汽車底盤的結(jié)構(gòu)優(yōu)化與維修技術(shù)探析

易子超

(江門職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 江門 529000)

0 引言

汽車主要由發(fā)動機、底盤、車身及控制系統(tǒng)等組成，底盤是最為復(fù)雜的汽車系統(tǒng)，承載著傳動系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及制動系統(tǒng)各個零部件的安裝與布局，對于保證車輛正常行駛，提高汽車駕駛的安全性及舒適性具有重要意義[1]。

汽車底盤結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在汽車行駛過程中較易受到外界的影響，當(dāng)汽車底盤中的任意一個零部件出現(xiàn)問題后，會直接影響汽車的駕駛性能，因此，優(yōu)化汽車底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計，提高汽車底盤維修技術(shù)，是保證汽車安全、舒適駕駛的重要條件之一[2]。

1 汽車底盤的系統(tǒng)組成

汽車底盤是汽車的主要承載及支撐部分，主要包括汽車的傳動系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及制動系統(tǒng)。

1.1 傳動系統(tǒng)

傳動系統(tǒng)的主要功能是將汽車的動力傳遞至各個車輪，保證汽車在不同工況及要求下行駛，可以實現(xiàn)汽車的減速增扭與變速。其關(guān)鍵零部件主要包括離合器、變速器、差速器等。

1.2 行駛系統(tǒng)

行駛系統(tǒng)主要是對車輛整體起到支撐作用，對地面具有一定的附著性，減緩汽車行駛過程中的沖擊、顛簸與振動，主要包括車架、前懸架、前后車輪及后懸架等。

1.3 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要控制汽車汽車的轉(zhuǎn)向及行駛，主要包括轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向器及轉(zhuǎn)向油泵等。

1.4 制動系統(tǒng)

制動系統(tǒng)用于控制車輛減速及停車，通過在車輪施加與汽車當(dāng)前行走方向的反向作用力，達(dá)到汽車制動的目的。主要工作零部件為制動器，在車輛減速或者停車時，制動器產(chǎn)生與車輛運動方向相反的力。

2 基于模塊化汽車底盤優(yōu)化方案

隨著汽車行業(yè)的逐漸發(fā)展，汽車整體設(shè)計及方案優(yōu)化對于提高汽車生產(chǎn)制造企業(yè)的市場競爭力具有重要意義[3]。目前，世界范圍內(nèi)較為常用的汽車結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法為“模塊化”優(yōu)化方法，主要是以汽車不同零部件的功能分析為根本，將功能相同或者不同的模塊進行組合與優(yōu)化，最終形成一種性能更為優(yōu)秀、更為通用的產(chǎn)品[4]。模塊化優(yōu)化方法可以縮短產(chǎn)品的設(shè)計與研發(fā)周期，滿足不同客戶需求，適應(yīng)市場發(fā)展變化，在目前工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用[5]。以汽車底盤結(jié)構(gòu)優(yōu)化為研究對象，提出了模塊化在優(yōu)化汽車底盤設(shè)計及制造中的方法與技術(shù)。

采用層次分析法，兼顧多方面因素確定汽車底盤系列型譜，計算各個影響因素所占的相對權(quán)重，并進行量化分析，主要包括層次結(jié)構(gòu)的建立、判斷矩陣的構(gòu)建及結(jié)果檢驗與分析[6-7]。通過相關(guān)文獻(xiàn)分析及市場調(diào)查，選取汽車安全性、舒適性、產(chǎn)品價格及環(huán)保性為產(chǎn)品評價準(zhǔn)則及客戶的滿意目標(biāo)，4個基本準(zhǔn)則下又相互對應(yīng)著小準(zhǔn)則，如汽車零部件使用壽命、汽車制動性能、汽車轉(zhuǎn)向性能及加工成本等。層次分析模型如圖1所示。在本研究中，通過判斷矩陣的一些比較規(guī)則，對同一需求指標(biāo)下的各個分指標(biāo)進行一一比較，確定各個影響因素在整體目標(biāo)中所占的比重，明確各個影響因子的主次排序與重要度，從而保證決策的量化分析。

圖1 汽車底盤設(shè)計層次分析模型示意圖

根據(jù)本研究建立的層次分析模型進行分析計算后，得到各個指標(biāo)在整個汽車底盤設(shè)計中所占比重及重要度，本章節(jié)中采用質(zhì)量屋進行分析設(shè)計，如圖2所示。

圖2 各影響因素之間的相關(guān)性分析與權(quán)重分析

針對模塊化優(yōu)化方案，對汽車底盤的結(jié)構(gòu)功能進行分析，將汽車底盤分為行車控制系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)及行駛系統(tǒng)等，各個系統(tǒng)功能上具有獨立性，并進行逐級劃分，建立汽車底盤模塊體系，如圖3所示。

