关于XXX前轮偏磨分析报告

前轮偏磨第1页共9页关于XXX前轮偏磨路试及分析报告一、前言市场反馈我司XXX车型存在前轮偏磨现象，尤其教练车为明显。针对这一问题，对该车型进行了认真的检查和路试检验，并从原理上进行分析，旨在指出问题的真正原因所在，为正确解决技术、质量问题提供依据。二、造成前轮偏磨的因素造成前轮偏磨的原因是多方面的，如使用习惯、轮胎气压、道路条件等都可能造成轮胎偏磨。以下主要从产品技术上进行分析：1、车架、悬架部件等零部件的尺寸精度是保证车辆技术状况、前轮定位的基础。2、前轮定位参数的影响在前轮定位参数中，影响前轮偏磨的主要参数是前束，过大的前束或负前束会造成轮胎内、外缘产生快速磨损即偏磨现象。3、前悬架扭杆弹簧刚度的影响悬架弹簧刚度不足或使用过程中产生衰减，均会造成轮胎偏磨现象。4、汽车前悬架转向横拉杆布置不合理三、具体分析如下：1、上述①、②点为常识，无须讨论。2、③点：前悬架扭杆弹簧刚度的影响悬架刚度的不足或减弱会改变下球铰的摆动弧，车轮跳动时产生额外的横向运动导致轮胎磨损。（如下图）由上图可知，弹簧刚度的衰退可导致前轮跳动时前束加大、横向运动加剧（B＞A），从而导致轮胎偏磨。(参考文献：（加）唐·诺里斯（美）杰克·尔贾维克《悬架系统及转向系统》)前轮偏磨第2页共9页3、④点、汽车前悬架转向横拉杆布置前悬架的横拉杆姿态对于前悬运动时前束的变化起着至关重要的作用，一般车型在设计时，转向机横拉杆姿态一般接近水平（即严格控制转向机横拉杆两端的高度差），这样能够保证在悬架上下跳动过程中对前束的影响减到最小。(参考文献：宗召波《汽车前胎偏磨的研究及其解决方法》)(见附件1)这段话里包含了优化设计的理念，如果转向横拉杆的内端球头高出水平状态，当车轮向上或向下跳动时前束的变化量较大，因此接近水平状态是较为理想的设计。（如下图所示）前轮上跳时前束变化图：A2O2O1A0A1ACAA1A2C6:1图中：A-O1为老状态横拉杆位置，A-O2为新状态横拉杆位置（拉杆内端加高）。前轮上跳时，拉杆外端由A点上跳至A0位置。老状态横拉杆长度变化为A-A1，新状态横拉杆长度变化为A-A2。可见老状态的变化量小，即前束变化小。前轮偏磨第3页共9页前轮向下跳动时前束变化图：A1A2AA0O2O1A0A1A2C6:1C图中：A-O1为老状态横拉杆位置，A-O2为新状态横拉杆位置（拉杆内端加高）。前轮下跳时，拉杆外端由A点下跳至A0位置。老状态横拉杆长度变化为A0-A1，新状态横拉杆长度变化为A0-A2。可见老状态的变化量小，即前束变化小。四、路试验证1、样车情况产品开发部对车架尺寸进行了检查，符合图纸要求。采用增加刚度的扭杆弹簧：原件技术要求刚度为53.261N.m/°±1.5%，杆径24mm；试验件刚度为56.153N.m/°提高5%，杆径24.4mm。在试制车间装配前、后悬挂，再转给总装车间装配并按现行工艺文件进行调整，于2010年9月26日出发，前往湖北省襄樊，进行满载状态下路试验证前轮磨损情况（按满载标准配重：2人+325kg沙袋），于2010年10月2日返回公司，共行驶3180km。2、数据采集①、试验前空载，设备2：参数名称调整前标准最小值标准最大值调整后前轮总前束-3.41°0.00°0.24°0.04°前轮偏磨第4页共9页左前轮前束-1.22°0.00°0.12°0.02°右前轮前束-2.19°0.00°0.12°0.02°左前轮外倾0.73°0.17°0.83°0.65°右前轮外倾-0.14°0.17°0.83°0.53°左轮主销后倾2.52°2.33°3.17°2.58°右轮主销后倾3.30°2.33°3.17°2.39°②、试验后空载，设备2：参数名称调整前标准最小值标准最大值调整后前轮总前束0.03°0.00°0.24°0.03°左前轮前束-0.04°0.00°0.12°-0.05°右前轮前束0.07°0.00°0.12°0.08°左前轮外倾0.47°0.17°0.83°0.