某4×2載貨車前輪啃胎問題解決方案

史為成

摘 要：對某4×2載貨車前輪啃胎故障模式的詳細調查，確定車輛前輪啃胎的主要故障模式，通過FTA分析方法識別出故障模式的影響因素，通過數據采集對比分析、CAE分析等方法確定故障模式的主要影響因素，并確定故障原因。對故障車輛進行針對性結構改進并進行路試試驗驗證。解決了前輪啃胎問題。

關鍵詞：載貨車;啃胎;改進方案;驗證

中圖分類號：U462.1 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1671-7988（2020）10-163-03

The Solution of a 4×2 Truck Front Wheel Flat Tire Problem

Shi Weicheng

（ Anhui Jianghuai Automobile Group Co.， Ltd.， Anhui Hefei 230601 ）

Abstract：?Detailed investigation of the tire failure modes of the front wheels of a 4×2 truck， determine the main failure modes of the tires of the front wheels of the vehicle， identify the influencing factors of the failure mode by FTA analysis， and analyze the data through comparison and CAE The method determines the main influencing factors of the failure mode and determines the cause of the failure. Make targeted structural improvements to the faulty vehicles and conduct road test verification. Solved the problem of front tires.

Keywords：?Truck;?Flat tire;?improve proposals;?verification

CLC NO.： U462.1 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）10-163-03

1 前言

汽車輪胎是車輛的重要組成部分，直接關系到汽車的使用性能和行駛安全，在行駛過程中，輪胎的磨損是不可避免的，其磨損與很多因素有關。輪胎的磨損有自然磨損和異常磨損，輪胎的異常磨損是指正常輪胎在行駛過程中所發生的磨損速度加快，胎面形狀出現異常的狀態。輪胎的異常磨損會大大縮短輪胎的使用壽命，導致車輛在使用過程中存在安全隱患。

2 前輪啃胎故障模式調查

共完成3批次市場啃胎故障調查，共預約客戶車輛24，收集并測量有效市場故障車輛24，分別涉及安徽、河南及浙江載貨車集中區域。

經調查故障模式主要以轉向輪輪胎外側磨損為主，具體如下圖1、圖2及表1：

通過以上市場調查數據可以得出以下兩點結論：

（1）啃胎故障車輛主要故障模式為轉向輪外側磨損;

（2）轉向輪波紋狀磨損是次要故障模式。

3 原因分析

運用FTA樹圖分析，將導致啃胎偏磨故障影響因素進行識別：共計識別如下13個末端因素。

通過檢查分析，識別出車輛前束值過大、外傾角過大及阿克曼定律符合性較差為導致該車型導向輪外側磨損的主要原因。

分析過程如下：

3.1 前束值過大問題調查分析

對以上調查的24臺車輛進行前輪定位參數的檢測，有效數據24輛，部分車輛存在前束值超標的問題，具體檢測結果如表2。

檢測結論：在以上測量的24臺故障車輛中，有21臺前束值超標，其中前束值偏大的20臺，前束值偏小的1臺。可以看出前束值偏大是導致該車型導向輪外側異常磨損的主要原因。

3.2 外傾角過大問題調查分析

3.2.1 理論分析

根據車輛實際使用情況，分別對4×2載貨車、 6×2載貨車前橋工字梁進行加載CAE分析，分析前輪外傾角加載前后外傾角變化情況。理論分析結果見下表3：

分析結論：根據車輛實際使用載荷進行分析，車輛滿載情況下，前橋工字梁變形均小于0.5°。

3.2.2 加載測量

現場隨機對一臺4×2載貨車3.5t前橋進行進行加載，加載前后前橋外傾角變化情況如下表4：

根據以上測量結果可以看出車輛滿載時，外傾角有減小的趨勢，但減小角度均小于30'。

3.2.3 小結

根據以上競品對比、理論分析及實際測量結果可以得出如下結論：

（1）根據車輛實際使用工況對工字梁加載，CAE理論分析，外傾角變化均小于0.5°;

（2）空載到滿載，外傾角最大減小14.5'

綜上分析，外傾角過大是導致轉向輪輪胎外側磨損嚴重的主要原因。

3.3 阿克曼定律符合性調查分析

理論校核結果如下：

對車輛前橋轉向梯形機構進行校核，排查發現該車型前橋匹配在4×2載貨車中中轉向梯形角差值偏大。

通過運動分析軟件，模擬不同軸距下前橋左右輪胎的轉角關系，得出左右兩側實際的轉角運動關系。將得出的輪胎轉角關系與理論計算值進行對比，得出轉角的理論值與實際值的差值。結果如下表5所示。

通過以上分析，阿克曼定律符合性較差是導致導向輪外側異常磨損的主要因素。

4 整改措施制定

4.1 前束值過大問題整改

4.1.1 對該車型100%進行四輪定位

對前束不合格產品進行調整，保證出廠產品前束值符合標準要求。

4.1.2 編制四輪定位設備校準規范

按校準規范中規定的周期和校準方法對設備定期進行校準，保證出廠車輛前束值的準確。

4.1.3 產品使用說明書中增加維護保養要求

指導用戶每10000公里必須檢查一次前束值是否在規定的范圍內。若不在，進行調整。前輪前束值：B-A=（0～3）

mm（子午胎）。

4.2 前束值過大問題整改

外傾角由1°調整為0.5°，同時對3臺故障車輛更換驗證情況：

（1）使用里程5萬Km ;（2）與客戶服務部現場共同確認：直觀感覺未見蹭邊、異常磨損情況;（3）客戶評價整改車輛無啃胎，未整改車輛啃胎嚴重。客戶已更換備胎。

4.3 前橋阿克曼角優化

對現有4×2載貨車3.5t前橋橫拉桿進行加長50mm，其余狀態不變。優化改進后效果如下表6。

5 樣車裝車及試驗驗證

在以上整改措施實施后，進行了批量裝車市場使用驗證，平均車輛驗證行駛里程長達5萬公里，市場驗證效果驗證效果良好，達到預期整改效果。表7為驗證結果。

6 結語

本文根據某4×2載貨車啃胎故障實際現場調查，確定主要啃胎的故障模式，借助FTA分析方法確定問題產地的主要原因。過程中運用CAE及運動仿真分析等輔助工具對輪胎外側磨損產生的原因進行分析。針對故障產生的主要原因，制定出對應的優化改進方案，使出廠車輛保證各項參數的準確定。本文所整改后的車輛已通過市場驗證，整改效果良好。其所涉及的內容對類似啃胎問題的解決具有一定的借鑒作用。

參考文獻

[1] 陳家瑞.汽車構造[下].人民交通出版社，2002.

[2] 王望予.汽車設計.機械工業出版社，2004.

[3] 楊玉林，程雨梅.汽車四輪定位的作用及對行駛性能影響的分析.長春大學學報，2009.

[4] 宗召波.汽車前胎偏磨的研究及其解決方法.中國高新技術企業， 2009.