穩(wěn)定性約束下的汽車底盤維修技術(shù)

黃佃明

（江蘇省灌南中等專業(yè)學(xué)校，江蘇 連云港 222500）

底盤是汽車的主要結(jié)構(gòu)?？梢赃@樣說，底盤的運(yùn)行狀態(tài)與穩(wěn)定性，直接對(duì)汽車安全行駛造成影響。為了提高汽車在駕駛中的安全性，避免由于底盤故障造成的車輛行駛異常，需要根據(jù)車輛的行駛狀態(tài)，對(duì)底盤進(jìn)行及時(shí)檢測與故障維修[1]。為了全面落實(shí)此項(xiàng)工作，需要在開展相關(guān)研究前，對(duì)底盤常見的故障表現(xiàn)形式進(jìn)行分析，將其故障劃分為結(jié)構(gòu)物理異常與化學(xué)損傷。考慮到底盤在車輛中也是其內(nèi)部發(fā)動(dòng)機(jī)、差動(dòng)裝置的保護(hù)殼，因此，當(dāng)汽車行駛在不平整路面時(shí)，底盤會(huì)不可避免地受到路況影響，與石塊與路面凹凸部位發(fā)生碰撞或剮蹭。一旦底盤受損，汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)等關(guān)鍵部位將失去外殼保護(hù)，甚至?xí)霈F(xiàn)汽車行駛中發(fā)動(dòng)機(jī)裂紋、變速箱體開裂等顯著性故障[2]。此外，汽車在行駛過程中，由于不同道路的情況不同，駕駛員的駕駛習(xí)慣也不相同，導(dǎo)致汽車在行駛過程中會(huì)接觸到汽油、污水，倘若沒有及時(shí)對(duì)汽車底盤污漬進(jìn)行清理，殘留的污漬將依附在底盤結(jié)構(gòu)中。當(dāng)污漬滲透到底盤細(xì)部結(jié)構(gòu)中，便會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)中的螺絲等細(xì)小構(gòu)件造成侵蝕，從而影響底盤在車底的安全性與牢固性。為了避免此種問題，發(fā)揮底盤在車輛中的保護(hù)效能，筆者將在穩(wěn)定性約束視域下，設(shè)計(jì)一種針對(duì)汽車底盤的維修技術(shù)，進(jìn)一步保障汽車在駕駛中的安全性與穩(wěn)定性。

1 穩(wěn)定性約束下的汽車底盤維修技術(shù)

1.1 基于檢測技術(shù)的汽車底盤異物圖像獲取

考慮到汽車底盤主要由傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、制動(dòng)結(jié)構(gòu)、行駛結(jié)構(gòu)等集中構(gòu)成，整體結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，因此，需要在維修前對(duì)汽車底盤故障進(jìn)行檢測[3]。檢測時(shí)，使用傳感器、光學(xué)攝像機(jī)、圖像采集裝置等輔助性裝置，根據(jù)檢測中的實(shí)際需求，對(duì)圖像進(jìn)行初步采集與獲取，此過程如圖1所示。

圖1 基于檢測技術(shù)的汽車底盤異物圖像獲取

按照上述圖1所示的獲取過程，獲取汽車底盤異物圖像。在檢測過程中，將汽車底盤連接車輪位置的平衡程度作為監(jiān)測指標(biāo)，在檢測時(shí)可將檢測平衡儀放置在底盤位置，通過對(duì)車輛在行駛中起步平衡性的檢測，掌握汽車底盤是否存在異常。當(dāng)車輛行駛時(shí)受到異物的影響時(shí)，即車輛平衡性檢測未通過，可輔助使用電子掃描成像技術(shù)，使用光端機(jī)與處理器，對(duì)車輛底盤整體情況進(jìn)行綜合評(píng)估[4]。檢測前，駕駛?cè)藛T需要將車輛停在待檢測專項(xiàng)區(qū)域，借助電子設(shè)備與成像設(shè)備掃描底盤，根據(jù)反饋的影像，確定底盤位置是否存在異物。當(dāng)顯示屏或計(jì)算機(jī)終端成像顯示底盤存在異物時(shí)，需要輔助使用定位技術(shù)，進(jìn)行異物位置的確定。此過程如圖2所示。

按照?qǐng)D2所示的汽車底盤異物圖像傳輸與處理方式，對(duì)汽車底盤進(jìn)行異物掃描，將掃描的結(jié)果進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)無線傳輸，實(shí)現(xiàn)基于檢測技術(shù)的汽車底盤異物圖像獲取。

