商用車(chē)車(chē)輪動(dòng)平衡工藝優(yōu)化降本分析

吳雙強(qiáng)

（陜西重型汽車(chē)有限公司，陜西 西安 710200）

車(chē)輪由于制造、磨損、補(bǔ)胎等原因，不可避免地會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量分布不均的情況，在車(chē)輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)不平衡狀態(tài)。具體表現(xiàn)為行駛中車(chē)輪抖動(dòng)、方向盤(pán)振動(dòng)等?？赏ㄟ^(guò)增加配重的方法規(guī)避這種現(xiàn)象，校正車(chē)輪各邊緣部分的平衡。這個(gè)校正的過(guò)程就是動(dòng)平衡。

汽車(chē)是一個(gè)復(fù)雜的多自由度振動(dòng)系統(tǒng)，各個(gè)零部件的振動(dòng)都會(huì)在不同程度上引起整車(chē)振動(dòng)，眾多激勵(lì)源的存在決定了汽車(chē)振動(dòng)的復(fù)雜性。汽車(chē)在行駛過(guò)程中，這些激勵(lì)源往往不是單獨(dú)作用的，各種激勵(lì)源交互作用使得鑒別汽車(chē)振動(dòng)的原因異常困難。不平路面、發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系及車(chē)輪總成是汽車(chē)振動(dòng)的主要激勵(lì)源，這些激勵(lì)是無(wú)法完全消除的，只能通過(guò)一系列措施阻隔或衰減。

以往的有關(guān)整車(chē)平順性研究，主要是從各個(gè)激勵(lì)源的振動(dòng)頻率及共振的形成等方面進(jìn)行分析,通過(guò)增加相應(yīng)的配重塊來(lái)減低或消除共振。本文僅通過(guò)對(duì)各企業(yè)實(shí)物、零部件質(zhì)量及服務(wù)站技師實(shí)際經(jīng)驗(yàn)等進(jìn)行分析，認(rèn)為在控制零部件質(zhì)量的前提下，商用車(chē)僅做前輪動(dòng)平衡，后輪及備胎不做動(dòng)平衡的工藝可行。

1 市場(chǎng)調(diào)研

1.1 實(shí)車(chē)調(diào)研

在實(shí)車(chē)調(diào)研過(guò)程中，僅統(tǒng)計(jì)裝配鋼車(chē)輪總成的車(chē)輛，未統(tǒng)計(jì)裝配合金車(chē)輪的車(chē)輛。統(tǒng)計(jì)了4家同行企業(yè)各50輛車(chē)，分別統(tǒng)計(jì)各車(chē)輪上的配重塊安裝位置分布、數(shù)量及重量。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，同行平均13%的車(chē)輪上有配重塊，且單車(chē)輪平均重量約為80 g。統(tǒng)計(jì)我司100輛車(chē)，平均94.6%的車(chē)輪上有配重塊，且單車(chē)輪平均重量約為280 g。各企業(yè)配重塊安裝位置分布情況如表1所示，各企業(yè)配重塊重量分布情況如表2所示。

表1 各企業(yè)配重塊安裝位置分布情況 單位：個(gè)

表2 各企業(yè)配重塊重量分布情況 單位：輛

從統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看，我司車(chē)輪上的配重塊數(shù)量及重量遠(yuǎn)超同行平均水平，需進(jìn)一步分析原因。

1.2 技術(shù)要求及實(shí)施情況調(diào)研

GB/T 4971—2009中給出的平順性定義為“避免汽車(chē)在行駛過(guò)程中所產(chǎn)生的振動(dòng)和沖擊使人感到不舒服、疲勞甚至損害健康，或使貨物損壞的性能?！备髌髽I(yè)在相關(guān)的技術(shù)要求中，均對(duì)平順性指標(biāo)進(jìn)行了規(guī)定。

在調(diào)研的5家企業(yè)中，有4家企業(yè)技術(shù)要求車(chē)輪總成100%做動(dòng)平衡后予以送線(xiàn)裝車(chē)，只有1家企業(yè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是僅做前輪的車(chē)輪總成動(dòng)平衡，后輪不做動(dòng)平衡。在實(shí)際執(zhí)行過(guò)程中，有60%的企業(yè)并未完全按照技術(shù)要求執(zhí)行，但市場(chǎng)反饋中，因車(chē)輪動(dòng)平衡原因引起的車(chē)輛抖動(dòng)等故障現(xiàn)象較少。各企業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及實(shí)際執(zhí)行情況如表3所示。我司的技術(shù)要求同樣是前、后輪100%做動(dòng)平衡后予以送線(xiàn)裝車(chē)，市場(chǎng)反饋情況需進(jìn)一步研究分析。

