动器中的使用，能使汽车在紧急制动时防 止车轮完全抱死而处于边滚边滑的运动状态。因此，汽车在制动时不仅有蘸好的 防后桥侧滑能力、较好的转向能力，而且，由予利用了峰值附着力，制动效能也 得到充分发挥。 第四章微型客车转向沉重、回正力弱试验研究 第四章微型客车转向沉重、回正力弱试验研究 本研究是针对实际问题样车的方向机进行的。不仅对问题方向机进行了实际 检测，还进行了理论计算分析，最后，解决了该问题。 4 1 转向沉重、回位力弱样车 车辆编号： 2 0 0 0 0 1 2 6 8 6 4 2 转向沉重、回位力弱的检验与测试 4 2 ，1 行驶检查： 转向异常沉重，转向后完全无回位感，必须施加与转向相同而方向相反的转 向力才能使转向轮回到中间位置。 4 2 + 2 零部件、总成的检测： ( 1 ) 方向机效率： 正向平均效率：5 t 4 l ( 标准值大于7 0 ) 逆向平均效率：2 0 9 2 ( 标准值5 7 6 5 ) f 2 ) 传动杼摩擦阻力矩： 球铰最大摩擦阻力矩：8 2 3 n i i l 球铰最小摩擦阻力矩：2 7 4 n m 球铰平均摩擦阻力矩：5 3 3 n m ( 标准值：0 9 3 9 n m ) ( 3 ) 前轮定位参数检测 前轮定位参数 左右标准值 前柬( m m )1 0 m m 外倾角( o ) l 。6 l 。3 0 1 5 。 后倾角( 。) 2 。3 0 2 。5 2 j 。 内倾角( o ) 1 2 。2 6 1 3 。3 0 1 2 5 o 4 3 转向力检测 4 3 1 检测条件： 方向机正向平均效率为6 7 5 1 ，逆向平均效率为4 9 8 6 ；前轮从直线行驶位 置静态向左，右偏转2 0 。时在方向盘上所需的切向力的最大值作为转向力；前轮 置于前轮定位仪的转盘上。 方案a ：传动杆平均摩擦阻力矩5 8 8 n m 方案b ；传动杆平均摩擦阻力矩2 9 5 n m 第四章微型客车转向沉重、回正力弱试验研究 方案c ： 4 3 2 检测结果 方案a ： 方案b ： 方案c ： 传动杆平均摩擦阻力矩5 0 0 n m 方向盘旋向转向力 顺时针4 5 0 8 n 逆时针4 7 0 4 n 顺时针 3 3 3 2 n 逆时针3 7 2 4 n 顺时针4 3 1 2 n 逆时针4 2 1 4 n 4 4 方向机逆向转动力矩检测： 方向机编号：无；力矩：9 2 2n m ：生产厂家：长风厂 4 5 回正力矩检测 ( 1 ) 检测条件： 前轮置于前轮定位仪转盘上；脱开左，右横拉杆：测量前轮向外转到极限 位置所需外力及前轮从极限偏转位置开始回转产生的力矩。 ( 2 ) 检测结果： 左轮回正力矩： 3 7 8 0n m 右轮回正力矩： 3 2 0 2n m 4 ，6 理论分析计算 4 61 方向机效率计算2 2 1 2 1 3 2 1 3 3 1 ( 1 ) 滚珠螺旋： 正向： n l = t ga t g ( a + v ) n = t g ( a v ) t g 逆向： r i l o = t g dt t g ( a + 2 ) r t i o j = t g ( q 一2 、l ，) t ga 其中a 螺旋升角铲70 1 2 1 6 ” 1 l r 摩擦角t g l l r = f 矗摩擦系数 取f = 0 0 2 ，则v = 1 01 9 则：r t 。= o 1 2 6 3 0 1 4 6 8 = 0 8 6 r t 。锄1 0 6 0 0 1 2 6 3 = 0 8 4 r l ，o 印1 2 6 3 0 1 6 7 3 = 0 7 5 q 。