汽车⾏驶系统的故障原因分析
汽车⾏驶跑偏的故障原因分析
第⼀章绪论
汽众所周知，汽车制动跑偏问题是制约汽车⾏业发展的“⽼⼤难”，是引起交通事故的重要原因之⼀。造成汽车制动跑偏的原因很多，要想解决问题就得对症下药，具体问题具体分析。本⽂将在国内外对制动跑偏问题研究的基础上，对制动跑偏问题的产⽣原因及其相应的解决⽅法进⾏详细论述。
汽车制动性是影响汽车安全性的重要性能之⼀，强制性地对车辆制动性进⾏定期检测，已是世界各国的车辆主管部门进⾏车辆安全管理的重要举措。汽车制动性能的好坏直接关系到⾏车的安全与否。经资料统计分析可知，各个特⼤道路交通事故都与车辆制动性能的技术状况有着直接或间接的联系。随着汽车⾏驶速度的提⾼，我们更需要可靠的制动性能来保障汽车的⾏车安全。
但是，综合多年来车辆制动性能检测的实施可以发现，造成汽车制动跑偏故障的原因有很多⽅⾯。概括⽽⾔，汽车制动时跑偏的程度不仅与制动⼒偏差的⼤⼩有关，还与汽车主销内倾⾓和主销后倾⾓的⼤⼩以及前后轴制动⼒的偏差的⽅向有⼀定的联系。⽽且，汽车制动系技术状况的衰变和恶化情况也必然将造成汽车制动⼒的⼀些变化。
因此，本论⽂希望通过对与汽车制动性能相关的理论和技术⽅⾯的问题进⾏探讨和分析，来达到解决汽车制动跑偏的⽬的。
第⼆章汽车⾏驶系统的⼯作原理
2.1汽车⾏驶系统的组成
车架分为边梁式车架、脊⾻式车架以及综合式车架。
车桥按结构分为整体式车桥与断开式车桥分别对应⾮独⽴悬架与独⽴式悬架，按功能分为转向桥、转向驱动桥、驱动桥和⽀持桥。
悬架分为⾮独⽴悬架与独⽴式悬架。⽐较常⽤的独⽴悬架有麦弗逊悬架等，整体式悬架⼀般⽤于货车。
汽车⾏驶系统的组成和结构形式，在很⼤程度上取决于汽车经常⾏驶路⾯的性质。绝⼤多数汽车⾏驶在⽐较平坦的道路上，其⾏驶系统中直接与路⾯接触的部分是车轮，称这种⾏驶系统为轮式⾏驶系统，这样的汽车便函轮式汽车。除此以外，汽车⾏驶系统的结构形式，还的半履带式、全履带式和车轮-履带接合式等⼏种类型。
2.2汽车⾏驶系统的⼯作原理
汽车⾏驶系的功能是接受由引擎经传动系输出的转矩，并通过驱动轮与路⾯间附着作⽤，产⽣路⾯对汽车的牵引⼒来保证汽车的正常⾏驶；传递并承受路⾯作⽤于车轮的各向反⼒及其形成的⼒矩；此外，⾏驶系尽可能缓和不平路⾯对车⾝造成的冲击和震动，保证汽车⾏驶平稳性，并且与汽车转向系配合⼯作，实现汽车⾏驶⽅向的正确控制。
第三章汽车⾏驶跑偏原因分析
造成汽车⾏驶跑偏的根本原因是汽车车轮的相对位置不正确，两侧车轮受到的阻⼒不
⼀致。下⾯将对产⽣这两个原因的因素进⾏详尽的阐述。
3.1车轮的相关⾓度
汽车产⽣⾏驶跑偏的第⼀个根本原因是车轮的相对位置不正确，这⾥提到汽车的车轮
相对位置，所以对车轮的相关⾓度介绍是很必要的。
⼀、外倾⾓
从汽车的前⽅看轮胎的⼏何中⼼线与铅垂线的夹⾓，称为外倾⾓。轮胎的上边缘偏向内侧（靠近发动机）或偏向外侧（偏离发动机）。
