汽车共振故障张连起排除法(第二稿)

1、汽车共振故障张连起排除操作法1.定义和术语：1.1共振：共振是指一个物理系统在特定频率下，以最大振幅做振动的情形。1.2振况：汽车行驶中产生共振的实际状况。1.3振频：汽车行驶中产生共振时的振动频率，或单位时间内的振动次数，用（次/min）表式。1.4振幅：汽车行驶中产生共振时的振动幅度，用(cm)表式。1.5振源：汽车行驶中产生共振的主要系统。1.6振点：汽车行驶中产生共振的主要零部件。2.故障现状： 长期以来，汽车在行驶中，特别是重型载货汽车产生强烈的共振故障，当车速稳定在一定区间，30KM-40KM/h或70KM-80KM/h时出现振况，尤其是在一级路面或高速公路上，特别明显。严重影响汽

2、车行驶的稳定性和驾乘人员的舒适及安全感，同时造成用户不能接受故障车，经常退车处理，给企业造成极大的经济与质量信誉损失。目前在我国重型汽车生产企业，新车出厂前就不同程度存在共振现象，特别是8X4载货汽车更为明显。当然，用户后期使用中严重超载、轮胎气压不足或过高、上装改制轴荷分配不均等，致使车轮钢圈严重失圆，都是造成共振的主要因素。针对这一重大攻关课题，我经过五年探索，总结了一套排除方法，供同行们在解决问题时参考。3.原因分析：3.1汽车共振的产生：经过多年上百辆份车的试乘试驾，我深刻体验到：当故障车行驶在平坦路面上，车速在某个区间，（30KM-40KM/h或70KM-80KM/h）时，汽车传动系

3、（传动轴）的振动频率与车轮和地面滚动的振动频率重合，在这个物理系统的特定频率下，引起整车大振幅振动产生共振。反之，在二级以下不太平坦路面上，振动频率抵消，共振现象则不明显。3.2原因判断：3.2.1将车辆启动，在静止状态下，提高发动机转速，检查是否存在共振现象，若没有则通常振源不在发动机。3.2.2在平坦路面做动态试车，使车速保持在共振状态，切换变速箱挡位（高档区），若无变化，则通常可排除离合器、变速箱的原因。3.2.3将车速提高至共振区间以上进行空档滑行、踏下离合器、关闭发动机（必须由有丰富经验的专业人员在良好路况下操作），当车速降低到共振区间后观察是否改变，若无变化，则振源通常在传动系统上

4、。3.2.4将后驱动轮顶起，把前转向桥用垫块顶住（防止车辆冲出发生危险），起动发动机并达到共振车速，检查共振是否发生变化，检查传动轴是否剧烈跳动，若无变化且传动轴运行平稳，则通常振点在驱动桥车轮钢圈上。3.2.5牵引车型通常车辆加载后，共振会减轻，加载后共振加剧，则排查上装或挂车是否存在问题。3.2.6方向盘抖动，通常是前束调整不当、前轮失圆、转向杆系松动、存在运动干涉等原因造成。3.2.7上下抖动，通常是车轮失圆造成；前后抖动，通常是制动鼓失圆、上装等原因造成；左右抖动通常是车轮偏摆或一侧减震器失效造成。3.2.8解决用户共振故障车，需询问用户并试车，确定是方向盘抖动？驾驶室抖动？其它地方抖

5、动？确定是上下抖？前后抖？左右抖？并低速轻踩刹车，检查是否有振动现象。3.2.9为应付超载，一些用户把轮胎气压冲到1315bar，一旦车辆空载，遇轻微颠簸即出现跳动现象。（按照标准，轮胎气压为89kpa）3.2.10部分用户长期用高档跑低速，当发动机转速低于1000r/min（此时车速40km/h左右）时，由于超载严重，发动机动力不足，车辆出现共振，而一旦踩油门或挂抵挡，则共振大幅减弱或消失。3.3传动轴动平衡失调是产生共振的主要振源。（见案例一）3.4钢圈或轮胎失圆是产生共振的主要振点。（见案例二） 从抽查情况来看，轮胎径向失圆占40，其中径向圆跳动4.5mm的占10！据相关标准规定：轮胎径

6、向、轴向圆跳动量2.5mm；钢圈径向、轴向圆跳动量2mm，若考虑积累误差，则轮胎与钢圈装配后整体的径向、轴向圆跳动量会=4.5mm，但根据实际情况，在大于3mm时，就会出现较为明显的跳动现象。3.5车轮紧固力矩不均，造成应力集中，全车轮胎不在同一平面上，出现汽车行驶中跳动，亦是原因之一。4.排除方法：4.1排除前首先将全车轮胎气压调整稳定在标准范围内（89kpa）。4.2检查轮胎、钢圈的失圆量与偏摆量，找出失圆的车轮并标出高点，对失圆轮胎进行位置调整，并将两个失圆轮胎的高点叉开90度安装，进行路试检验。4.2.1轮胎总成失圆量的检具： 使用检具进行测量，如下图所示，由于工具较为简单，可自制。

