某微型客車(chē)轉(zhuǎn)向回正故障分析

張 棟

(北安農(nóng)墾分局交通局襄河交通科)

1 轉(zhuǎn)向回正性能分析

1.1 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)檢測(cè)分析

首先對(duì)該微型客車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能參數(shù)進(jìn)行的檢測(cè)，結(jié)果如下。

正向平均效率為51.41％;逆向平均效率為20.92％;橫扦球鉸摩擦阻力矩。最大摩擦阻力矩為8.23N;最小摩擦阻力矩為2.74N;平均摩擦阻力矩為5.33N。前輪定位參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 前輪定位參數(shù)

將前輪置于前輪定位儀轉(zhuǎn)盤(pán)上;脫開(kāi)左，右橫拉桿;測(cè)量前輪向外轉(zhuǎn)到極限位置所需外力及前輪從極限偏轉(zhuǎn)位置開(kāi)始回轉(zhuǎn)產(chǎn)生的力矩。

從檢測(cè)結(jié)果可判斷，該車(chē)轉(zhuǎn)向器效率過(guò)低、橫拉桿球較摩擦力矩偏大，沒(méi)能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，前輪定位基本準(zhǔn)確。影響轉(zhuǎn)向器效率的主要因素是轉(zhuǎn)向器中各部件的摩擦阻力，經(jīng)過(guò)對(duì)各組成部件檢測(cè)發(fā)現(xiàn)該轉(zhuǎn)向器效率過(guò)低是由于制造加工精度和裝配沒(méi)達(dá)到標(biāo)推，導(dǎo)致轉(zhuǎn)向器效率無(wú)法滿足設(shè)計(jì)要求。

另外，由于檢測(cè)橫拉桿球鉸允許摩擦力矩的方法錯(cuò)誤，使得實(shí)際橫拉桿球餃摩擦阻力矩偏大，造成超標(biāo)的球鉸配件進(jìn)入裝配生產(chǎn)線，影響了轉(zhuǎn)向系的效率。

1.2 回正力矩計(jì)算

主銷(xiāo)內(nèi)傾角所引起的勢(shì)能回正趨勢(shì)，在轉(zhuǎn)向回正時(shí)是回正的動(dòng)力，在轉(zhuǎn)向時(shí)成為阻力的一部分。

對(duì)此，對(duì)主銷(xiāo)內(nèi)傾角引起的回正力矩進(jìn)行計(jì)算，并與實(shí)際檢測(cè)值對(duì)比分析。

通過(guò)以上分析計(jì)算和檢測(cè)結(jié)果可知，前輪定位參數(shù)中除右前輪主銷(xiāo)內(nèi)傾角大于標(biāo)準(zhǔn)值1度，其他定位角正常，所以該微型客車(chē)前輪定位基本滿足設(shè)計(jì)要求。由主銷(xiāo)內(nèi)傾角和后傾角引起的回正力矩能在轉(zhuǎn)向過(guò)程中提供一定的回正力矩。同時(shí)，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)向器的正、反效率明顯小于標(biāo)準(zhǔn)值，不符合技術(shù)條件要求;橫拉桿球鉸摩擦阻力矩偏大，導(dǎo)致轉(zhuǎn)向系統(tǒng)阻力矩與設(shè)計(jì)值不符;前軸減振器上支點(diǎn)與轉(zhuǎn)向節(jié)下支點(diǎn)的摩擦阻力矩達(dá)到10N·m，其數(shù)量級(jí)不能忽視。由此可判斷轉(zhuǎn)向器效率低和橫拉桿球錠摩擦阻力矩偏大是造成該車(chē)轉(zhuǎn)向過(guò)程中轉(zhuǎn)向沉重、回正力弱的主要的原因。

2 轉(zhuǎn)向回正試驗(yàn)和改進(jìn)方案

(1)保留原車(chē)轉(zhuǎn)向器。更換不同的橫拉桿，考察其轉(zhuǎn)向和回正情況。

(2)更換效率較高的轉(zhuǎn)向器，與3組不同的橫拉桿配合使用，考察其轉(zhuǎn)向和回正情況。

其中用于更換的轉(zhuǎn)向器正向平均效率為67.51％，逆向平均效率為49.86％。3組橫拉桿球鉸的平均摩擦阻力矩分別為5.88，5.00，2.95N·m。

