汽車懸掛系統(tǒng)故障尋跡檢測設(shè)備的設(shè)計方案

曾帥

摘 要：汽車懸掛系統(tǒng)故障維修工作中，某些故障需要在復(fù)雜路況下路試重現(xiàn)，給維修工作帶來很多不便。為解決上述問題，設(shè)計方案中提供了一種可變振幅可傾斜動態(tài)模擬汽車路試的震動裝置，采用這種裝置可動態(tài)模擬汽車以不同車速以及行駛在各種路況。震動裝置由型鋼焊接成的框架，和框架上安裝的兩根滾筒，其中一根是無動力同心滾筒，另一根是可變偏心度的偏心滾筒，汽車在裝置上車輪被偏心滾筒托著上下震動，其震動幅度隨著偏心滾筒的偏心度改變而改變，幫助維修人員發(fā)現(xiàn)故障位置所在。

關(guān)鍵詞：可變振幅 可傾斜 模擬動態(tài)路試

Abstract：In the maintenance work of automobile suspension system， some faults are repeated in complex road conditions， which brings a lot of inconvenience to the maintenance work. In order to solve the above problems， the design provides a variable amplitude tilt dynamic simulation of automobile road test vibration device. Using this device can dynamically simulate the vehicle at different speeds and driving in various road conditions. Vibration device is made up of a steel welded frame， and two roller installed on the framework， one which is without the power of concentric cylinder， and the other is variable eccentric roller eccentricity. The car in gear wheel was vibrating up and down， and the vibration amplitude with the degree of eccentric cylinder change， helps maintenance personnel find fault location.

Key words：variable amplitude， tiltable， simulate dynamic road test

1 問題與現(xiàn)狀

在汽車故障診斷的過程中，許多現(xiàn)實中的故障顯現(xiàn)環(huán)境在維修車間內(nèi)難以復(fù)制和重現(xiàn)，使故障判斷存在一定的盲目性，給故障維修帶來不少困難。

其中底盤故障的排除問題尤為突出。引擎故障可原地啟動并實施各種現(xiàn)象的模擬并測量，電器設(shè)備故障也可在線路中或元件中設(shè)置并測量。但是底盤故障，尤其是懸掛機(jī)械部分的異響，只有在車輛行駛時才會出現(xiàn)，一旦靜止，故障現(xiàn)象便會消失，由于用道路測試來判斷故障點這種方法消耗太多資源，所以多數(shù)維修企業(yè)很少有對同一輛車反復(fù)上路驗證其維修效果，如果車輛開回車間維修時僅對路試時判斷的故障點檢查維修，對誤判（無故障判為有故障）的故障還不要緊，而漏判的故障卻得不到及時維修，存在著一定的安全隱患。

目前車輛懸掛系統(tǒng)故障維修技術(shù)的傳授，故障判斷只能通過跟車路試加實際觀察由經(jīng)驗豐富的師傅耳傳口授這一種方式，由于師傅判斷故障的經(jīng)驗講起來很抽象，學(xué)員意會的成分多于師傅言傳，又由于不同的人，車內(nèi)乘坐的位置，造成的感官感覺差異很大，不同經(jīng)驗的師傅對各種故障所表現(xiàn)出的狀況，很難用語言和文字準(zhǔn)確統(tǒng)一地描述，跟車的學(xué)員也很難正確領(lǐng)會，考慮到安全性，車內(nèi)有限的座位不可能一次帶領(lǐng)很多學(xué)員跟車上路，造成汽修專業(yè)的高級技術(shù)人員對這一項目很難施教，效率低下。多年來一直在尋找一種在車間里就能夠直觀地檢測尋跡汽車懸掛系統(tǒng)各部位的故障的方法，能讓故障重復(fù)顯現(xiàn)出來，技術(shù)人員可以較準(zhǔn)確對故障進(jìn)行判斷并分析，以取代目前這種由一位師傅帶領(lǐng)若干徒弟的低效率、高費用的傳統(tǒng)方式。

可變振幅可傾斜動態(tài)模擬路試的汽車檢測裝置，通過模擬路況并通過聲音放大器放大故障處聲音;研究目標(biāo)通過路況模擬震動裝置快速判斷故障點所在位置及故障類型，并能直觀省時省力的找出故障并維修減少盲目性。

2 研究目標(biāo)與具體方案

可變振幅可傾斜動態(tài)模擬路試的汽車檢測裝置的研發(fā)就是要解決上述問題，并將研發(fā)成果應(yīng)用于職業(yè)技能培訓(xùn)，以及解決汽車維修企業(yè)在此類型故障診斷方面中的一些困難。

2.1 核心概念的確定

懸掛系統(tǒng)就是指由車身與輪胎間的彈簧和避震器及機(jī)械連桿機(jī)構(gòu)組成整個支持系統(tǒng)。懸掛系統(tǒng)應(yīng)有的功能是支持車身，改善乘坐的感覺，不同的懸掛設(shè)置會使駕駛者有不同的駕駛感受。外表看似簡單的懸掛系統(tǒng)綜合多種作用力，決定著轎車的穩(wěn)定性、舒適性和安全性，是現(xiàn)代轎車十分關(guān)鍵的部件之一。

