汽车底盘异常振动故障的分析研究

赵妍

摘要：汽车的振动问题是评估车辆性能的一项重要参考标准，若汽车存在隐患，不单单会影响汽车的正常行使，还不利于保障乘客及驾驶员的人身安全。介绍了汽车底盘故障分析方法及流程，对引发客车底盘异常振动故障的各个因素展开深入而全面地剖析，比如车轮振动异常、发动机振动异常等。最后在结合前文分析的基础上，面向汽车底盘振动异常这一问题创建了一个较为严谨合理的分析流程体系，以此更准确、更有效地找出造成汽车振动异常的主要原因。

关键词：汽车底盘；异常振动；故障分析

中图分类号：U4631文献标识码：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.05.002

1发动机振动故障分析

在汽车振动方面，发动机激励发挥着不可或缺的重要作用。其实，所谓的发动机激励即指的是曲柄连杆体系和源于汽缸的气体压力通过不间断的往复运动而形成的一种惯性力，其振动通常被人们分为两种：一种是内部振动，另一种是外部振动。一旦发动机发生振动，那么和其相连的零件及其周围系统亦会出现振动现象，以此使得车量平顺性变差，另外，长此以往会影响系统综合性能，不利于延长其使用周期。本文认为导致发动机发生振动问题的主要原因有下述七点：

（1）曲轴或者飞轮未保持良好的平衡状态；

（2）发动机脚磨损；

（3）活塞和缸壁之间所形成的空隙超出允许值；

（4）因部分汽缸未成功发火而引起振动；

（5）由于机身缺乏足够的刚性而造成内力矩输出，以此产生弯曲振动问题；

（6）因动力总成悬置参数设定的不科学而产生耦合振动问题；

（7）因汽车在正常运行过程中突然提高速度或者紧急刹车时所形成的惯性力而造成纵向振动。

发动机在处于正常运转状态时难免会受到激振力或者其他冲击力的影响，加之冲击突然形成，且整个过程时间不是很长，因此产生的振动现象会因阻尼的存在而逐步消失。由此可知，发动机所产生的稳态振动问题主要源于不同类型的激振力和力矩，比如汽缸内所产生的气体压力等。

需要注意的是，发动机因运转而形成的抖动力亦会引起振动问题，除此之外，发动机驱动零部件的过程中亦容易出现振动现象。

2动力传递系统振动故障分析

动力传递系统在保持汽车正常运转方面发挥着不可或缺的重要作用，它主要由变速箱、万向节、后驱动桥等相关部件构成，其主要功能在于将由发动机产生的功率直接传输于车轮，以此确保汽车正常行使。本文认为造成动力传动系统发生振动的主要原因有五个。

（1）齿轮啮合不严密。无论是变速箱还是分动器等相关设备，它们均使用了大量的齿轮装置，其主要功能均是依托于各类齿轮的紧密啮合而实现的，不过受各种因素的影响，各齿轮之间难免会出现啮合不良的问题，继而引发振动现象。

（2）因传动轴的质心未和旋转中心线相重叠处于失衡状态而导致的振动问题。作为高速旋转系统中不可或缺的主要构成部件，若传动轴的质心没有和旋转中心线相互重叠，那么就会形成离心力，此时振动即会通过离心力传输至车体。

（3）部件模态频率。若受外界环境影响而形成的激励频率和传动系统的固定频率保持高度一致，那么就会出现系统共振现象。

（4）受不等速万向节等因素的影响，车辆在行驶过程中被动传动轴就会出现二阶振动问题。如果轴系选取了传统的十字轴式刚性万向节进行连接，那么因被动传动轴所形成的角速度不统一，继而引发二阶振动问题。

（5）系统内部的各总成固定不牢固。其具体表现为发动机或者传动轴等相关系统、附件的固定螺栓出现磨损或者存在松动的迹象等。

其实，在实际运作中，变速箱和发动机不契合、传动轴在运行过程中所形成的夹角过大、安装工作不完善等亦会引起动力系统振动。

3轮胎振动故障分析

当汽车在保持正常行驶状态时，轮胎急速转动而形成的激振亦能够引起车辆振动。众所周知，车轮的转动频率主要取决于车速的快慢，轮胎出现振动是因为轮胎不平衡振动的频率和其固有频率相重叠。本文认为下述四点可造成轮胎振动。

（1）轮胎自身原因。

①胎压过高；

②各轮胎间胎压不同且偏差较大；

③尺寸不统一；

④质量不统一；

⑤轮胎刚度不均匀。

（2）车辆四轮定位系统所选取的参数不科学。当处于急速运转时无法直线行驶或者无法自行回正，同时能够明显地感到方向不稳。

（3）轮胎存在异常磨损等相关问题。

（4）车轮未安装妥当会使其出现明显的径向跳动问题。

4排气系统振动故障

排气系统性能的高低会对汽车行驶产生尤为重要的影响。它主要由Y型管、催化器以及消声器等部件构成，其具体构成可参考图1。

根据图1能够了解到，排气系统和车体之间是依托于挂钩进行连接的，所以其振动会利用挂钩传输至车体。其实，一旦排气系统产生振动，不单单会对汽车底盘产生影响，亦会对整个车体的运行产生能影响。本文认为造成排气系统发生振动的主要原因有四个。

（1）排气管道设计不科学。

①过渡圆弧不够大；

②变截面积的规划不科学；

③排气管道使用了相对较多的弯曲系统。

（2）消声器的装设与尾管长度不匹配。

（3）排气管壁相对较为粗糙，管口处分布着一些杂物，使得流体和管壁间的摩擦力进一步增大。

（4）挂钩的安装部位、布设数量和车体未科学连接。

5建立底盘振动故障分析流程

要想更快速、更精准地找出导致底盘异常振动的主要原因，本文认为可采用排除法，首先将嫌疑最大的系统或者附件进行排除。我们都知道，汽车底盘主要由四部分附件构成：一是传动系统；二是制动系统；三是行驶系统；四是转向系统。它们之间是否配合良好、衔接完美将会直接影响到汽车性能，其中任何一个系统出现问题，汽车均不可正常运行。因此，要想快速、准确地找出导致底盘异常振动的主要原因，那么首先需要从上述四个系统入手进行检查，另外需要注意一点，发动机形成的激励亦能够通过相关部件传输至底盘，以此引起底盘振动异常。其中底盘振动故障分析流程可参考图2。

在分析汽车行驶状态下底盘异常振动现象时，首先应通过以上故障诊断方法及流程初步判断底盘异常振动原因，再根据主要相关试验分析结合以上故障诊断结果，找出导致底盘异常振动的真正原因。

参考文献：

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