47°右前轮外倾0.75°0.17°0.83°0.75°左轮主销后倾2.34°2.33°3.17°2.34°右轮主销后倾2.03°2.33°3.17°2.03°③、试验前满载，设备2：参数名称调整前标准最小值标准最大值调整后前轮总前束0.55°0.00°0.24°0.55°左前轮前束-0.03°0.00°0.12°-0.03°右前轮前束0.58°0.00°0.12°0.58°左前轮外倾0.23°0.17°0.83°0.24°右前轮外倾0.64°0.17°0.83°0.63°左轮主销后倾2.44°2.33°3.17°2.44°右轮主销后倾2.11°2.33°3.17°2.11°④、试验后满载测量单位度数报表参数名称调整前标准最小值标准最大值调整后前轮总前束0.53°0.00°0.24°0.53°左前轮前束-0.01°0.00°0.12°-0.01°右前轮前束0.54°0.00°0.12°0.54.°左前轮外倾0.26°0.17°0.83°0.24°右前轮外倾0.47°0.17°0.83°0.48°左轮主销后倾2.72°2.33°3.17°2.72°右轮主销后倾2.22°2.33°3.17°2.22°前轮偏磨第5页共9页3、试验结果及分析①、试验前后，空载及满载状态下各前轮定位参数均满足技术条件要求，前束在相应的状态下保持稳定，变化甚微。（以上参数表中的“标准最小值”“标准最大值”是指整备质量状态下、整车下线调整时的技术条件。）②、试验结果对比试验前轮胎状态：右前轮左前轮试验后轮胎状态：右前轮左前轮（说明：试验后轮胎无偏磨现象，样车现存试制车间。）五、结论1、现有结构（含旧状态转向拉杆）符合技术设计的要求，不应变更。2、避免前轮偏磨应从以下几方面着手：①、严格控制悬架扭杆弹簧的质量：制造商从工艺和过程上保证零件热处理后的硬度、金相、淬硬层深度满足产品技术条件的要求，以防止悬架弹簧刚度的衰减；②、适当提高悬架扭杆弹簧的刚度，扭杆直径从φ24mm提高至φ24.4mm，提高5%左右的刚度；③、加强车架尺寸精度的控制：严格控制车架的尺寸精度，有效保证前轮定位参数的可调整，尤其是悬架部分的安装尺寸应符合有关公差的要求。前轮偏磨第6页共9页六、附件1汽车前胎偏磨的研究及其解决方法摘要：汽车轮胎偏磨是汽车故障投诉案列中一个重要的问题。文章针对汽车前胎偏磨的问题，阐述了其发生机理，并分析了导致前胎偏磨的多方面原因，之后进行了案例分析以加强对此类问题解决方法的认识。此类问题的解决重在市场调查和大量的数据测量分析，文章重在对汽车前胎偏磨问题进行分析。关键词：汽车轮胎；汽车故障；前胎偏磨；前轮外倾；测量分析中图分类号：U472文献标识码：A文章编号：1009-2374（2009）17-0033-02随着车辆的逐渐普及，汽车的故障投诉案例逐渐增多，其中轮胎偏磨就是一项重要的反馈问题，尤其是汽车前胎偏磨。此类问题的发生，可能涉及到汽车质量、路况、客户驾驶习惯等各方面。本文从技术层面来进行分析，逐步找到前胎偏磨的原因，并制定解决方案。一、前胎偏磨的发生机理轮胎的胎面与路面摩擦引起胎面磨损，磨损程度取决于前轮定位参数、轮胎气压、行驶速度、超载、使用条件、道路条件及驾驶方法等条件，通常轮胎不管大小，都有它的习惯性磨损，磨损明显或特别严重的时候，就称为异常磨损。前胎偏磨可以从以下几方面来进行分析：（一）汽车在使用过程中频繁地高速转向汽车在不同的路况下行驶，轮胎的磨损情况也不相同，如果在多弯道的山路行驶或频繁高速转弯，前胎外侧磨损一般较快。当汽车转向行驶时，会产生离心力，车速越快，离心力越大。同时地面对汽车轮胎施以向内侧的摩擦力，从而克服汽车圆周运动时的离心力保证汽车的行驶稳定性，所以外侧会早于内侧发生磨损。（二）轮胎气压不合理不同型号的车辆选用不同型号的轮胎，并对于轮胎的气压都有严格的规定，轮胎气压的设定和车辆的轴荷、使用路况等密切相关。如果胎压不合适，轮胎在使用过程中会发生异常磨损。