= 0 0 8 5 7 0 1 2 6 3 = 0 6 8 ( 2 ) 滑动轴承： r l 2 _ ( 1 - f v ) ( t + f v ) 第四章微型客车转向沉重、同正力弱试验研究 当量摩擦系数，f v = n f 取f = 0 0 1 ，n = 1 2 r l2 o 由以上计算可得出，汽车在低速行驶的过程中，理论上汽车具有转向自动回 纂滔辈锾登客车转蠢嚣垂、鞴援宠弱试验研究 正的能力。 4 7 检测与计算结鬈分析结论2 6 4 。7 梭溅瓣缝莱分耩： 检测在不同踏板力( 制动管路油压) 时的前后轴左右制动器静态和 动态的制动力矩。 测试前后轴制动管路分秉排气口处的制动油压和前轴左右制动管路 分泵排气口处的制动油压与不同踏板速度( 不同制动强度) 的关系， 检i 受4 前轴左右制动爨总成方面的原因。 检测不同制动强度时，前后轴左右制动器抱死韵时差，以及前后轴 抱死的时差。 5 1 1 前后轴左右 扫哇动蛙尊杰制动力和翁轴左右制动器动态制动力 ( 1 ) 前后轴左右制动器静态制动力 将被测车辆举升使匹轮离开地面，用螺旋机构压下制动踏板，测量不同踏板 位置时的每个车轮临界抱死力矩。其测量结果如表1 1 所示。 位置时的每个车轮临界抱死力矩。其测量结果如表】。1 所示。 第五章微型客车制动、倒滑试验研究 表5 - 1 微客前后轴左右制动嚣静态制动力矩( h m ) 踏板行程前轴右前轴左前轴左右后轴右后轴左后轴左有 位置制动器制动器制动器差制动器制动器制动器黄 ( )( ) 13 0 o5 4 04 4 4 03 6 54 7 92 3 8 0 26 4 41 1 2 2 4 2 6 0 5 3 05 6 46 0 0 31 5 0 22 1 3 52 9 6 08 2 o1 1 9 4 3 1 ，3 2 42 4 0 73 6 8 23 4 6 01 2 5 01 5 6 ，01 9 8 7 53 2 5 04 7 8 03 7 0 01 4 5 52 1 4 0 3 2 0 1 6 3 9 1 06 0 6 5 3 5 5 01 6 6 52 5 9 03 5 7 74 5 6 76 4 0 42 8 7 0 2 0 1 o 2 8 5 5 2 9 6 0 由表5 1 可知，前轴左右制动器制动力差的百分比随藿踏板力的增大而减小，力 差达3 0 以上，显然，不符合制动器的技术条件。且前轴左制动器制动力大于自 制动器制动力。后制动器制动力平均差小于静制动器制动力差。 ( 2 ) 前轴左右制动器动态制动力 前轴左右制动器动态制动力的测量是在该集团公司进口的制动器试验台上进 行的。具体测量结果妇表5 - 2 所示。 表5 2 微客前轴左右制动嚣动态制动力测试结果 静恸油压 m p a ) l2 34567 力矩( n m ) 18 4 02 9 0 05 4 2 57 6 0 09 9 0 01 2 0 501 4 2 2 0 左l 28 6 53 0 1 07 6 8 09 9 3 01 2 0 2 01 4 3 0 0 l 1 0 8 53 3 9 06 1 6 0 3 8 51 0 7 4 01 2 8 1 0】5 0 1 o 左2 2 1 0 8 53 5 0 0 8 3 3 01 0 7 7 01 2 8 9 01 5 0 1 o 16 2 o2 7 1 05 2 0 07 2 3 09 4 0 0 1 1 3 0 of 3 3 4 0 右l 25 9 02 3 4 07 3 7 i o9 6 2 0 1 6 3o1 3 5 30 1 8 9 02 9 2 04 9 8 o6 9 9 09 2 4 01 0 9 2 0 1 2 8 7 o 右2 2 8 9 o2 9 2 06 9 4 08 9 2 o1 0 8 701 2 9 3 0 力羞( )4 5 6 02 2 6 01 9 1 01 8 1 81 7 1 71 5 6 7 1 42 5 左右对比左大 左大左大 左大左大左火左火 注：随扭讨由检2 套制劫嚣 第五章徽型客车制动、侧滑试验研究 2 2 由表5 2 可知，对于不同的制动油压，左右制动器动态制动力差的百分比也是 随着踏板力的增大丽减小，力差最大值4 5 6 。