当轮胎中⼼线与铅垂线重合时，称为零外倾⾓。
当轮胎中⼼线在铅垂线外侧时的夹⾓称为正外倾⾓。
当轮胎中⼼线在铅垂线内侧时的夹⾓称为负外倾⾓。
⼆、前束⾓
1.前束⾓的定义：
前束⾓：前轮前束是从车辆的前⽅看，车轮中⼼线与车辆中⼼对称⾯之间的夹⾓。
零前束：左右轮胎的中⼼线，其前端与后端距离相等。零前束，前后的距离相等A=B。
正前束：左右轮胎的中⼼线，其前端⼩于后端距离。正前束，后端距离⼤于前端A>B。
负前束：左右轮胎中⼼线，其前端⼤于后端的距离。负前束，后端⼩于前端A＞B。
2.前束的作⽤：
消除由于外倾⾓所产⽣的轮胎侧滑。因为车轮外倾⾓作⽤使车轮顶部外倾斜，当车辆向前⾏驶时，车轮要外滚动，从⽽产⽣侧滑。侧滑会造成车轮胎磨损，所以，前束作⽤是
消除由于外倾⾓所产⽣的轮胎侧滑。
三、前肖后倾⾓
1.主销后倾⾓的定义：从车辆的侧⾯观察上球头或⽀柱顶端与下球头之间连线（假想的转向连线）向前或向后倾斜，即转向轴线与地⾯的垂线之间的夹⾓。后倾⾓包括：正的后倾⾓、负的后倾⾓、零的后倾⾓三种。
2.主销后倾⾓的作⽤后倾⾓的作⽤：增进直线⾏驶的稳定性、转向后使转向盘⾃动回
正、主销后倾⾓影响汽车的偏⾏。
四、内倾⾓、包容⾓和摩擦⾓
1.内倾⾓的定义：
由汽车的前⽅看，转向轴线与地⾯的铅垂线所形成的⾓度。
2.包容⾓：
主销内倾⾓与外倾⾓的综合即为包容⾓可⽤来诊断悬吊系统结构定位失准或悬吊组件汽车问题
变形。
3.摩擦半径：
以地⾯为准，主销内倾⾓线（转向轴线）与地⾯交汇点，轮胎中⼼线与地⾯的交点的
距离就是摩擦半径。
负摩擦半径：当主销内倾⾓线余地⾯的交点在轮胎中⼼线之外侧即为负的摩擦半径。
3.2造成车轮的相对位置不正确的因素
⼀、轮胎的影响
1.轮胎压⼒的影响
汽车车轮的正常压⼒⼀般为2～2.5bar（07款普桑标准⽓压：前轮 2.0bar，后轮2.4bar），在⾏驶⼀段
时间以后，会出现左右轮胎胎压不⼀致的情况。这将导致汽车左右车⾝⼀边⾼⼀边低。如果左侧胎压⾼于右侧，车⾝向右倾斜，右车轮的正外倾⾓会随之增⼤。前⽂4.1.2中已经讲到正的外倾⾓会使车辆向前⾏驶时产⽣侧滑。左右两侧胎压的不⼀致导致车⾝右倾时，右侧车轮的正外倾⾓⼤于左侧车轮的正外倾⾓，便会使汽车向右偏⾏。右侧胎压⾼于左侧时情况相反。
2.轮胎胎纹的影响
汽车长时间没有做车轮动平衡会导致车轮轮胎出现较为严重的磨损，如果左右车轮的
磨损量不同，也会出现车⾝倾斜，使左右两侧外倾⾓不⼀致⽽导致汽车⾏驶跑偏。
⼆、底盘或车架变形的影响
底盘车架的变形会使左右两侧的车轴长度不相等，导致汽车⾏进时绕前轮轴线和后轮
轴线的交点转动，最终导致汽车的向右跑偏。
三、前轮弹性元件和减振器的影响
弹性元件和减振器是汽车悬架的重要组成部件其性能的好坏直接影响到汽车的⾏驶稳定性和安全性。