7、4.2.2失圆量检查方法如下：使用千斤顶将车桥顶起，使轮胎可自由转动。将检具放到轮胎胎冠中部，转动轮胎，找到轮胎上离顶杆最近的一点，使顶杆顶到该点上，固定该工具不动；转动轮胎找到轮胎上离顶杆最远的一点，测量顶杆到该点的距离，即为轮胎的失圆量。如下图所示： 转动轮胎找出最近点 找出最远点 4.2.3偏摆量的检查方法与失圆量类似，如下图所示： 转动轮胎找出最近点 找出最远点 4.2.4若跳动量或摆动量大于3mm，在排除车轮轴承、连接螺母、板簧骑马螺栓等部件连接紧固没用松动的前提下，轮胎或者钢圈存在质量问题，更换调整即可。4.3测量各轮胎的失圆量，如下.跳动量直接写在了轮胎示意图里，单位mm：（举例

8、）23244355664.4使失圆严重的轮胎都集中到中桥上，保证后桥轮胎质量较好。然后将中桥两侧的两个轮胎的安装呈高点十字交叉形状，避免高点重合，加重跳动，如下图所示：这种方法尽量减少中桥的跳动，同时后桥集中了质量最好的四个轮胎，跳动量明显减少。4.5传动轴、轮胎总成的动平衡检测，目前传动轴总成出厂前都应经过严格的动平衡检验（采用铁块配重），轮胎总成的动平衡检测，在国内重型载货车上采用不多，只有在大型乘用客车中采用。如有设备条件对轮胎总成进行动平衡检测（采用铅块配重），其效果亦比较明显。4.6使用扭力扳手检测全车轮胎螺栓拧紧力矩（550-600NM）。采取下列步骤：轮胎松装（50-100NM）

9、低速短距离动态行驶，释放应力按标准紧固并试车检测4.7本排除操作法同时也适用于车轮吃胎、制动摆头、行驶跑偏故障。5.案例说明：5.1案例一：关于解决重汽HOWO A7S25车型共振问题总结1、问题反馈：2009年8月5日，接到调试车间信息反馈，订单号为AXAK09070023/001的10辆车（底盘号为9W406117-9W406126）下线后，其中有9辆存在不同程度的抖动共振现象，直接影响入库发交。2、原因分析：经落实，该车型为第一次批量装车，我们从故障车中抽取一辆底盘号为9W406124的车在试车场环形跑道上试车，当速度在60MK/h之前，该车一切正常，当速度达到70KM/h时，开始振动，

10、坐在驾驶室内感觉有抖动现象，当速度达到80KM/h时，抖动明显增强，因受路况限制，80KM/h车速，只能保持半分钟时间，而且无法将速度继续提升，为了进一步分析故障模式，将该故障车开到104国道（一级路面）上继续路试，情况得到确认，当速度在70-80KM/h时，在驾驶室内感觉抖动明显，此时，后视镜、室内地板等一切均有抖动现象；速度继续提高，当达到90-100KM/h时，现象减弱。通过路试证明，该故障车在80KM/h时，抖动现象最明显。2.1、因该车型转向二桥使用上海科曼空气悬架，我们将空气悬架的刚度多次调整（通过感载阀进气量的大、中、小调节），经104国道路试，现象没有明显改观。2.2、对发动机

11、进行静态运转，由低速600r/min至高速2000r/min工作,无抖动现象。2.3、在试制车间，将该车的后桥吊起，做驱动桥空转实验，当车速6080KM/h时，振动明显，且是全车振动。2.4、初步判断振动为传动轴引起，排除车身及前桥悬挂部分，经与传动轴厂联系，重新发交一辆份动平衡合格的传动轴，更换传动轴、吊架轴承及支架。2.5、经104国道再次路试，60km/h前平稳；70-80km/h平稳；80-90km/h后基本平稳。共振现象解除。3、确认验证：在故障车抽取底盘号9W406122进行路试，当7080KM/h时，存在共振现象，为验证是否与传动轴有关，在传动轴配重块处，增加一约为300g的铁块

12、，重新进行路试，在6075KM/h时，振动明显加强，且振况提前。这进一步证明传动轴平衡破坏后，是造成共振的主要原因之一。（见下图）在此处增加配重实验4、原轴鉴定：将更换后的传动轴带到传动轴厂进行动平衡试验，试验结果如下：AZ9115311360：转速：1600r/min次数角度不平衡量第一次95°2.45g*cm65°3.27 g*cm第二次98°2.42 g*cm66°2.82 g*cm5、整改方案：5.1、将剩余的8辆车进行更换传动轴，并进行路试验证效果。5.2、8月18日在试制车间更换6辆份重新组织生产动平衡合格的传动轴。对其中底盘号：9W4061