根據(jù)控制形式不同分為被動式懸架、主動式懸架。根據(jù)汽車導(dǎo)向機(jī)構(gòu)不同可分為獨立懸架、非獨立懸架。懸掛系統(tǒng)對于車輛安全的重要性不言而喻。

2.2 研究目標(biāo)

發(fā)生故障后故障點難以確定的主要原因是車輛進(jìn)入檢修廠其故障環(huán)境已經(jīng)不復(fù)存在，而可變振幅可傾斜動態(tài)模擬路試的汽車檢測裝置研究就是通過研發(fā)的檢測設(shè)備產(chǎn)品創(chuàng)設(shè)能多次重復(fù)引發(fā)故障的環(huán)境。

2.3 具體方案

設(shè)計一個能重復(fù)引發(fā)懸掛系統(tǒng)故障的客觀環(huán)境，最為關(guān)鍵的是使汽車能夠在輪胎轉(zhuǎn)動的過程中實現(xiàn)壞路模擬，且能控制變速，輕微與劇烈顛簸。遂開發(fā)出偏心滾筒式系統(tǒng)平臺。

（1）變速使用三相異步/同步電動機(jī)通過變頻器作為動力源驅(qū)動滾筒轉(zhuǎn)動或以汽車自身動力驅(qū)動滾筒滾動均可。速度快慢可通過改變油門或電機(jī)轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)。（附圖2）

（2）改變顛簸幅值是一套同軸可變偏心度的偏心滾筒。同軸可變偏心度的偏心滾筒由偏心軸、偏心盤、外筒、橫向撥動銷、縱向撥動銷等組成，偏心軸的偏心度B小于偏心盤的偏心度A，兩者之比A：B約為3：1，偏心滾筒改變偏心度是由偏心軸在偏心盤的孔中滑動旋轉(zhuǎn)不同角度來改變的，當(dāng)偏心軸與偏心盤兩者的偏心方向角一致時兩者的偏心度疊加，滾筒的偏心度最大，反之，兩者的偏心度相減則滾筒偏心度最小，當(dāng)偏心軸逆時針旋轉(zhuǎn)時橫向撥動銷撥動偏心盤上的縱向撥動銷，偏心滾筒以一種偏心度H逆時針旋轉(zhuǎn)，反之偏心軸順時針旋轉(zhuǎn)180°時橫向撥動銷撥動偏心盤上的另一支縱向撥動銷，偏心滾筒以另一種偏心度h順時針旋轉(zhuǎn)，改變偏心滾筒的偏心度只需改變偏心滾筒的轉(zhuǎn)向?qū)崿F(xiàn)。

（3）路面狀況不可能保持對稱，車輛可能會傾斜，懸掛系統(tǒng)受力的角度隨之改變，為模擬傾斜路面，該滾筒在底座中心平衡點位置加裝了一個圓柱形支點，可由人工調(diào)整臺架兩端的升降螺桿實現(xiàn)車輛傾斜。也可通過前后兩套滾筒相互反向傾斜實現(xiàn)懸掛系統(tǒng)扭曲狀態(tài)，見圖4。

3 研究創(chuàng)新

可變振幅可傾斜動態(tài)模擬路試的汽車檢測裝置可動態(tài)模擬汽車以不同車速（包括起步、加速、制動、倒車）以及行駛在各種路況，（包括排骨路、坑洼路、傾斜路）來檢測尋跡汽車的懸掛系統(tǒng)故障，汽車不需要路試就可以在車間里作全面檢測尋跡。

裝置由型鋼焊接成的框架，和框架上安裝的兩根滾筒，其中一根是無動力同心滾筒，另一根是可變偏心度的偏心滾筒，驅(qū)動方式可由被測汽車自身動力驅(qū)動，也可由電動機(jī)通過皮帶傳動拖帶，可變偏心度的偏心滾筒是本發(fā)明的核心技術(shù)，隨著偏心滾筒的旋轉(zhuǎn)，裝置上的車輪也被偏心滾筒托著上下震動，其震動幅度也隨著偏心滾筒的偏心度改變而改變，故可以模擬汽車路試的各種顛簸、竄動。通過同軸可變偏心度的偏心滾筒實驗臺產(chǎn)品的研發(fā)，亮點是在一根滾筒上實現(xiàn)兩種振幅。

裝置現(xiàn)已申報一項國家發(fā)明專利、一項實用新型專利，截至目前，實用新型專利已獲授權(quán)并頒發(fā)了證書。證書編號：ZL 2020 2 2305170.4。

課題名稱：《汽車懸掛系統(tǒng)故障尋跡檢測設(shè)備的研發(fā)及其教學(xué)應(yīng)用》。課題編號：QZJ20200610。

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