弹性元件⽤来承受并传递垂直载荷，缓和由于路⾯不平引起的对车⾝的冲击。弹性元件种类包括钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、油⽓弹簧、空⽓弹簧和橡胶弹簧等。
减振器⽤来衰减由于弹性系统引起的振动，减振器的类型有筒式减振器，阻⼒可调式新式减振器，充⽓式减振器。
弹性原件在汽车⾏驶时受到由于路⾯不平引起的对车⾝的交变冲击载荷，时间⼀长，会导致汽车弹性原件出现疲劳现象，使弹性元件失效，承受并传递垂直载荷的能⼒⼤⼤下降。情况更严重的会明显看到车⾝的倾斜。车⾝倾斜必然导致汽车⼀侧正外倾⾓⼤于另⼀侧⽽向⼀边偏⾏。
⼀侧减振器失效后，汽车在⾏驶时⼀旦受到路⾯对车⾝的冲击，就会出现减振器失效⼀侧车⾝由于弹性原件的作⽤⽽上下振动。另⼀侧由于减振器⼯作良好，减震效果明显，振动较⼩，便会使车⾝出现微⼩的左右跑偏现象。汽车在⾼速⾏驶时出现这种情况是很危
险的。
四、四轮定位的相关参数的影响
四轮定位参数的正确与否是保证汽车保持稳定的直线⾏驶的最重要的因素。
汽车做四轮定位，是因为轿车的转向车轮、转向节和前轴三者之间的安装有⼀定的相对位置，这种具有⼀定的相对位置的安装叫做转向车轮定位，也称前轮定位。
四轮定位包括主销后倾（⾓）、主销内倾（⾓）、前轮外倾（⾓）和前束四个内容（这
些相关⾓度前⽂已详细介绍）。这是对两个转向前轮⽽⾔，对两个后轮来说也存在后轴之间安装的相对位置，称后轮定位。后轮定位包括车轮外倾⾓和逐个后轮前束。这样前轮定
位和后轮定位总起来说叫四轮定位。
3.3下⾯将对各个⾓度对汽车⾏驶跑偏的影响进⾏简要分析
⼀、外倾⾓的影响
正的外倾⾓使车轮顶部朝外倾斜，当车辆向前⾏驶时，车轮要朝外滚动，从⽽产⽣向外的侧滑。
负的外倾⾓使车轮顶部朝内倾斜，当车辆向前⾏驶时，车轮要朝内滚动，从⽽产⽣向内的饿侧滑。
当汽车左右的外倾⾓不⼀致超过⼀定的范围，就会使左右两侧车轮产⽣的侧滑量不⼀致，致使汽车向侧滑较⼤的⼀侧偏⾏。
⼆、束前的影响
外倾⾓产⽣的侧滑会造成轮胎的磨损，前束就是⽤于消除外倾⾓的侧滑的。前束在⼀定的范围内能明显消除外倾⾓产⽣的侧滑，但是当出现前束⾓不⼀致超过⼀定的范围就会导致汽车向⼀侧跑偏。当α<β时，右轮向左跑偏的作⽤⼤于左轮向右跑偏，⼆者共同
的作⽤就会导致汽车向左偏⾏。
三、后倾⾓的影响
主销后倾⾓能使转向盘⾃动回正，增进汽车直线的⾏驶稳定性。
四、内倾⾓⼀般是不可调整的⾓度，对车辆⾏驶跑偏影响不⼤。
对⾏驶中的车辆⽽⾔，影响车辆跑偏的主要四轮定位参数是车轮外倾⾓和前束。如果后倾⾓和前束调整正常，能有效发挥外倾⾓和前束有益的作⽤。⼀旦外倾⾓和前束出现变
化，对汽车⾏驶跑偏的影响是很明显的。
3.4造成两侧车轮受到的阻⼒不⼀致的因素
造成车轮受到的阻⼒不⼀致的因素主要有轮胎与地⾯的摩擦阻⼒、单侧制动拖滞和车
轮轴承预紧⼒不⼀致等。
⼀、制动拖滞的影响
