穩定性約束下的汽車底盤維修技術

黃佃明

（江蘇省灌南中等專業學校，江蘇 連云港 222500）

底盤是汽車的主要結構。可以這樣說，底盤的運行狀態與穩定性，直接對汽車安全行駛造成影響。為了提高汽車在駕駛中的安全性，避免由于底盤故障造成的車輛行駛異常，需要根據車輛的行駛狀態，對底盤進行及時檢測與故障維修[1]。為了全面落實此項工作，需要在開展相關研究前，對底盤常見的故障表現形式進行分析，將其故障劃分為結構物理異常與化學損傷。考慮到底盤在車輛中也是其內部發動機、差動裝置的保護殼，因此，當汽車行駛在不平整路面時，底盤會不可避免地受到路況影響，與石塊與路面凹凸部位發生碰撞或剮蹭。一旦底盤受損，汽車的發動機等關鍵部位將失去外殼保護，甚至會出現汽車行駛中發動機裂紋、變速箱體開裂等顯著性故障[2]。此外，汽車在行駛過程中，由于不同道路的情況不同，駕駛員的駕駛習慣也不相同，導致汽車在行駛過程中會接觸到汽油、污水，倘若沒有及時對汽車底盤污漬進行清理，殘留的污漬將依附在底盤結構中。當污漬滲透到底盤細部結構中，便會對結構中的螺絲等細小構件造成侵蝕，從而影響底盤在車底的安全性與牢固性。為了避免此種問題，發揮底盤在車輛中的保護效能，筆者將在穩定性約束視域下，設計一種針對汽車底盤的維修技術，進一步保障汽車在駕駛中的安全性與穩定性。

1 穩定性約束下的汽車底盤維修技術

1.1 基于檢測技術的汽車底盤異物圖像獲取

考慮到汽車底盤主要由傳動結構、制動結構、行駛結構等集中構成，整體結構較為復雜，因此，需要在維修前對汽車底盤故障進行檢測[3]。檢測時，使用傳感器、光學攝像機、圖像采集裝置等輔助性裝置，根據檢測中的實際需求，對圖像進行初步采集與獲取，此過程如圖1所示。

圖1 基于檢測技術的汽車底盤異物圖像獲取

按照上述圖1所示的獲取過程，獲取汽車底盤異物圖像。在檢測過程中，將汽車底盤連接車輪位置的平衡程度作為監測指標，在檢測時可將檢測平衡儀放置在底盤位置，通過對車輛在行駛中起步平衡性的檢測，掌握汽車底盤是否存在異常。當車輛行駛時受到異物的影響時，即車輛平衡性檢測未通過，可輔助使用電子掃描成像技術，使用光端機與處理器，對車輛底盤整體情況進行綜合評估[4]。檢測前，駕駛人員需要將車輛停在待檢測專項區域，借助電子設備與成像設備掃描底盤，根據反饋的影像，確定底盤位置是否存在異物。當顯示屏或計算機終端成像顯示底盤存在異物時，需要輔助使用定位技術，進行異物位置的確定。此過程如圖2所示。

按照圖2所示的汽車底盤異物圖像傳輸與處理方式，對汽車底盤進行異物掃描，將掃描的結果進行網絡無線傳輸，實現基于檢測技術的汽車底盤異物圖像獲取。

圖2 汽車底盤異物圖像傳輸與處理

1.2 基于穩定性約束條件的汽車底盤傳動異常處理

完成上述對汽車底盤的檢測后，引入車輛在行駛中的穩定性條件，采用對其構建ADAMA/Can模型的方式，進行汽車底盤傳動的異常處理。在此過程中，利用終端計算機或控制器，獲取車輛在行駛中底盤結構的運動參數，將相關參數導入powertrain關鍵數據模型中，對模型中的關鍵節點進行修改，匹配節點與汽車底盤在行駛中的狀態[5-7]。

觀察前端動能系統在行駛中出現異常或不規則振動行為時的數據特征，定位異常點后，對汽車的前車胎進行固定、架起處理。在此基礎上，啟動汽車的發動系統，明確在發動汽車時前端出現異常振動的原因，觀察底盤出現傳動異常的表現形式。再將車輛調整到靜態狀態，按照相同的步驟對車輛靜態與動態建模，在終端操作設備上模擬汽車傳動過程中不同零件的受力，得出最終分析結果。根據動能機制的空間建模，定位傳動異常精準點，以此種方式，實現對汽車底盤傳動異常的針對性處理。處理時不斷地調試底盤穩定性，直到啟動汽車后底盤可以滿足正常行駛狀態下的穩定性約束條件。

