本田雅阁前轮摆振故障检修方案设计论文.doc

目录

第一部分 设计任务与调研 3
第二部分 设计说明 4
概述 4
2.1汽车前轮摆振的故障现象和危害 4
2.2汽车前轮摆振的类型 5
2.3转向装置对前轮摆振的影响 5
2.4本田雅阁前轮摆振主要原因分析及排除 7
2.5本田雅阁转向系统的机构和工作原理 9
2.6本田雅阁的前悬架结构 10
第三部分 设计成果 11
3.1本田雅阁前轮摆振故障诊断流程图 11
3.2本田雅阁轿车前轮摆振故障检修实例 12
第四部分 结束语 13
第五部分 致谢 14
第六部分 参考文献 15

第一部分 设计任务与调研
一、 毕业设计的主要任务
1.掌握本田雅阁轿车的底盘转向系统的组成、部件
2.了解本田雅阁轿车前轮摆振的故障原因分析
3.完成本田雅阁轿车前轮摆振故障诊断方案设计

二、 设计的思路、方法等
1.通过检索相关专著、论文、汽车维修手册、培训材料等资料，收集与本田雅阁轿车前轮摆振故障诊断的毕业设计相关的材料；
2.经过分析、归纳、整理，系统分析雅阁轿车前轮摆振故障原因；
3.进行现场实践，对雅阁轿车底盘传动系统进行实车研究
4.开展方案设计，通过系统分析法和现场验证，比较各种方案，逐步优化设计方案、明确设计故障诊断方案
5.应用检验 验证故障分析诊断思路的逻辑性和有效性；结合雅阁轿车底盘传动系统维修实践进行检验，进一步修改完善设计，验证科学性与实用价值.

三、 与本课题相关的资料
[1]邵林波,曾庆吉等.汽车底盘构造与维修.江西:江西高校出版社,2013
[2]张凤山.广州本田雅阁轿车结构与维修.北京:机械工业出版社,2001
[3]肖永清,杨忠敏.汽车前桥及转向系统结构与维修.北京:国防工业出版社,2004

四、 调研的目的和总结
通过调研,收集足够的、真实的和有效的专业信息,为本次毕业设计提供充分的理论基础及参考依据。调研的部门为汽车企业、汽车公司、汽车专业人士等一切与本次毕业设计相关的单位或个人,获得的信息有些是学术性的，也有些是实用性的。

第二部分 设计说明

概述
前轮摆振是汽车常见故障之一，它降低汽车行驶的平顺性，影响行车安全和运输效率，加速轮胎和转向系统的磨损。
前轮摆振是指汽车以某一特定行驶速度运行时两前轮在水平面内产生有规律的上下跳动。轻度前轮摆振时前轮会有小幅度摆动，手有震麻感；中度前轮摆振时前轮行驶轨迹呈现轻度弯曲的蛇弯，方向盘有明显摆振，驾驶室有轻微震感；重度前轮摆振时，前轮有大幅度摇摆，前轮行驶轨迹呈现明显蛇弯，方向盘作较大幅度的回转摆动，驾驶室左右两侧甚至会出现明显的此起彼伏的现象，严重影响汽车行驶的平顺性，危及行车安全。