表3 各企業(yè)技術(shù)要求及實(shí)際執(zhí)行情況

2 過(guò)程審核

組織相關(guān)人員對(duì)輪胎分裝線(xiàn)進(jìn)行過(guò)程審核，主要從工藝文件的執(zhí)行情況、檢測(cè)設(shè)備的完好性等方面進(jìn)行。經(jīng)過(guò)審核，輪胎分裝線(xiàn)在工藝文件執(zhí)行方面未出現(xiàn)問(wèn)題、全自動(dòng)平衡機(jī)也在鑒定有效期內(nèi)，現(xiàn)場(chǎng)未發(fā)現(xiàn)有影響校準(zhǔn)精度的相關(guān)問(wèn)題。但根據(jù)檢驗(yàn)記錄，發(fā)現(xiàn)約16%的鋼車(chē)輪總成在做完動(dòng)平衡后，靜不平衡量超過(guò)技術(shù)要求的規(guī)定，需對(duì)該類(lèi)車(chē)輪總成拆下重新將輪輞、輪胎配對(duì)裝配，嚴(yán)重影響走線(xiàn)節(jié)拍。尤其是裝配斜交胎時(shí)，個(gè)別車(chē)輪總成靜不平衡量最高達(dá)912.3 g，嚴(yán)重超過(guò)技術(shù)要求的≤400 g規(guī)定。統(tǒng)計(jì)當(dāng)天的配重塊使用量，每條輪胎平均裝配約290 g?，F(xiàn)場(chǎng)裝配人員反映有部分廠家提供的輪輞配套輪胎，容易出現(xiàn)靜不平衡量超差，建議對(duì)輪輞的入廠質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格管控。

3 零部件檢驗(yàn)

通過(guò)實(shí)物調(diào)研及過(guò)程審核，發(fā)現(xiàn)我司的車(chē)輪上的配重塊數(shù)量及重量遠(yuǎn)超同行平均水平，因我司針對(duì)輪胎及輪輞等零部件未有性能檢測(cè)手段，一般都是定期抽檢委外進(jìn)行檢測(cè)和由供方每批次提供檢測(cè)報(bào)告予以認(rèn)可。

組織對(duì)上年度裝配量大的輪胎及輪輞進(jìn)行篩選，確定需進(jìn)行委外檢驗(yàn)的供方及種類(lèi)規(guī)格。隨機(jī)在庫(kù)區(qū)抽取每種種類(lèi)規(guī)格的產(chǎn)品各3個(gè)，按照GB/T 18505—2013及QC/T 242—2014進(jìn)行委外第三方檢驗(yàn)。其中輪胎涉及7家、43個(gè)種類(lèi)共129個(gè)，檢測(cè)結(jié)果顯示有2家供方產(chǎn)品出現(xiàn)不合格品，委外檢驗(yàn)整體合格率為97.2%，其主要不合格項(xiàng)為動(dòng)平衡和均勻性。輪輞涉及供方7家、18個(gè)種類(lèi)共54個(gè)，檢測(cè)結(jié)果顯示有3家供方產(chǎn)品出現(xiàn)不合格品，委外檢驗(yàn)整體合格率僅為70.7%，主要不合格項(xiàng)為靜不平衡量。表4為零部件委外檢驗(yàn)結(jié)果。

表4 零部件委外檢驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)零部件第三方委外檢測(cè)結(jié)果，認(rèn)為部分供方的輪輞入庫(kù)合格率較低是引起我司車(chē)輪總成上配重塊及重量較行業(yè)高的主要原因。對(duì)此，組織相關(guān)部門(mén)對(duì)所有的輪胎、輪輞供方進(jìn)行二方審核，針對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題督促供方進(jìn)行整改并組織驗(yàn)證。同時(shí)我司購(gòu)置了輪輞全自動(dòng)動(dòng)平衡檢測(cè)機(jī)，以便日常對(duì)輪輞部件入庫(kù)進(jìn)行性能檢測(cè)，減少因零部件質(zhì)量問(wèn)題引起的整車(chē)質(zhì)量問(wèn)題。

4 售后數(shù)據(jù)分析

通過(guò)公司大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，統(tǒng)計(jì)在保車(chē)輛相關(guān)故障數(shù)據(jù)。梳理因（1）車(chē)輪發(fā)抖，動(dòng)平衡超差；（2）車(chē)輪偏擺（輪胎不平衡引起）；（3）車(chē)輪偏擺（輪輞不平衡引起）；（4）車(chē)輪做動(dòng)平衡，同時(shí)更換鋼圈。四種故障模式故障數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)因四種故障模式的故障車(chē)輛數(shù)僅占故障車(chē)輛總數(shù)的0.36%。

