摘要：汽車懸架系統是關乎行駛安全和操縱穩定的重要件，文章針對某汽車懸架系統遇到沖擊力過大所產生的異響現象，從車輛懸架類型、結構組成、設計要求和工作參數等幾方面分析，查找問題根源，制定解決措施，驗證此類問題的改善解決，為汽車從業人員提供此類問題的的處理思路和方案參考。

關鍵詞：汽車懸架;滑柱異響;懸架性能

汽車懸架作用重大，汽車行駛時發揮著各種縱向力和垂直力的傳遞，同時也要控制車輪和地面緊密的接觸，滿足汽車行駛的附著力要求，綜合影響著汽車的驅動、操控、剎車等各種性能，是汽車操縱穩定、安全行駛和舒適駕駛的重要保證。可由于持續不斷地高負荷工作，或結構設計上運動校核不精確，使用一段時間后久了，會因為變形、老化、磨損、松動等各種原因出現一系列故障，導致性能退化，出現異常。因此，要對汽車懸架質量問題進行重點檢測和試驗。

筆者以某公司在進行產品OTS（Off Tooling Sample，過程設計開發和產品與過程確認階段）的汽車底盤操穩試驗和耐久可靠性試驗階段結束后，試驗工程師發現，該汽車以30-40km/h速度過減速帶時，前滑柱存在較大的沖擊響聲，對車輛駕乘的心理過程困擾和不安全感，同時也對汽車安全行駛構成了一定的安全隱患。針對此問題，需要從產品結構設計和性能特性上進行分析。

1.原因分析

1.1，懸架結構分析

現代汽車的懸架系統類型多種多樣，結構復雜程度不一。該車懸架系統前面采用的是麥弗遜式獨立懸架系統，后面采用的多連桿獨立懸掛系統。麥弗遜的前滑柱導向裝置的設計要求是，首先要滿足前輪定位要求，前輪前束和車輪外傾，以保證符合汽車行駛的直線穩定性;主銷后傾和主銷內傾，以保證車輛的轉向輕便性、行駛穩定性和駕駛舒適性。其次要保證汽車行駛中動態運行中的車身穩定性，比如急轉彎時，應該保證車輛傾斜角度較小，車輛不能傾斜過大，否則會有引起車輛失控的風險;再比如急加速，急減速情況下，車輛懸架上的負載會發生變化時，要保證車輪縱向加速度接近為0。再次，在汽車動態負載下，輪胎左右兩側距離誤差不超過4毫米，以避免輪胎磨損過快，壽命過短，影響汽車行駛安全性。汽車加速行駛和快速制動時要保證具有抗前俯和后仰的能力。每種懸架的各種特性都是通過懸架的結構和各組件的布置位置特點來實現的。側傾中心在獨立懸架當中，前后懸架側傾中心的連線應盡量與地面平行，且離地面的高度盡可能的高一些;側傾軸線盡量與地面平行的目的是為了使車輛在曲線行駛時，前后軸上的軸荷變化接近相等，這樣才可以滿足車輛的中性轉向。在獨立懸架當中，使側傾軸線離地面的距離盡可能的高一些，目的是為了把車身大側傾限制在允許的范圍之內。

綜合以上論述，要保證汽車懸架系統滿足汽車動態行駛中各種負載沖擊下，保證車輛操縱穩定性、行駛安全性和駕駛舒適性要求，就需要對懸架的結構布局、性能尺寸、側傾中心進行合理的限制。通過設計方案的分析、計算得知，本車輛前后懸架機構縱向中心點的變化范圍是0-180mm;本車輛前后懸架機構側傾中心高度范圍為前懸裝置為0-120mm;后懸裝置為：80—130mm。

通過對本輛車的縱向側傾中心和橫向側傾中心的測量，符合要求，所以對影響懸架通過坎溝產生沖擊力，造成異響的動態側傾中心的影響就可以排除了。接下來進行車輛動態工作性能和車輪定位的檢測分析。