2.1汽车前轮摆振的故障现象和危害

在汽车使用过程中，特别是在轻，微型汽车上发生率更高。轻微摆振传给驾驶员的感觉是方向盘的颤抖，严重的会引起车身晃动，轮胎磨损加快，而且容易引起交通事故。
大修竣工后的汽车，当其在凹凸不平的路面上直线行驶时，有时候会发生前轮摆振现象。在这种情况下，引起前轮摆振的原因主要是路面不平而作用在车轮上的瞬时力，这种瞬时力可以分解为平行于路面上的横向作用力和垂直于路面上的纵向作用力。前者可能引起前轮绕主销的左右振动，后者可引起前轮的上下跳动。由于“回转”效应，车轮上下跳动也会使它绕主销左右振动，并且随着车速的提高，其反应愈加强烈。
前轮摆振是车辆行驶过程中一种不正常的现象，它使汽车不能保持正常的运动轨迹，严重时会伴有车桥、车架、车身的晃动，甚至使驾驶员抓不稳方向盘，只有降低车速，乃至停车才能消除这种现象
引起汽车前轮摆振的原因有很多，既有结构和工艺上面的原因，也有维护和维修上面的原因。就维护和维修方面而言，由于转向系各连接紧固部件（如横、直拉杆固定球头销的螺塞等）松动；转向系各部件之间的间隙（如转向节主销和衬套的配合间隙等）过大以及前轴、车架变形等均会引起前轮摆振。
在汽车使用过程中，由于长时间超载、磨损或者意外事故，前轮转向机件容易发生不同程度的变形及松动，破坏了原来的技术状况，从而出现方向摆振，驾驶室剧烈颠簸等异常现象，尤其是高速行驶时前轮晃动，方向盘振抖，手感发麻，前轮发飘。
2.2汽车前轮摆振的类型
汽车前轮摆振类型，转向轮摆振从发生机理上分析，则有两种根本不同性质的摆振，就是自激摆振和受迫摆振。
①自激摆振：汽车转向轮产生自激摆振是由于汽车的悬挂和转向系统结构上存在问题，使得行驶中反馈增强，而悬架和转向系统的摆振阻尼较小时，一旦受到力的干扰或冲击，就会发生摆振，并且车速较高，摆振的幅度和摆振的可能性也越大。
②受迫摆振：转向轮受迫摆振的原因是在转向轮上作用着一种周期性的干扰力，迫使转向轮发生摆振。其干扰频率总是和车轮转动的频率相同，与车速成正比。当车速达到某个数值，干扰的频率与转向轮系统的自振频率相等时，就会产生共振现象，摆振最厉害。当车速提高或降低后，破坏了共振的条件，摆振减弱以至消失。
所以车速越高摆振越厉害的摆振，属于自激摆振，某个车速摆振最厉害是受迫摆振。在区分两种摆振类型时，会有两种不同感受。如果是受迫摆振，在车速逐渐增加时，可以明显感觉到方向盘的振幅逐渐增加的变化过程。自激摆振，就很难感觉到这个过程，好像摆幅在一瞬间达到了最大值，即使减速，摆振也无明显减弱，只有等车速降低到最低时摆振才会停止。

2.3转向装置对前轮摆振的影响

由于转向装置结构的特点，传动机件多由连接零件组成，而与其相关的多是弹性元件结合的转向桥和弹性轮胎的车轮。因此，前轮摆振故障是一种综合性的。它受多种原因的影响
①转向轮的振动和共振。转向轮是通过弹性悬架及转向联动机件与车架相连的，这些连接件组成了复杂的振动系统。既转向桥绕汽车纵轴线的角振动（转向轮的上下跳动）和转向轮绕主销摆振（转向轮左右摆动）。当转向轮受到外界干扰的一次激力时，转向轮的弹性系统便产生位移变形。由于弹性元件材料内部摩擦阻力和相互配合件的摩擦阻力，使该弹性系统形成的阻尼衰振。当外界干扰激力以一定频率加于转向轮弹性系统时，振动现象便继续下去。当外界的激力频率与该弹性系统的自然频率相接近时，则发生强烈的共振现象
②转向轴回转仪效应。转向轮的两种振动形式也是彼此互相影响的，当一个转向轮受外界干扰力而往上跳时（如超越凸起的障碍物）时，车轮平面和转向轮平面将倾斜发生偏转。此时由于回转仪效应，转向轮也将绕主销偏转。若左轮升高，则车轮向右偏移，若左轮下降，则车轮将向左偏移。
③车轮不平衡。车轮不平衡对转向轮的的跳动和摆振都有影响，而车轮不平衡又往往是不可避免的。在生产和修理过程中，车轮盘、轮毂和轮胎的精度误差，轮胎材料及其密度的不均匀，车轮盘和轮胎中心不重合，都会使轮胎产生不平衡。
④悬架与转向联动机件运动关系不协调。某些汽车钢板弹簧在前端用固定支架，后端用活动吊环与车架连接，而转向联动机件则装置在前轴之后。当车轮受冲击使弹簧变形时，前轴和主销均随着钢板弹簧座中心前后运动，而且拉杆臂与直拉杆也有所摆动。当车轮上下跳动时，前轴与主销将相对车架向前移动，而直拉杆和直拉杆臂则向后移动，这明显要发生运动干涉。只有转向节也相应在水面内移动，运动才有可能。这样方向盘的上下跳动，就形成了转向轮绕主销的向左向右的摆动。
⑤前轮定位角不正确。要使前轮不发生振动或减少震动，在转向装置结构上必须保证转向桥及转向联动机件的自然频率较高（远离激力频率），避免共振提
前出现，还应做到当应受较小的外力作用时，结构上能产生足够大的阻力来阻止发生偏转。如果车轮发生了偏转，在外力消除之后也能自己回正到直线行驶的位置。这种转向轮具有保持自动回正的能力，称为转向轮的稳定效应。是通过前轮定位角来实现的。
⑥主销后倾对前轮摆振的影响。汽车主销后倾的作用是在汽车转向行驶时产生的一个自动回正力矩，使车轮恢复到一个原来中间的位置，且主销后倾角越大，回正力矩也就越大，及稳定效应越强。
⑦转向装置各机件松动。转向装置各配合副过紧会降低其效率使转向沉重，过松或间隙过大、转向联动拉杆接头松动等，都将使转向装置的阻尼作用减低，振动位移量增大，导致前轮摆动加剧。
方向盘游动间隙是指前轮不发生偏转而方向盘能转过的角度。
⑧弹性轮胎及气压。前轮定位角具有转向轮稳定效应的作用，但转向轮的侧向弹性也具有稳定效应。车轮倾斜角度与侧向力一致时，偏离角增大，反之减小。可见车轮外倾角与主销内倾的改变，车轮轴承的松动以及主销和衬套的磨损使得间隙过大时，都影响车轮的稳定效应。
轮胎气压减小时，轮胎更富有弹性，因此偏离角增大，反之当气压过高时，将使偏离角减小。
⑨轮胎气压对前轮摆振的影响。在汽车行驶过程中轮胎直接与地面接触，与悬架共同来缓和汽车在行驶中受到的冲击，并减少因此产生的振动。轮胎的气压越高则吸收地面的能力越差，同时与地面的附着力也会减小，因此克服摆振的能力越小。