13、22 9W406126分别进行换轴前后的道路对比试验，结果70-80KM/h共振现象明显减弱，属能接受状况。6、本次结论：6.1、共振模式：6.1.1、振况:60KM/h前稳定，70-80KM/h范围震动，90KM/h后减弱；6.1.2、振频：80次/min；6.1.3、振幅：3-5mm;6.1.4、振源：传动轴总成；6.1.5、振点：车轮钢圈。（采用真空胎钢圈有利降低共振）6.2、通过研究分析及反复道路试验证明，传动轴的不平衡量与共振有直接关系。6.3、据调查本批车装用08年库存传动轴，橡胶吊架轴承老化也是考虑因素之一。6.4、认真总结，为下一步解决其它车型共振问题提供一定的经验积累。 二九

14、年八月十八日 5.2案例二：关于动态AUDIT评审严重共振故障排除报告1、 评审车辆明细：1.1评审日期：2011.03.16-03.181.2参加人员：集团质量部 赵军 卡车质量部 李秋生 张连起 樊荣海 蔡仑 林琳1.3车型：ZZ3257N4347C1/N1WA1.4底盘号：BN597058 发动机号：1101070648571.5评审车辆图示 2、问题状况： 该车由济南至江苏，经1500KM京沪高速公路动态路试，在70KM/h车速时出现严重共振故障，因上下颠簸厉害，造成驾驶员无法控制油门、操纵车辆，致使驾乘人员在座椅上坐不住，在卧铺上躺不下，这种状况实属用户不能接受的重大故障。3、解决措

15、施：3.1卡车质量部随即成立以部长孙元波为组长的QC公关小组，抓住这一典型案例，运用汽车共振故障张连起排除法，展开分析研究，同时对该故障排除法进行验证，本着故障排除先易后难的规则，重点从下述步骤开展。3.2第一步，检查传动轴紧固力矩和平衡、跳动量，并将吊架轴承至中桥带伸缩节传动轴旋转180°重新安装，经104国道一级路面试车，结果振况无明显改善，可以判断传动轴不是引起该车共振的主要因素。3.3第二步，对前束进行了测量，前束值约为2mm，子午胎规定前束值为0±1mm，前束基本正常。3.4第三步，也是关键步骤，检测车轮总成失圆、跳动量。该车轮胎为三角牌12.00R20子午胎，首

16、先将全车轮胎气压检查保持在7.5-8Kpa,全车轮胎螺栓紧固力矩重新标定在550-600Nm,然后利用自制检具对全车车轮进行跳动量测量，数据详见下图：22143652223.4.1.结果显示，该车左中外轮失圆、跳动量最大为6mm，右中内轮为4mm,左后内轮为5mm，共有三个车轮总成超标，存在失圆质量问题。3.4.2依据测量结果，利用本车轮胎进行调整，调整后车轮跳动量如下图：42523312223.4.3车轮调整说明，将跳动量最大为6mm的左中外轮与备胎（经测量跳动量为3mm）对换；将跳动量为4mm的右中内轮与跳动量为2mm的右前轮对换；将跳动量为5mm的左后内轮与跳动量为1mm的右前轮对换。然

17、后经104国道一级路面试车，结果振况发生明显变化，该车70KM/h共振区间消除，后桥各车轮运转基本平稳，但是，振区降至35-40KM/h,该区间出现上下和左右晃动振况，由此可见跳动量分别为4mm和5mm的两个前轮是问题根源。3.4.4挑选两个跳动量为1mm 的同厂牌、型号的车轮，更换该车左右前轮，再经104国道一级路面试车，最终结果是：35-40KM/h时车辆运转平稳，共振消除，70KM/h共振区间共振消除，80KM/h左右时只有轻微振感，属用户可接受范围。调整最后的全车车轮失圆、跳动量图示如下：12123312224、小结和建议：4.1该车经集团质量部再次确认、验证，情况属实，要求认真总结，并在各车型、各整机厂进行验证推广。4.2车轮总成的失圆、跳动量超差是造成整车共振的主要因素之一。4.3前轮失圆、跳动量超差会造成整车35-40KM/h中低速时共振，后驱动桥车轮失圆、跳动量超差会造成整车70-80KM/h高速时共振。4.4卡车质量部对失效的故障件采取封件措施，送检验室按图纸标准要求进行拆检。4.5建议尽快依据相关标准制定关于车轮钢圈、轮胎的失圆、偏摆、跳动量及平衡量检验入