1、 对汽车底盘异响及特殊案例分析_机械制造论文机械制造论文0 引言 汽车故障是在一定条件下表现出来的, 常见故障现象有性能异常、外观异常、作用异常、响声异常、气味异常、温度异常等。而汽车在行驶中,底盘异响故障时有发生。若不及时排除底盘异响故障,不但会造成经济上的损失, 还有可能引发重大部件事故或给汽车用户造成人身伤亡事故。因此,若能根据异响的特征, 及时找出发出异响的确切部位与原因, 就能提前作出故障诊断,并及早加以排除。1 传统汽车底盘异响概念汽车底盘异响,是指汽车在行驶中从传动系、行驶系、转向系和制动系各总成部件或机构中发出的不正常噪声、响声及振动声。这是由于汽车部件磨损或损坏,连接松动及配
2、件质量差或装配不当等引起的。2 传统异响产生的机理其实质就是两物体之间有相互的运动,进一步讲, 就是物体的振动,以声波传播的形式。3 微空间撞击异响近期有一个故障案例,某轿车驱动轴异响问题引起了人们的普遍关注。问题通常只出现在手动挡车辆上,在车辆起步或紧急制动时出现, 车身前部出现“咔、咔”的异响,随着行驶里程的增加,异响出现的频率越来越高, 有时倒车或转弯也能出现。通过对底盘异响的初步检查,确认为驱动轴与前轮毂轴承连接处产生异响。此异响使我们联想到我们做的一个轴承压脱力试验。我们在做轴承压脱力试验时(图 1),从轴承与轴承位结合处产生有节奏的 “咔、咔”异响,此声音与驱动轴和法兰盘处发出的异
3、响相同。轴承压脱力试验是一个缓慢的过程,轴承压出轴承位的移动不是连续的,而是分为若干个断续的瞬间小位移,发生一次小位移就产生一次异响。我们对轴承压脱力试验及驱动轴异响进行对比分析,发现共同点如下:通过案例对比,我们总结出一种异响概念:两个材质相近的部件相接触,如果在接触面上存在较大压力,当接触面上在外力作用下瞬间产生微小位移时,克服摩擦力作功, 机械能转化为接触面材质分子的动能,分子运动加剧, 在有限的接触面空间内相互撞击,产生异响, 我们称之为微空间撞击异响。案例中异响的原因,简单地说,驱动轴 (图 2)就是将差速器的动力传递到驱动轮的一根传动轴,驱动轴的一端与差速器齿轮连接,另一端通过花键
4、与轮毂法兰花键连接, 配合存在间隙,驱动轴与轮毂法兰端面接触面积较小,当发动机动力通过离合器迅速传递至驱动轴,驱动轴与轮毂接触端面产生粘滞摩擦,从而产生微空间撞击异响。4 微空间撞击异响的机理分析概念中摩擦是造成异响的主要因素,影响摩擦的因素很多, 表面粗糙度是其中很重要的因素之一,表面粗糙度主要是指加工中产生微观高低起伏的峰谷。摩擦可以认为是凸峰间微观结合和分离的过程。图 3 是单个凸峰的摩擦过程模型。在模型中, 宏观的摩擦力可以认为是各个微观接触的摩擦力的总和。图 3(a)为产生摩擦力的第一阶段, 微观凸峰开始接触, 在接触的尖端部分有塑性变形产生, 同时也有刻槽作用产生。此外离开接触点较
5、远处, 有弹性变形产生。图 3(b)为接触的第二阶段, 接触点处产生了粘接, 形成粘接点。粘接点的形成原因, 同时包括机械力及分 子力二个部分。图 3()为第三阶段, 粘接点产生剪切, 使凸峰分离, 同时凸峰尖的弹性变形恢复,完成全部滑动摩擦过程。凸峰尖在恢复弹性变形时机械能转化为凸峰的分子振动,位移发生后摩擦副之间的凸峰相互撞击, 产生异响。 5 微空间撞击异响解决方案 根据对异响产生原因的分析 ,此类故障的解决方案有两种:第一,采取措施消除摩擦副之间的位移;第二,改变摩擦副接触面的摩擦系数。改变摩擦系数的方法有很多。一种是不需要借助辅助介质,如改变接触面的表面粗糙度;当两个表面相互接触发生
6、摩擦时,由于表面粗糙度的存在,实际在表面上只有很少的凸峰处于接触状态,接触点也是离散的,因此实际接触面积只是名义接触面积很小的一部分,施加的载荷主要由这些少量的凸峰所承担。当摩擦副其中的一个表面粗糙度发生改变,接触的凸峰也相应地发生变化,因此静摩擦系数也就随着表面粗糙度而发生变化。在相同的载荷作用下,当表面粗糙度大时,支承面积减小,真实接触面积降低,表面微凸体塑性变形量增加, 粘着摩擦力增大即摩擦系数增大。二是借助辅助介质,增加中间介质 ,介质材料一般选用较柔软的耐磨材料。案例中的故障解决就是增加中间垫片,垫片表面涂覆抗磨涂层, 尽可能减少了驱动轴与轮毂法兰之间的摩擦系数,从而有效地降低了异响出现的几率。6 结束语经上所述,任何汽车故障都是具有一定规律的, 只有抓住故障的规律,才能有效进行故障诊断并排除故障,提高汽车的使用性能和安全性能, 来杜绝各类事故的发生,保护人们的生命财产安全, 让汽车更好地全心全意地为我们服务。参考文献:1汽车工程手册 5.底盘设计篇.日本自动车技术会编,中国汽车工程学会 组译/2010 年 12月/北京理工大学出版社.2摩阻材料的研制及其静摩擦因数变化规律.盛选禹,雒建斌 / 1997/清华大学学报.3材料的冲蚀磨损与微动暗损.李诗卓,董祥林/1987/机械工业出版社.下载此论文：对汽车底盘异响及特殊案例分析.dx（rd 文档）