2.4本田雅阁前轮摆振主要原因分析及排除
①转向节主销、前轴松旷或者两边的衬套松紧不一致，前轴头螺母松旷，前轮毂轴承走外圈，前轮钢板弹簧吊耳套左右松旷不一致，前轮钢板弹簧U型螺母松动，使钢板弹簧位移。
②按工艺要求调整修复，其中转向节主销衬套的标准配合间隙为0.06mm～0.14mm,使用极限不大于0.05mm,前轴孔与主销配合间隙不大于0.02mm.
③车辆两侧的轴距不一致调整两侧轴距至标准值，本田雅阁汽车的标准轴距为2775mm。
④检查两边钢板弹簧或减振器弹力是否一致，必要时应予更换。
⑤分析轮胎磨损形状。车辆在使用过程中，方向摆振使轮胎可能出现以下几种磨损状况：轮胎内侧偏磨；轮胎外侧偏磨；轮胎内外侧同时磨损。轮胎内、外侧偏磨是因为前轮定位失准或转向节松旷所致，轮胎内外侧同时磨损是因为车辆经常超载所致
⑥观察轮胎旋转时摆振方向；车轮旋转时，上下摆动通常是轮胎失圆导致。
车轮旋转左右摆振，多属于制动毂、轮毂基准面加工质量差，厚薄不均；车轮装配不当，轮胎螺栓紧固程度不一，轮圈与轮毂结合平面夹有杂物。应该按照工艺要求装配或换新件。
⑦装配时配合间隙不当，横向横拉杆球头松紧程度调整不一样，应将各球头按照规定收紧后转1/4圈。两前轮制动毂调整不一致（有一边过紧）或制动鼓失圆。
⑧车轮不平衡。造成车轮不平衡的原因主要是外胎质量分布不均匀，制动鼓加工质量差，加工面厚薄不一样，车轮平衡块脱落、移位或轮毂质量差、变形等。
综上分析，前轮摆振的原因较多，有结构上的，使用上的，道路条件和装配调整等方面的因素

图2-1前轮摆振故障原因分析

2.5本田雅阁转向系统的机构
转向系统是汽车保证安全行车的重要系统之一。它通过转向盘、转向柱、转向节、转向齿轮机构和转向泵等元件控制汽车的安全转向。本田雅阁轿车的转向系统结构如图-1