1.3 汽車底盤異常振動與轉向吃力維修

針對汽車底盤異常振動的問題，首先，需要明確造成其異常的原因，常見的底盤異常振動由動能傳輸錯誤、驅動裝置損耗和離合器故障等造成。針對這些問題，在維修時需要將汽車調整為靜止狀態，并利用轉動工具轉動動能傳輸零件。分析各個零部件的潤滑程度，并給出最終的分析結果[8-10]。同時，在拆卸的過程中，還需要檢查零件表面是否存在破損，若存在破損則應當更換新的零件。其次，針對驅動裝置損耗造成的底盤異常進行判斷，汽車底盤齒輪部位咬合過緊或過松都會造成驅動裝置的表面出現損耗，并且其錐形結構的松緊指數也會在一定程度上影響驅動裝置的運行。針對這一問題進行檢修，首先需要了解其潤滑狀況，并檢查是否存在漏油的現象，若存在，則應當對墊圈結構進行及時更換。最后，針對離合器存在的故障問題進行檢查和維修。在汽車運行階段，若離合器出現故障問題，則當駕駛人員踩下離合器時也會造成汽車底盤出現異常振動問題。這種情況發生后應當及時停車，并將檔位放置在空檔上，此時緩慢輕踩離合器，并觀察汽車底盤的振動情況。若此時離合器并沒有出現行駛狀態下的異常情況，則判定汽車分離軸承出現了問題。若在輕踩離合器的過程中，汽車底盤出現了行駛狀態下的振動情況，而當松開離合器時振動現象小時，則需要查看與底盤連接的部件以及定型裝置是否出現了破損。若在上述檢查過程中發現問題，則應當立即將異常零件更換或增加潤滑劑。綜上所述，即完成在穩定性約束條件下對汽車底盤維修技術的設計。

2 實例應用分析

在上述基礎上，為了驗證本文提出的汽車底盤維修技術在實際應用中的效果，以某汽車加工企業為依托，針對該加工企業中汽車底盤存在問題的車輛隨機提取三臺進行維修。三臺汽車底盤故障類型不同且故障的嚴重程度也不同，以此能夠實現對維修技術應用效果的綜合檢驗。已知選擇的汽車均為DT-002型號重型自卸車，其整備質量約為15 t，額定載質量約為30 t，該車輛同時適用于公路和非公路路面，具有良好的使用壽命以及承載能力。選擇的三臺DT-002型號汽車底盤故障問題包括動能傳輸錯誤、驅動裝置損耗嚴重、離合器故障。當發生上述問題時，汽車底盤都會產生異常振動現象，針對這些問題，按照上述內容，通過獲取汽車底盤異物圖像、汽車底盤傳動異常處理以及維修，解決其故障問題。

為了驗證維修后汽車是否能夠恢復正常行駛，選擇在三臺DT-002型號汽車底盤上安裝振動傳感器，并記錄汽車在行駛過程中五個時刻底盤的振動頻率變化差值，為了方便論述，定義五個時刻分別為T1、T2、T3、T4和T5，將維修后汽車行駛中底盤振動頻率變化差值變化結果繪制成表1。表1中汽車行駛中底盤振動頻率變化差值是利用下一時刻振動頻率減去當前時刻振動頻率得出，若汽車在行駛過程中底盤振動頻率變化值不超過1.50 Hz，則認為汽車為平穩運行。表1中兩個時刻之間相隔的時間相同，均為5 min。

表1 維修后汽車行駛中底盤振動頻率變化差值記錄表

從表1中的數據可以看出，在五個不同時刻下，在完成對各個故障類型的維修后，其振動頻率變化差值基本相同，差值范圍不超過0.1 Hz，且基本能夠控制在1.0 Hz～1.4 Hz的正常范圍內。汽車在行駛過程中底盤的振動頻率變化差值基本保持不變，則可以認為汽車行駛中底盤振動平穩，遵循一定振動規律。由此得出，本文提出的引入穩定性約束條件的維修技術在實際應用中能夠解決汽車底盤存在的故障問題，從而提高汽車運行質量，確保駕駛人員人身安全。

3 結束語

本文從汽車底盤異物圖像獲取、汽車底盤傳動異常處理、汽車底盤異常振動與轉向吃力維修三個方面，展開了基于穩定性約束下的汽車底盤維修技術研究。完成維修技術的設計后，進行實例應用實驗，通過實驗證明引入穩定性約束條件后的維修技術能夠有效解決汽車底盤存在的故障問題，從而提高汽車運行質量，確保駕駛人員人身安全，為車輛的穩定行駛提供安全保障。