显然，也不符合制动器的技术条 件。且存在多数左制动器制动力大于右制动器制动力的趋势。 ( 3 ) 前后制动器静动态制动力分配与踏板位置的关系 表5 3 改进前前、后轴静态制动力分配系数d 前制动器制动力力矩后制动器嗣动力力矩 序号 制动器制动力分配系数b ( f 。1 ) ( n m ) ( f 。0 ( n ，m ) i8 4 0 8 4 ，4o 5 0 21 7 6 61 0 9 4 0 6 2 33 6 3 71 0 9 4 0 6 5 4 6 0 8 92 8 1 oo 6 8 5 8 0 3 0 3 5 9 5 o 6 9 69 9 7 54 2 5 5 o 7 0 71 0 9 7 14 8 6 ，5 o 6 9 l 制动油鹾前轴制动力矩 后轴制动力矩前后轴制动力 ( m p a )( n m )( - q ，m )分配系数b 第一套第二套笫一套第二套第一套第二鏖 l9 8 o9 5 5 1 1 3 0 1 1 6 00 4 6 4 0 4 5 2 24 0 1 04 2 3 o2 9 7 52 9 8 0o 5 7 405 8 7 37 8 7 08 0 8 54 8 5 04 9 3 00 ，6 1 9 0 6 2 1 4 1 1 5 2 0 1 1 7 2 06 舳o 6 8 3 o 0 6 2 90 6 3 2 综上可知，前轴左右制动器无论是在车上的静态制动力，还是在制动器试 验台上的动态制动力都存在较大的力差，都是左侧比右侧大。因此，导致车辆制 动时向左跑偏。同时，b 偏小( 各种制动强度下均不足0 7 ) ，容易导致制动时后轴先 于前轴抱死而产生侧滑。前轴左右制动力差过大引起的跑偏将加速后轴侧滑，而 后轴侧滑又将加剧跑偏。二者相互促进，致使车辆严重跑偏。 5 1 2 前后轴分泵和前轴左右分泵处的制动浊压与不同踏板速度的关系 微型客车在样车测试过程中，发现多数前轴左制动器制动力大于右带动器制 动力的趋势。这种趋势可能是由藤轴左右制动器总成质量差异造成的，也可能是 第五章微型客车制动、侧滑试验研究 由于制动液压管路系统引起的，为了查清原因，先检测了前后轴分泵和前轴左右 分泵处的制动油压与不同踏板速度的关系。结果如图5 1 所示。 m p a x l 0 1 1 0 0 8 0 6 0 4 0 2 0 o fr 。rr 盥i “上上i 过 f ，r 1 一 i i l 、 、t m w j - 一表靛轮油压力 m p a x l 0 1 7 0 6 0 5 0 4 0 3 0 2 0 l o o o 5 图5 - 1a 紧惠踩下制动踏板 1 5 r 一 l群一y 1 n 十 y 一i _ 一 r ； ，rt 口= b u j j i = - - i t - - 右前轮油压力 】一 。渖 s 00 511 522 5 图5 - 1b 缓踩下制动踏板 m pe 1 l0 6 0 5 0 4 0 3 0 2 0 l0 0 00 5i 522 s 圈5 - 1c 先缓后惠球下剿动黯板 s + 一 1 j一 一 第五章徽罄窖车制动、侧海试验研究 互 | il ： 奎酵槭。 燃、 落妒l 一 十_ i 藩。衙 一 ￥ 1 _ y l 、i + 左麟e 池黝i 1 j i jf j 0 m p a x l 0 s 毡6魏81 21 4 圈5 一ld 先惠后缓菲下剥铹瓣板 l l |r ， i ，：1 ll 阐越 i， ；l ! h j fn 争 l ：丁丁 ir l r 1 l l 一 lj 卜 。 