图2-2转向系统的构成
1-转向盘 2-转向柱 3-转向万向节 4-动力缸油管 5-横拉杆锁紧螺母 6-横拉杆端部的球形接头
7-回油管 8-可调卡箍 9-供油管 10、12一卡箍 11-回油软管 13-冷却器 14-进油软管
15-动力转向泵 16-出油软管 17-防尘罩 18-动力缸油管 19-转向齿轮机构 20-阀体
21-小齿轮轴索环

2.6本田雅阁的前悬架结构

图2-3前悬架结构
1-前减振器 2-上控制臂 3-转向节及轮毂 4-控制臂拉杆 5-下控制臂

第三部分 设计成果
前轮摆振
3.1本田雅阁前轮摆振故障诊断流程图

高速摆振

低速摆振

检查前轮静平衡和动平衡
正常
松旷给予更换
横拉杆球头是否松旷

车轮不平衡量过大
车轮平衡符合标准
按规定力矩拧紧
梯形臂松动

正常
拧紧卡箍螺栓
横拉杆调整套管卡箍松动

更换车轮
正常

前束正常
测量前轮前束
正常
调整检查
前轮轮毂轴承松旷

前束失准
检查更换
主销轴承松旷
正常
主销间隙过大
调整间隙

前减振器失效
调整
前轮不平衡
正常

更换
正常
轮辋变形
更换车轮

前轮摆振故障消失

3.2本田雅阁轿车前轮摆振故障检修实例
实例一
故障现象：一辆本田雅阁轿车，驾驶员低速空载行驶正常，但在坐满人行驶车速达到60～80km/h时，前轮出现严重摆振现象，造成驾驶室上下抖动、方向盘左右摆动，车辆呈蛇形前进。
故障检查：架起前桥，扳动前轮，发现其右前轮轮毂轴承有所松旷。调整轮毂轴承预紧度，使其达到要求后试车，发现前轮摆振现象只是略微减轻，故障并未排除。检查横拉杆球头、横拉杆调整套管卡箍螺栓、转向垂臂，均未发现松旷现象。再检查主销轴向间隙，符合要求，主销轴承也未发现松旷。经过认真分析，只能是由于重载时主销后倾角变大所致。
故障分析：因为主销后倾角变大对中、高速行驶时的前轮回正力矩有直接影响，车速越高，回正力矩越大，从而导致车轮绕主销持续摆动，车辆呈蛇行前进
故障排除：在前桥钢板弹簧下加一块斜垫板，以减小主销后倾角，控制车辆在重载时的主销后倾角不会变的很大。重新试车，前轮摆振的故障现象消失。

第四部分 结束语
通过本次毕业设计的完成，我清楚地意识到汽车前轮摆振的危害及其严重性，特别是汽车在高速行驶中发生前轮摆振这种故障，严重可危及驾驶员及乘车人的安全，不可小视。应该定期检查，检修。以免故障突然发生造成人身财产损失。本文叙述多有不足还望各位老师多多指正批评。

第五部分 致谢

通过这几个月来的忙碌和学习，本次毕业设计已接近尾声，作为一个大专生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，在这里衷心感谢指导老师的督促指导，以及一起学习的同学们的支持，让我按时完成了这次毕业设计。时光匆匆如流水，感谢在生机三年教授我知识的所有老师，所有同窗。
宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来。前行不易，一起努力。
另外，感谢校方给予我这样一次机会，能够独立地完成一个课题，并在这个过程当中，给予我们各种方便，使我们在即将离校的最后一段时间里，能够更多学习一些实践应用知识，增强了我们实践操作和动手应用能力，提高了独立思考的能力。再一次对我的母校表示感谢。
感谢在整个毕业设计期间和我密切合作的同学，和曾经在各个方面给予过我帮助的伙伴们，在大学生活即将结束的最后的日子里，我们再一次演绎了团结合作的童话，把一个庞大的，从来没有上手的课题，圆满地完成了。正是因为有了你们的帮助，才让我不仅学到了本次课题所涉及的新知识，更让我感觉到了知识以外的东西，那就是团结的力量。
最后，感谢所有在这次毕业设计中给予过我帮助的人。

第六部分 参考文献
[1]邵林波,曾庆吉等.汽车底盘构造与维修.江西:江西高校出版社,2013
[2]张凤山.广州本田雅阁轿车结构与维修.北京:机械工业出版社,2001
[3]肖永清,杨忠敏.汽车前桥及转向系统结构与维修.北京:国防工业出版社,2004