在⾏车制动中，当抬起制动踏板后，全部或个别车轮的制动作⽤不能完全⽴即解除，以致影响车辆重新起步、加速⾏驶或滑⾏。当某侧车轮出现制动拖滞时，因左右两侧车轮受到的制动⼒不同⽽使得两侧车轮的转动线速度不同，这就导致了汽车向出现制动拖滞的⼀侧⾏驶跑偏。
⼆、轴承预紧⼒的影响
在装配汽车时，轮轴的轴承都留有⼀定的预紧⼒。汽车设计要求左右两侧的轴承预紧⼒应该⼀致。⼀旦汽车两侧的轮轴轴承预紧⼒不⼀致，或是在事故中的碰撞使轴承有所变形，就会导致汽车两侧车轮绕车轴的转动阻⼒不同。最终的结果就是使两侧车轮转动线速度不同⽽导致⾏驶跑偏。
第四章排除汽车⾏驶跑偏的⽅法
汽车⾏驶跑偏的危害是多⽅⾯的，汽车⾏驶跑偏不仅对⼈们正常⽣活和⼯作造成极⼤⼲扰，⽽且⼈们的⽣命和健康带来了不确定的危险。⾏驶跑偏的问题越⼤，造成的损失越⼤，则危害愈严重。以下是降低汽车⾏驶跑偏故障的⽅法。
4.1排除轮胎影响的⽅法
1.两侧的轮胎花纹必须保持⼀样；
2.两侧的轮胎花纹深浅必须保持⼀样；
3.全车使⽤同⼀种型号的轮胎，最起码前轴及后轴的两个轮胎必须是⼀样的；
4.轮胎超过磨损极限的必须更换；
5.两侧轮胎⽓压必须相等。
4.2排除车轮调整不当的⽅法
1.检查轮毂轴承紧度，⾸先要将汽车受检的轮毂⼀端车轮的车桥加起，使⽤⽀车凳、掩车⽊等⽤具把车安全地架好。
2.⽤⼿转动受检的车轮数圈，看其转动是否平稳，是否有不正常的噪⾳，如果转动不平稳同时还摩擦声，就说明其制动部分不正常；没有噪⾳，不过转动不平稳时紧时松，说明轴承部分不正常，遇到这样的情况，就要拆检该轮毂。
3.对于⼩型的汽车，检查轮毂轴承的时候，要⽤双⼿握住轮胎的上下侧书双⼿来回扳动轮胎，重复多做⼏次，如果正常就没有松旷和阻滞的感觉；如果摇摆有明显松旷的感觉，
要拆受检轮毂。
4.3排除前轮定位参数的影响的⽅法
1.选择或建⽴较为准确的且计及定位参数影响的轮胎侧偏特性模型是推导其合理算法的基础；
2.要综合考虑轮胎、悬架、转向系及其它结构参数的影响；
3.要以操纵稳定性和轮胎磨耗作为指标对其优化。
4.4排除车架变形后的⽅法
1.当车架纵、横梁局部产⽣不⼤的弯曲时，可在车架装合的情况下，利⽤移动式液压机校正。或采取两端⽤链条锁住，中间⽤千⽄顶顶出的⽅法校正，⼀般⽤冷压校正，以免影响车架的机械强度。对于弯曲较⼤，⽤冷压不易校正的硬伤，可辅助以局部加热，加热范围应尽量减少，温度不应超过700°C，并缓慢冷却，以免增⼤材料脆性。车架校正后应对车架上的螺钉进⾏检查，以防在校正时螺钉产⽣松动。⾏李架如有严重的弯曲和扭曲时，应分散校平，分别对纵、横梁按样板要求进⾏校正，然后重新挪合。
2.车架经检验后，如有弯曲、歪扭超过极限，应进⾏校正。当主架总的情况良好，仅个别部位有不⼤的变形时，直接在车架上、校正。如果车架损坏严重，则应将车架部分拆解校正。
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