圖3 汽車底盤功能模塊設(shè)計

3 汽車底盤關(guān)鍵部件常見故障與維修

汽車底盤結(jié)構(gòu)復(fù)雜，是較易發(fā)生故障部位，對汽車底盤的關(guān)鍵部件常見故障及維修方法進行分析。

3.1 離合器

3.1.1 離合器打滑

1)故障表現(xiàn)。汽車起步困難；汽車行使無力；離合器摩擦片出現(xiàn)焦味。

2)故障分析。保持車輛靜止，拉緊制動器，啟動發(fā)動機后掛擋，逐漸加大油門，如果此時車輛出現(xiàn)發(fā)動機熄火，且車身有下沉現(xiàn)象，表明離合器正常，反之，則說明離合器打滑。

3)維修方法。檢查離合器踏板行程，看離合器是否出現(xiàn)嚴(yán)重磨損，進而降低了膜片彈簧的壓緊力，此時應(yīng)該更換離合器摩擦片；若發(fā)現(xiàn)離合器摩擦片上有油污，應(yīng)該及時進行清除；壓盤、飛輪是否出現(xiàn)變形，及時進行檢查與維修[8]。

3.1.2 離合器分離不徹底

1)故障表現(xiàn)。換擋困難；汽車低擋時無法起步甚至熄火。

2)故障分析。首先將變速器置于空擋位置，保證汽車發(fā)動機高速運轉(zhuǎn)，踩下汽車離合踏板后，掛擋，看離合器是否能接合，若出現(xiàn)換擋困難且伴有齒輪撞擊的聲音，強行掛擋后發(fā)動機熄火，這種現(xiàn)象說明汽車離合器分離不徹底[9]。

3)維修方法。檢查離合器踏板行程，看是否是離合器踏板行程過?。粰z查從動盤是否出現(xiàn)磨損，鉚釘是否脫落及摩擦片是否出現(xiàn)松動；檢查膜片彈簧彈力是否減弱，并進行及時更換或者維修；檢查離合器拉索機構(gòu)是否運動不靈活，運動發(fā)卡，導(dǎo)致踏踩板不到底，若出現(xiàn)卡殼現(xiàn)象，應(yīng)該涂抹基脂，保證運動的靈活。

3.2 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

3.2.1 汽車轉(zhuǎn)向時操作沉重

1)故障分析。轉(zhuǎn)向助力泵失效；旋轉(zhuǎn)閥漏油；助力泵皮帶出現(xiàn)打滑；輪胎氣壓不足；轉(zhuǎn)向器內(nèi)部潤滑油脂不足。

2)維修方法。更換助力泵；更換旋轉(zhuǎn)閥；更換張緊皮帶；按照要求充足輪胎氣壓；加注潤滑油脂至標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)。

3.2.2 方向盤轉(zhuǎn)偏

1)故障分析。兩側(cè)輪胎氣壓不等；前輪定位不合適；液壓助力泵回油管路堵塞。

2)維修方法。充足胎壓；調(diào)整前輪定位；清理液壓助力泵回油管路。

3.2.3 方向盤自由間隙過大

1)故障分析。轉(zhuǎn)向器出現(xiàn)松動；轉(zhuǎn)向器齒輪間隙過大；轉(zhuǎn)向節(jié)磨損。

2)維修方法。緊固轉(zhuǎn)向器；調(diào)整齒輪間隙；更換轉(zhuǎn)向節(jié)。

3.3 減震器

汽車減震器常見故障主要包括減震器過軟、減震器出現(xiàn)噪聲及減震器漏油等，其故障排除方法及維修技巧分別如圖4、圖5、圖6所示。

圖4 減震器過軟故障分析與維修技術(shù)

圖5 減震器噪聲故障分析與維修技術(shù)

圖6 減震器漏油故障分析與維修技術(shù)

4 結(jié)論

汽車底盤是汽車上最為復(fù)雜的系統(tǒng)，承載著汽車傳動系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及制動系統(tǒng)各個零部件的安裝與布局，對于保證車輛正常行駛具有重要意義，因此，優(yōu)化汽車底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計，提高汽車底盤維修技術(shù)，是保證汽車安全駕駛的條件之一。本研究首先提供一種模塊法優(yōu)化汽車底盤的設(shè)計方案，同時，為了提高汽車底盤的安全性與駕駛舒適性，汽車底盤各個系統(tǒng)的常見故障及維修方法進行闡述，主要包括離合器、變速器、減震器及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。研究結(jié)果為提升汽車底盤設(shè)計效率提供理論參考，對于保證汽車安全駕駛具有重要意義。