j r|liii j 一。l 1 h 一左前轮油压力 l _ 赢韶齄油蓬 重 一 蹋s 一1b 惠踩制动踏板 由图5 ，l a 。b _ c i d e 辩知，前后轴分泵处的制动油藤的变化曲线基本相同，最大 截动油压处的莲蓬院缀夺。前轴左右分泵处的售动油压变纯鞠线捆同，制动酒压 值也几乎完全相等，麒媳踏板麟下的速度无关。这表明前轴左右髑动嚣制动力的 明显差异不是来鑫裁动聚餐爨黥麓态涮动油压熬影璃。 5 1 3 前轴左右制动器总成性能和零部件质量 经过上节的分折，制动系管路的动态制动油压的影响被排除掉了，造成前轴 左右制动器制动力差异的原因就可能来自前轴左右制动器总成质量问题。为此， 进行了大量地、反复地前轴左右制动器总成性能及零部件的质量的检测和研究。 发现的质量问题归纳如下： 双领蹄自调机构自调终了的阃隙值较大( o 5 r a m ) ，且上下蹄片的间隙值差 较大( o 2 m m ) 。 辐蕊衢加博碑5 o 彻们瓣婚。 第五章微型客车制动、侧滑试验研究 蹄片与制动鼓的接触厩面积比差异较大，且沿蹄片周向的分布差异出较大。 自调机构有时不能实现自调功能。 蹄片( 在制动过程中回位不灵活，) 与制动底板间存在不正常摩擦；滞片弹 簧卡、燕尾槽中的锅件垫块长度不够，阻碍蹄片的左右移动。 制动分泵活塞回位发卡。 蹄片摩擦系数离散度超过技术条件要求。 制动底板的冲压成型质囊较差。 制动分泵的轴线定位误差较大，导致安装后左制动器的制动力增大，右制动 器制动力减小。 众所周知，双领蹄制动器具有制动增力作用，同时，对制动器的设计、制造 要求也很高，以保证每个蹄片在各种制动强度与制动过程中，获得差值较小的制 动增力。如果左右制动器制动力不同，可以通过调整蹄片与制动鼓的间隙柬改 善，使之趋于相近状态。对于自调阐隙的双领蹄制动器，由于两个蹄片与制动鼓 间隙不能分别调整，为了保证实现左右制动器制动力平衡，对双领蹄制动器的设 计、制造要求就更高了。所以，前轴左右制动器的设计和制造质量问题是该车辆 制动跑偏的主要影响因素。必须改进、提高该前轴制动器的设计、制造质量。 5 1 4 不同制动强度时左右镧动器抱死的时差及前后轴抱死的时差 为了定量的检测前轴左右制动器抱死的时差，以及前后轴制动器拖死的时 差，以便进一步研究它们和车辆跑偏、侧滑的关系。利用专门设计、制作的测试 系统，对前轴左右制动器抱死的时差，以及前后轴制动器抱死的时差进行了测 试，试验使空车，其结果如下： ( 1 ) 中缓，3 0 k m h ，右偏 前轴：左稍先于右0 ，0 8 秒 后轴：左稍先于右0 0 4 秒 后轴先于前轴0 6 秒 ( 2 ) 急刹，3 0 k m h ，无偏 前轴：左先于右0 6 秋 后轴：几乎同时 后轴先于前轴0 2 5 秒 ( 3 ) 重缓刹，左偏，4 0 k m h 前轴；左先于右0 5 5 秒 后轴：左先于右0 0 7 秒 后轴先予前轴0 5 5 秒 第五章微型客车制动、侧滑试验研究 由上述测试结果可知，三种制动状态均出现后轴先于前后轴抱死，说明原车 1 3 值设计偏小，与前述制动力测试结果致。紧急制动强度时，前轴左右制动器 抱死时差较小，同时，前后轴拖死的时差也很小，所以，制动过程稳定性好，不 跑偏，不侧滑。但在相应的中等制动强度下，前轴左右制动器拖死时差大，导致 车辆向左跑偏。同时，后轴制动器比前轴制动器过早抱死，导致车辆产生侧滑。 对于车速较高的微型客车来说，在制动过程中其前后轴应同时抱死，或前轴适当 的比后轴先抱死。所以，该车辆在非紧急制动时制动侧滑的主要原因是后轴制动 器比前轴制动器罩抱死时差太大。必须从设计上改变制动系前后轴制动力分配系 数，以获得合理的前后轴拖死的顺序和时差，在