圖2 汽車底盤異物圖像傳輸與處理

1.2 基于穩(wěn)定性約束條件的汽車底盤傳動(dòng)異常處理

完成上述對(duì)汽車底盤的檢測后，引入車輛在行駛中的穩(wěn)定性條件，采用對(duì)其構(gòu)建ADAMA/Can模型的方式，進(jìn)行汽車底盤傳動(dòng)的異常處理。在此過程中，利用終端計(jì)算機(jī)或控制器，獲取車輛在行駛中底盤結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，將相關(guān)參數(shù)導(dǎo)入powertrain關(guān)鍵數(shù)據(jù)模型中，對(duì)模型中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行修改，匹配節(jié)點(diǎn)與汽車底盤在行駛中的狀態(tài)[5-7]。

觀察前端動(dòng)能系統(tǒng)在行駛中出現(xiàn)異?；虿灰?guī)則振動(dòng)行為時(shí)的數(shù)據(jù)特征，定位異常點(diǎn)后，對(duì)汽車的前車胎進(jìn)行固定、架起處理。在此基礎(chǔ)上，啟動(dòng)汽車的發(fā)動(dòng)系統(tǒng)，明確在發(fā)動(dòng)汽車時(shí)前端出現(xiàn)異常振動(dòng)的原因，觀察底盤出現(xiàn)傳動(dòng)異常的表現(xiàn)形式。再將車輛調(diào)整到靜態(tài)狀態(tài)，按照相同的步驟對(duì)車輛靜態(tài)與動(dòng)態(tài)建模，在終端操作設(shè)備上模擬汽車傳動(dòng)過程中不同零件的受力，得出最終分析結(jié)果。根據(jù)動(dòng)能機(jī)制的空間建模，定位傳動(dòng)異常精準(zhǔn)點(diǎn)，以此種方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車底盤傳動(dòng)異常的針對(duì)性處理。處理時(shí)不斷地調(diào)試底盤穩(wěn)定性，直到啟動(dòng)汽車后底盤可以滿足正常行駛狀態(tài)下的穩(wěn)定性約束條件。

1.3 汽車底盤異常振動(dòng)與轉(zhuǎn)向吃力維修

針對(duì)汽車底盤異常振動(dòng)的問題，首先，需要明確造成其異常的原因，常見的底盤異常振動(dòng)由動(dòng)能傳輸錯(cuò)誤、驅(qū)動(dòng)裝置損耗和離合器故障等造成。針對(duì)這些問題，在維修時(shí)需要將汽車調(diào)整為靜止?fàn)顟B(tài)，并利用轉(zhuǎn)動(dòng)工具轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能傳輸零件。分析各個(gè)零部件的潤滑程度，并給出最終的分析結(jié)果[8-10]。同時(shí)，在拆卸的過程中，還需要檢查零件表面是否存在破損，若存在破損則應(yīng)當(dāng)更換新的零件。其次，針對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置損耗造成的底盤異常進(jìn)行判斷，汽車底盤齒輪部位咬合過緊或過松都會(huì)造成驅(qū)動(dòng)裝置的表面出現(xiàn)損耗，并且其錐形結(jié)構(gòu)的松緊指數(shù)也會(huì)在一定程度上影響驅(qū)動(dòng)裝置的運(yùn)行。針對(duì)這一問題進(jìn)行檢修，首先需要了解其潤滑狀況，并檢查是否存在漏油的現(xiàn)象，若存在，則應(yīng)當(dāng)對(duì)墊圈結(jié)構(gòu)進(jìn)行及時(shí)更換。最后，針對(duì)離合器存在的故障問題進(jìn)行檢查和維修。在汽車運(yùn)行階段，若離合器出現(xiàn)故障問題，則當(dāng)駕駛?cè)藛T踩下離合器時(shí)也會(huì)造成汽車底盤出現(xiàn)異常振動(dòng)問題。這種情況發(fā)生后應(yīng)當(dāng)及時(shí)停車，并將檔位放置在空檔上，此時(shí)緩慢輕踩離合器，并觀察汽車底盤的振動(dòng)情況。若此時(shí)離合器并沒有出現(xiàn)行駛狀態(tài)下的異常情況，則判定汽車分離軸承出現(xiàn)了問題。若在輕踩離合器的過程中，汽車底盤出現(xiàn)了行駛狀態(tài)下的振動(dòng)情況，而當(dāng)松開離合器時(shí)振動(dòng)現(xiàn)象小時(shí)，則需要查看與底盤連接的部件以及定型裝置是否出現(xiàn)了破損。若在上述檢查過程中發(fā)現(xiàn)問題，則應(yīng)當(dāng)立即將異常零件更換或增加潤滑劑。綜上所述，即完成在穩(wěn)定性約束條件下對(duì)汽車底盤維修技術(shù)的設(shè)計(jì)。