胎压不足：轮胎各部位的变形过大引起轮胎发热异常，帘线或橡胶弱化，两侧胎肩过早磨损。胎压过大：轮胎一直处于刚性状态，缓冲性降低引起胎冠过早磨损。前轮偏磨第7页共9页（三）汽车前悬架转向机横拉杆布置不合理前悬架的横拉杆姿态对于前悬运动时前束的变化起着至关重要的作用（此处分析案例以前置转向梯形为例）。从图1中可看到，H值越大，当车轮上下跳动时，横拉杆外端的运动弧线引起的车轮偏转越大，前束的变化量越大。所以一般车型在设计时，转向机横拉杆姿态一般接近水平（即严格控制转向机横拉杆两端的高度差），这样能够保证在悬架上下跳动过程中对前束的影响减到最小。（四）前胎四轮参数初始值和适用范围不合理汽车前悬架有多种型式，不同型式的悬架其前轮参数的变化曲线也不同，它和悬架的结构、转向梯形的布置方式等都有关系。不同结构的车型对于前轮参数的要求也不相同。对于汽车前轮，车轮上跳时的前束值多设计成零至弱负前束变化，设计值取在零附近是为了控制悬架上下跳动时的前束变化量不至于过大，确保直行稳定性。另外，取弱负前束变化是为了获得弱的不足转向特性，以便在车辆重载后悬架高度变化时，也能保持不足转向。前束变化的较理想的特性值是：前轮上跳时，为零至负前束（-0.5°/50mm）对于外倾变化，不同悬架结构有较大差异，一般上跳时，对车身的外倾变化为-2°～+0.5°/50mm较为适宜。在汽车前悬架的车轮定位参数中，前束和外倾是影响轮胎偏磨的主要因素，所以前轮参数初始值和使用范围的设定一定要严格进行。（五）零部件质量问题如果前悬架的导向机构零部件出现问题，也会影响前轮的定位参数，从而导致轮胎偏磨等故障。此类故障有：轴套类零部件过度磨损；摆臂等连接件刚度不足，受力发生变形；悬架的安装载体，如车架或副车架等，刚度偏小，受力发生变形；其他连接件的异常损坏。二、案例解析（一）问题描述（某皮卡车型）主要表现形式：前轮内侧吃胎。故障车区域：故障车分布地区较广，山路居多。（二）故障车数据搜集经过对抽取的20例售后故障车的出厂时前轮定位进行调查时发现，所有前轮外倾均在规定范围内（标准值：0°±30′），但前轮外倾和标准值偏差较大（偏向负值），前轮外倾值在-15′～前轮偏磨第8页共9页-30′范围内的车辆比例竟然达到70%。（三）设计值核对1．对该车的前悬关键点的坐标值校对。2．对前悬架的主要定位参数变化趋势进行分析，如下图所示：图23．结论：悬架硬点参数和前轮定位参数变化趋势正常，不会影响整车性能。（四）测量分析对现生产车架和摆臂进行测量，结果如下：1．车架上摆臂支架焊接误差：车架上摆臂安装支架前端的Y向间距平均值为748mm，比设计值753偏小5mm（单侧摆臂安装点向内侧偏移2.5mm），即单侧上摆臂球头将向内移动约1.25mm，导致前轮主销内倾变大0.27°，即前轮外倾向负值变化0.27°；前轮后倾变小0.44°。2．下摆臂制造误差：下摆臂长度（球销到摆臂轴的距离）比设计值大1.7mm（设计值为357.4mm），此误差造成前轮外倾偏向负值约0.35°。图3（五）故障车四轮定位参数测量数据分析图41．前束变化在上跳20mm时，变化量为-13′；在下跳40mm时，变化量为+30′，结果可以接受。2．外倾曲线走势正常，但该车前轮外倾初始值偏向负值（-23′），当悬架上下跳动时，前轮外倾数值进一步偏向负值，从而造成轮胎接地面受力不均，易造成前轮内侧过早磨损，必须加以修正。（六）分析结论总结车架和摆臂的制造误差导致前轮外倾和标准值偏差较大（偏向负值），从而致使一部分车辆前轮外倾和前轮前束配合不理想，这是此车前胎偏磨的主要因素。（七）整改对策1．优化前轮定位标准：前束：0～2mm；外倾：0～30′。2．永久对策：针对车架和摆臂的制造误差进行整改。图5优化前轮参数初始值后的前轮前束和外倾变化曲线(八)结论1．车架和摆臂的制造误差导致前轮外倾和标准值偏差较大（偏向负值），从而致使一部分车辆前轮偏磨第9页共9页前轮外倾和前轮前束配合不理想，这是此车前胎偏磨的主要因素。2．车辆在颠簸路况下行驶或制动时