試驗(yàn)結(jié)果。

方案①:試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，3組橫拉桿中第3組在轉(zhuǎn)向沉重問(wèn)題上有了較明顯的改善，但由于原車(chē)轉(zhuǎn)向器正、逆效率均太低，但仍不理想，且回正性能沒(méi)有明顯好轉(zhuǎn)。

方案②:更換轉(zhuǎn)向器后，3組拉桿實(shí)測(cè)的轉(zhuǎn)向力見(jiàn)表2。行駛試驗(yàn)中轉(zhuǎn)向明顯感到輕松，回正有較大改善，但仍不理想。

表2 裝用不同球鉸摩摩擦阻力矩橫拉桿時(shí)的轉(zhuǎn)向力 N

由試驗(yàn)結(jié)果可確認(rèn)轉(zhuǎn)向器效率低和橫拉桿球鉸摩擦阻力矩偏大是造成該車(chē)轉(zhuǎn)向問(wèn)題的主要原因，對(duì)此進(jìn)行了如下改進(jìn)試驗(yàn)。

更換效率較高的轉(zhuǎn)向器和符合規(guī)定摩擦力矩的橫拉桿，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)向和回正性能基本符合設(shè)計(jì)要求。同時(shí)，進(jìn)一步檢測(cè)了左右輪的極限偏轉(zhuǎn)角和前輪側(cè)滑量，發(fā)現(xiàn)左右輪極限偏轉(zhuǎn)角超差較大，其側(cè)滑量盡管合格，接近上限。為此，將前輪極限偏轉(zhuǎn)角調(diào)整到規(guī)定值，并調(diào)小前束至接近零測(cè)滑，用符合標(biāo)準(zhǔn)值(0.9～3.9N·m)摩擦阻力矩為2.95N·m 的橫拉桿做行駛試驗(yàn)，結(jié)果轉(zhuǎn)向和回正性能均達(dá)到良好要求，該車(chē)轉(zhuǎn)向過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題成功得以解決。

3 結(jié)論

從理論計(jì)算和試驗(yàn)分析可看出，主銷(xiāo)內(nèi)傾角和主銷(xiāo)后傾角對(duì)汽車(chē)轉(zhuǎn)向回正性能有較大影響。其中主銷(xiāo)后傾角對(duì)高速轉(zhuǎn)向時(shí)的回正性能影響明顯，這能保證了高速行駛時(shí)汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性，而低速時(shí)轉(zhuǎn)向回正主要依靠主銷(xiāo)內(nèi)傾角產(chǎn)生回正力矩的作用。此外，前束與前輪外傾角需協(xié)調(diào)作用達(dá)到動(dòng)平衡，保證前輪在汽車(chē)行駛中滾動(dòng)而無(wú)滑動(dòng)，這對(duì)轉(zhuǎn)向回正性能也有所影響。同時(shí)轉(zhuǎn)向器效率，以及轉(zhuǎn)向中各傳動(dòng)部件造成的阻力矩對(duì)轉(zhuǎn)向性能的影響不可忽視。

就本車(chē)而言，由于空載質(zhì)量小，低速轉(zhuǎn)向回正力矩儲(chǔ)備小，所以前輪的定位效果非常關(guān)鍵。應(yīng)嚴(yán)格控制左右橫拉桿的尺寸與裝配，并注意控制左主銷(xiāo)內(nèi)傾角偏大的質(zhì)量問(wèn)題，已達(dá)到每輛車(chē)的前束值的最佳化。而在生產(chǎn)裝配過(guò)程中使用了效率偏低的轉(zhuǎn)向器以及檢測(cè)橫拉桿球鉸允許摩擦力矩的方法錯(cuò)誤，使超標(biāo)準(zhǔn)配件進(jìn)入裝配生產(chǎn)線，這是導(dǎo)致該車(chē)出現(xiàn)轉(zhuǎn)向回正問(wèn)題的主要原因。

[1] 郭孔輝.汽車(chē)操縱動(dòng)力學(xué)[M].長(zhǎng)春:吉林科學(xué)技術(shù)出版社，1991.

[2] 阿達(dá)姆.措莫托.汽車(chē)行駛性能.黃錫朋，解春陽(yáng)譯[M].北京:科學(xué)普及出版社，1992.

[3] 吉林工業(yè)大學(xué)汽車(chē)教研室.汽車(chē)設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1983.