1.2，影響懸架工作性能的因素分析：

結合本案例，縱向平面內上下擺臂布置方案如圖3所示，懸架上下擺臂軸抗前俯角的匹配對主銷后傾角的變化有較大的影響。為了提高汽車的制動穩定性和舒適性，希望主銷的后傾變化為：在懸架彈簧下壓時，主銷的后傾角變大。在懸架彈簧拉伸時，主銷的后傾角變小。用以造成制動時因為注銷后傾角變大而在控制臂支架上產生防止制動前俯的力矩。

水平面內上下擺臂的布置方案：上下擺臂軸抗前俯角的匹配對主銷后傾角的變化有較大的影響。為了提高汽車的制動穩定性和舒適性，車輪的主銷后傾角和主銷內傾角要符合設計要求，既要檢測制造和裝配誤差，也要檢測經過汽車底盤操穩試驗和耐久可靠性試驗階段結束后，其尺寸的變化情況，懸架彈簧經過耐久承受負載工作后，若主銷的后傾角變大，則會影響滑柱的行程范圍，可能會造成運動干涉。同時，因為主銷后傾角超出允許范圍后，會影響到控制臂在控制車輛制動時產生向前俯沖的力矩，也會產生運動干涉。如果主銷內傾角經過耐久性試驗后，超出允許限制后，會影響到方向盤的操縱輕便性。經試驗和檢測可知，方向盤操縱力幾乎不變，主銷內傾角的變化影響的可以消除。

車輪遇到凸起路障時，可以上跳同時向后退讓，以減小傳到車身的沖擊：同時還可以便于發動機的布置就是說上擺臂的軸線與縱向軸線的夾角為正，下擺臂的軸線和縱向軸線的夾角分別為正值，零，負值。

下一步需要進行前滑柱伸縮行程范圍和四輪定位檢測。

2.解決措施及問題驗證

在檢測完車輛各項外觀狀況后，又對該車輛的前滑柱伸縮行程范圍和車輪定位參數進行檢測分析。通過對行程范圍和四輪定位儀的精確檢測，結果顯示是前輪車輛外傾角數據超出允許范圍，前滑柱和底座之間的距離尺寸不溝，在過坎溝時產生的沖擊力作用下會產生運動干涉，進而產生異響，通過檢測分析得知，造成異響的原因是由于前滑柱結構設計對道路沖擊力計算不足所致。因此需要優化產品結構設計，提升前滑柱抗沖擊性能，因此，改善方案是在連接板在前滑柱上連接板和防塵罩之間增加聚氨酯緩沖墊片，以用來緩沖過大后的沖擊力對零件干涉碰撞的影響，進而降低沖擊聲，具體方案如圖4所示。通過設計手工樣件，進而多次過坎試驗驗證，反饋改善效果明顯，發現異常響聲消失，懸架異響問題得到解決，并且通過批量生產后，大量投放市場至今，通過各種渠道得到驗證，此問題得到可靠的徹底的解決。

3.結論

通過對懸架性能異常所導致的過坎異響故障的分析與儀器檢測診斷，找到產生問題的根源，通過加工制作的OTS手工樣件驗證，發現懸架異響得到解決，為懸架的此類失效模式改善提供了借鑒意義。

參考文獻：

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作者簡介：韓小偉（1980.2.4-），男，漢，安徽阜陽人，本科，蕪湖職業技術學院，副教授，主要從事汽車動力總成與傳動系統研究

基金項目：

安徽省高校省級質量工程“高校優秀青年人才支持計劃項目”（gxyqZD2019117）階段性成果。

安徽省高校省級質量工程“線上線下混合式和社會實踐課程《傳動系的診斷與維修》”，（2020xsxxkc477）階段性成果。

蕪湖職業技術學院（韓小偉）“教學示范課《整車性能檢測》”，階段性成果。