2 實(shí)例應(yīng)用分析

在上述基礎(chǔ)上，為了驗(yàn)證本文提出的汽車底盤維修技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的效果，以某汽車加工企業(yè)為依托，針對(duì)該加工企業(yè)中汽車底盤存在問題的車輛隨機(jī)提取三臺(tái)進(jìn)行維修。三臺(tái)汽車底盤故障類型不同且故障的嚴(yán)重程度也不同，以此能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)維修技術(shù)應(yīng)用效果的綜合檢驗(yàn)。已知選擇的汽車均為DT-002型號(hào)重型自卸車，其整備質(zhì)量約為15 t，額定載質(zhì)量約為30 t，該車輛同時(shí)適用于公路和非公路路面，具有良好的使用壽命以及承載能力。選擇的三臺(tái)DT-002型號(hào)汽車底盤故障問題包括動(dòng)能傳輸錯(cuò)誤、驅(qū)動(dòng)裝置損耗嚴(yán)重、離合器故障。當(dāng)發(fā)生上述問題時(shí)，汽車底盤都會(huì)產(chǎn)生異常振動(dòng)現(xiàn)象，針對(duì)這些問題，按照上述內(nèi)容，通過獲取汽車底盤異物圖像、汽車底盤傳動(dòng)異常處理以及維修，解決其故障問題。

為了驗(yàn)證維修后汽車是否能夠恢復(fù)正常行駛，選擇在三臺(tái)DT-002型號(hào)汽車底盤上安裝振動(dòng)傳感器，并記錄汽車在行駛過程中五個(gè)時(shí)刻底盤的振動(dòng)頻率變化差值，為了方便論述，定義五個(gè)時(shí)刻分別為T1、T2、T3、T4和T5，將維修后汽車行駛中底盤振動(dòng)頻率變化差值變化結(jié)果繪制成表1。表1中汽車行駛中底盤振動(dòng)頻率變化差值是利用下一時(shí)刻振動(dòng)頻率減去當(dāng)前時(shí)刻振動(dòng)頻率得出，若汽車在行駛過程中底盤振動(dòng)頻率變化值不超過1.50 Hz，則認(rèn)為汽車為平穩(wěn)運(yùn)行。表1中兩個(gè)時(shí)刻之間相隔的時(shí)間相同，均為5 min。

表1 維修后汽車行駛中底盤振動(dòng)頻率變化差值記錄表

從表1中的數(shù)據(jù)可以看出，在五個(gè)不同時(shí)刻下，在完成對(duì)各個(gè)故障類型的維修后，其振動(dòng)頻率變化差值基本相同，差值范圍不超過0.1 Hz，且基本能夠控制在1.0 Hz～1.4 Hz的正常范圍內(nèi)。汽車在行駛過程中底盤的振動(dòng)頻率變化差值基本保持不變，則可以認(rèn)為汽車行駛中底盤振動(dòng)平穩(wěn)，遵循一定振動(dòng)規(guī)律。由此得出，本文提出的引入穩(wěn)定性約束條件的維修技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中能夠解決汽車底盤存在的故障問題，從而提高汽車運(yùn)行質(zhì)量，確保駕駛?cè)藛T人身安全。

3 結(jié)束語

本文從汽車底盤異物圖像獲取、汽車底盤傳動(dòng)異常處理、汽車底盤異常振動(dòng)與轉(zhuǎn)向吃力維修三個(gè)方面，展開了基于穩(wěn)定性約束下的汽車底盤維修技術(shù)研究。完成維修技術(shù)的設(shè)計(jì)后，進(jìn)行實(shí)例應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)證明引入穩(wěn)定性約束條件后的維修技術(shù)能夠有效解決汽車底盤存在的故障問題，從而提高汽車運(yùn)行質(zhì)量，確保駕駛?cè)藛T人身安全，為車輛的穩(wěn)定行駛提供安全保障。