進(jìn)一步分析因動(dòng)平衡相關(guān)引起的故障車(chē)輛數(shù)據(jù)，按車(chē)型來(lái)分，牽引車(chē)占比達(dá)到了90.11%，故障車(chē)輛按車(chē)型分類(lèi)如圖1所示。

圖1 故障車(chē)輛按車(chē)型分類(lèi)

再進(jìn)一步對(duì)牽引車(chē)的細(xì)分市場(chǎng)進(jìn)行分類(lèi)分析，其中“煤炭運(yùn)輸”類(lèi)因動(dòng)平衡引起的相關(guān)故障車(chē)輛占比達(dá)到56.03%，其次為“砂石料運(yùn)輸”類(lèi)因動(dòng)平衡引起的相關(guān)故障車(chē)輛占比為26.13%，兩個(gè)細(xì)分市場(chǎng)的故障車(chē)輛占比和達(dá)到了82.16%。故障車(chē)輛按細(xì)分品系分類(lèi)（前三）如圖2所示。

圖2 故障車(chē)輛按細(xì)分品系分類(lèi)（前三）

進(jìn)一步對(duì)因動(dòng)平衡引起的故障車(chē)輛的售后報(bào)單進(jìn)行分析，統(tǒng)計(jì)車(chē)輛進(jìn)服務(wù)站時(shí)車(chē)輛的“行駛里程”，20 000 km以上的故障車(chē)輛占比為74.89%。具體分布如表5所示。

表5 按“行駛里程”統(tǒng)計(jì)分布

通過(guò)以上統(tǒng)計(jì)，發(fā)生因動(dòng)平衡引起的故障車(chē)輛，基本處于重載運(yùn)輸行業(yè)，而且大部分是在行駛20 000 km以上才出現(xiàn)駕駛室抖動(dòng)、方向盤(pán)震動(dòng)及前輪偏擺等故障現(xiàn)象。分析認(rèn)為煤炭及砂石料運(yùn)輸行業(yè)本身存在礦區(qū)路況惡劣，再加上重載行駛，容易出現(xiàn)輪輞變形、輪胎磨損、傳動(dòng)軸動(dòng)平衡超差、發(fā)動(dòng)機(jī)懸置減震墊松動(dòng)、離合器從動(dòng)盤(pán)偏磨或燒蝕、駕駛室左右懸置減震器失效等問(wèn)題，導(dǎo)致故障出現(xiàn)。

5 服務(wù)站調(diào)研

梳理了因動(dòng)平衡相關(guān)引起的故障車(chē)輛報(bào)單服務(wù)站信息。選取了報(bào)單量大的三家服務(wù)站各為期一周的駐場(chǎng)調(diào)研，通過(guò)與服務(wù)站的技師及進(jìn)站駕駛員進(jìn)行溝通，獲得以下相關(guān)經(jīng)驗(yàn)信息：

（1）當(dāng)車(chē)輛在怠速時(shí)，駕駛室地板震動(dòng)，雙腳有發(fā)麻的感覺(jué)，一般是發(fā)動(dòng)機(jī)懸置減震墊松動(dòng)，緊固發(fā)動(dòng)機(jī)懸置減震墊即可解決問(wèn)題。

（2）車(chē)速為60 km/h～90 km/h時(shí)，駕駛室地板震動(dòng)，雙腳有發(fā)麻的感覺(jué)，速度越高，地板抖動(dòng)越嚴(yán)重，一般是傳動(dòng)軸動(dòng)平衡問(wèn)題，校正傳動(dòng)軸動(dòng)平衡即可解決問(wèn)題。

（3）車(chē)速為40 km/h～60 km/h時(shí)，駕駛室上下顛簸，其他速度段車(chē)輛運(yùn)行良好，一般是車(chē)輪總成動(dòng)平衡及制動(dòng)鼓平衡問(wèn)題，重新做車(chē)輪或制動(dòng)鼓的動(dòng)平衡即可解決問(wèn)題。

（4）車(chē)速為40 km/h～80 km/h時(shí)，轉(zhuǎn)向輪左右擺動(dòng)，方向盤(pán)左右旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)，一般是轉(zhuǎn)向輪動(dòng)平衡問(wèn)題或四輪定位問(wèn)題，重新做轉(zhuǎn)向輪動(dòng)平衡或做四輪定位即可解決問(wèn)題。

