汽车转向摆振原因分析

汽车转向摆振原因分析一、转向摆振的定义装用充气轮胎的汽车转向轮在一定工况下会发生绕主销的持续摆动，并且这种振动将会通过转向系传递到转向盘上，甚至引起整车的明显振动，这种复杂的振动被称为摆振。•转向摆振是一种非常有害而又很普遍的振动现象，对汽车的操纵稳定性、行驶平顺性、动力性、燃油经济性和安全性都有一定的负面影响。二、转向摆振的分类根据引发振动的类型分为1、强迫型强迫型摆振是由周期性干扰源引起的，此时摆振周期与干扰周期一致。2、自激型自激型摆振是一种非线性动力学失稳现象，它的发生不需要周期性的激励源，也不像强迫型那样有明显的共振车速，可能发生摆振的不稳定车速的范围较宽，而且并不是在不稳定车速范围内摆振会必然发生，其发生与否要看受到的激励是否够大。转向轮的强迫振动主要是由于车辆行驶时左右前轮及制动鼓端摆、径摆等不平衡质量在车轮转动时产生惯性力造成的。这类振动的特点是其振动频率与车轮转动频率一致，通过计算振动频率与车轮转速能够比较容易地作出判断。克服这类振动的方法也比较简单，通过检测消除不平衡质量问题就可以得到解决。而车辆的自激振动则复杂得多，它与系统的转动惯量、阻尼、刚度、前轮定位参数、车速、轮胎动态特性、车轮载荷及路面情况等很多因素有关。直到目前为止，尚无法用一个较完善的数学模型对上述关系加以准确描述。根据发生摆振的速度分为1、低速摆振（40－70KM/h）2、高速摆振（100KM/h以上）早期的摆振研究都是针对低速摆振进行的。随着高速公路的发展与汽车技术的进步，汽车行驶速度不断提高，转向轮高速摆振逐渐成为各大企业研究重点。高速摆振有别于传统的低速摆振，低速摆振表现为汽车在路面上出现蛇行现象，转向盘的抖动可凭眼睛明显观测到；而高速摆振的特点是高频微幅，转向盘的抖动已难以凭人的眼睛观察到，只有通过人体感觉或仪器测量才能得到，其振动频率一般高于10HZ并且汽车不出现明显的蛇行现象无不平衡量的情况在单侧加了不平衡量的情况三、前轮摇摆的原因及排除步骤产生前轮摇摆的原因前轮摇摆是一复杂的摆动问题，其原因是多方面的，它除了与结构设计、制造和维修工艺有关外，在使用中出现摇摆故障时，还与转向机构松旷、前轮定位失常和前轮不平衡等因素有关。(l)转向机构松旷的影响。转向机构除了传递来自方向盘的转向扭距之外，还有阻止转向轮自动偏转的作用。若转向机构各配合件磨损松旷、各球节磨损过甚间隙过大，将会使转向传动系统阻尼作用减弱，振动位移量加大，前轮稳定效应降低。(2)前轮定位参数失常的影响。前轮定位包括前轮外倾、前轮前束、主销内倾和主销后倾4个要素，且不同型号的车型都有各自的参数值。如果前桥弯扭变形，主销与衬套磨损过于松旷，钢板弹簧固定松旷或错位等都会使前轮定位参数失常，从而破坏了转向轮的稳定效应，引起前轮摇摆。转向轮定位参数增大主销后倾角增大主销内倾角增大车轮外倾角增大前束角摆振峰值增大减小减小增大(3)前轮质量不平衡的影响。前轮质量不平衡，对转向轮的跳动和摇摆都有影响。造成前轮质量不平衡的具体因素有:前轮轮盘、轮毂和轮胎等的加工精度不高，材料及其密度不均匀;装配时，轮胎、轮盘和轮辋等装配不同心;轮胎磨损不均匀，外胎修补或翻新。另外，转向系刚度太低，前钢板弹簧U形螺栓松动或钢板销与其衬套配合松旷，转向系与前悬挂的运动互相干涉，道路不平，货物装载不合理等对前轮摇摆也有影响(4)轮毂轴承松旷或损坏的影响。轮毂轴承松旷或损坏就不能有效地受到轴向牵制，车轮遇到阻力就会在转向节轴上径向摆动，从而牵动车轮沿主销摇摆。(5)轮辋变形的影响。轮惘变形，车轮滚动必然产生摇摆，轮胎螺丝松动，也会产生前轮摇摆的后果(6)前钢板弹簧绕度或片数不一致的影响。前左右钢板弹簧绕度或片数不一致，不仅会使前轮定位失常，而且会使车架倾斜，使得两前轮承载质量不均，也容易引起前轮摇摆(7)车架变形或车架刚性差的影响。车架变形，如同前钢板弹簧绕度或片数不一致的后果。车架刚性差，遇到颠簸，使承载重心交变游动，造成前轮摇摆(8)轮胎气压过高的影响。轮胎气压过高，遇到颠簸便过于弹跳，再加上其他不良因素，也会引起前轮摇摆。(9)货物装载不合理的影响。货物装载过于靠后或过于偏左偏右，以及载物重心容易交变、游动者(如油罐车、洒水车等)，使前轮轻飘，交变游动而引起前轮摇摆。前轮摇摆的诊断与排除前轮摇摆严重地破坏了汽车行驶的平顺性，直接影响了行驶安全和运输效率。因此，若出现前轮摇摆故障，应及时进行检查诊断并加以排除。排除方法:可采取分段逐步检查。第一步，检查转向系各部位的配合是否松旷，若松旷，应予以调整或修复前轮定位是否合乎规范要求(若前束值过小或过大，应进行调整正确的前束，使前轮不摇摆，且轮胎磨损正常。第二，若经查无异常时，再架起后桥，启动发动机挂高速档，使驱动轮达到路试时摆振的车速，若车身和转向盘都抖动，则为传动系有故障，否则可确定为前桥、转向系统有故障。第三步，当确定前桥、转向系统有故障时，应顶起前轴，拆下直拉杆，使之与摇臂分开，推动摇臂和转动前轮，再确定故障是在转向机还是在联动装置，分别予以检查和排除，顶起前轮后，沿轴向扳动轮胎，若有轴向移动，则应进行调整轮毂轴承。第四步，检查前轮质量是否平衡。首先，察看前轮是否装用了翻新胎，外胎有无严重损伤，若有应予以更换，若无，可用轮胎平衡仪进行检查前轮的质量。若无车轮平衡仪，可以用简便的方法进行:将前桥顶起，分别转动左右轮，当转动着的前轮完全静止后，用粉笔或油漆在轮胎下缘做一标记，而后再次进行转动，如若每次转动静止后的静止点均在同一位置上，则证明车轮不平衡，若静止点毫无规律，则证明车轮基本平衡。第五步:检查前钢板弹簧U形螺栓，前钢板梢与衬套等处是否松旷，若松旷可予以修复;若不松旷，再检查左、右两架钢板弹簧的厚度、片数，弧高、长度和新旧程度是否一致，若不一致予以调整第六步，经过上述检查均无问题，则应考虑转向系的刚度、货物的装载情况、轮胎气压和不平道路的影响等总之，在排除前轮摇摆的故障时，不能盲目大拆大卸，首先要从外表检视着手，对重点部位详细检测，认真分析和查找原因，找出对策。另外，由于此故障很可能是诸多因素同时作用或部分因素同时作用所致。单检查排除某一部分难以解决问题，应作全面检查、诊断、逐个排除。Thankyou!