（5）車(chē)輛行駛時(shí)，駕駛室上下顛簸，轉(zhuǎn)彎時(shí)，駕駛室側(cè)傾顛簸，駕駛室下方伴有咔咔聲，一般是駕駛室懸置失效或駕駛室翻轉(zhuǎn)軸松曠，更換駕駛室懸置或翻轉(zhuǎn)軸即可解決問(wèn)題。

（6）車(chē)輛行駛時(shí)，轉(zhuǎn)向輪左右擺動(dòng)，方向盤(pán)左右旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)，一般是橫向拉桿松動(dòng)或變形，更換橫向拉桿即可解決問(wèn)題。

（7）車(chē)輛在制動(dòng)過(guò)程中，轉(zhuǎn)向輪左右擺動(dòng)，方向盤(pán)左右旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)，一般是防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（Anti-lock Braking System, ABS）介入不同步，更換ABS控制閥即可解決問(wèn)題。

（8）如車(chē)輛出現(xiàn)因車(chē)輪動(dòng)平衡原因引起的抖動(dòng)等故障，80%的車(chē)輛都可以通過(guò)調(diào)整前輪的動(dòng)平衡得到解決。

（9）車(chē)輛在重載運(yùn)輸中，平均每三個(gè)月左右就要更換輪胎，在更換輪胎時(shí)，尤其是后輪，基本不進(jìn)行動(dòng)平衡，駕駛員未感覺(jué)有車(chē)輛抖動(dòng)現(xiàn)象。

（10）營(yíng)運(yùn)半年以上的車(chē)輛，56%的車(chē)輛進(jìn)服務(wù)站時(shí)，車(chē)輪上配重塊存在或多或少的丟失（出廠時(shí)車(chē)輪上有標(biāo)識(shí)），駕駛員未感覺(jué)有車(chē)輛抖動(dòng)現(xiàn)象。

通過(guò)以上實(shí)車(chē)維修經(jīng)驗(yàn)可以分析得出，車(chē)輛抖動(dòng)是車(chē)輛在行駛過(guò)程中存在的一種系統(tǒng)性故障，涉及傳動(dòng)系、行駛系、轉(zhuǎn)向系、懸架系及制動(dòng)系，有可能是其中某一種原因造成，也有可能是多種原因綜合作用的結(jié)果。車(chē)輛前輪的動(dòng)平衡是否符合規(guī)定，是關(guān)系到駕乘舒適性體驗(yàn)的關(guān)鍵特性，后輪對(duì)整車(chē)的駕乘體驗(yàn)影響不大。

6 工藝優(yōu)化及市場(chǎng)驗(yàn)證

根據(jù)以上分析，認(rèn)為針對(duì)裝配鋼制輪輞的商用車(chē)，前輪動(dòng)平衡對(duì)于整車(chē)的平順性起著至關(guān)重要的作用，后輪可以不做車(chē)輪總成動(dòng)平衡。故對(duì)車(chē)輪動(dòng)平衡相關(guān)工藝進(jìn)行了修訂，對(duì)于裝配的車(chē)輛，僅做前輪動(dòng)平衡，后輪及備胎不做動(dòng)平衡。

按照優(yōu)化后工藝裝配的車(chē)輛投放市場(chǎng)，進(jìn)行了為期一年的跟蹤，跟蹤期間市場(chǎng)未明顯反饋有因動(dòng)平衡引起的車(chē)輛抖動(dòng)等相關(guān)質(zhì)量問(wèn)題，認(rèn)為工藝優(yōu)化后對(duì)整車(chē)性能不存在影響，優(yōu)化方案可行。

7 結(jié)論

部分供方的輪輞入庫(kù)合格率較低是引起我司車(chē)輪總成上配重塊及重量較行業(yè)高的主要原因，通過(guò)采取有效措施，提升零部件入庫(kù)合格率；車(chē)輛前輪的動(dòng)平衡是否符合規(guī)定，是關(guān)系到整車(chē)平順性的關(guān)鍵特性，重點(diǎn)需保證前輪的動(dòng)平衡符合技術(shù)要求，后輪對(duì)整車(chē)的平順性影響較小，可以不做動(dòng)平衡。

在保證輪胎及輪輞等零部件入廠符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的前提下，商用車(chē)僅做前輪動(dòng)平衡，后輪及備胎不做動(dòng)平衡的工藝可行。通過(guò)對(duì)車(chē)輪動(dòng)平衡的工藝優(yōu)化，每輛車(chē)減少約82%的動(dòng)平衡費(fèi)用（以6×4為例），降本效果顯著。