汽車底盤的結構優化與維修技術探析

易子超

(江門職業技術學院，廣東 江門 529000)

0 引言

汽車主要由發動機、底盤、車身及控制系統等組成，底盤是最為復雜的汽車系統，承載著傳動系統、行駛系統、轉向系統及制動系統各個零部件的安裝與布局，對于保證車輛正常行駛，提高汽車駕駛的安全性及舒適性具有重要意義[1]。

汽車底盤結構復雜，在汽車行駛過程中較易受到外界的影響，當汽車底盤中的任意一個零部件出現問題后，會直接影響汽車的駕駛性能，因此，優化汽車底盤結構設計，提高汽車底盤維修技術，是保證汽車安全、舒適駕駛的重要條件之一[2]。

1 汽車底盤的系統組成

汽車底盤是汽車的主要承載及支撐部分，主要包括汽車的傳動系統、行駛系統、轉向系統及制動系統。

1.1 傳動系統

傳動系統的主要功能是將汽車的動力傳遞至各個車輪，保證汽車在不同工況及要求下行駛，可以實現汽車的減速增扭與變速。其關鍵零部件主要包括離合器、變速器、差速器等。

1.2 行駛系統

行駛系統主要是對車輛整體起到支撐作用，對地面具有一定的附著性，減緩汽車行駛過程中的沖擊、顛簸與振動，主要包括車架、前懸架、前后車輪及后懸架等。

1.3 轉向系統

轉向系統主要控制汽車汽車的轉向及行駛，主要包括轉向盤、轉向器及轉向油泵等。

1.4 制動系統

制動系統用于控制車輛減速及停車，通過在車輪施加與汽車當前行走方向的反向作用力，達到汽車制動的目的。主要工作零部件為制動器，在車輛減速或者停車時，制動器產生與車輛運動方向相反的力。

2 基于模塊化汽車底盤優化方案

隨著汽車行業的逐漸發展，汽車整體設計及方案優化對于提高汽車生產制造企業的市場競爭力具有重要意義[3]。目前，世界范圍內較為常用的汽車結構優化方法為“模塊化”優化方法，主要是以汽車不同零部件的功能分析為根本，將功能相同或者不同的模塊進行組合與優化，最終形成一種性能更為優秀、更為通用的產品[4]。模塊化優化方法可以縮短產品的設計與研發周期，滿足不同客戶需求，適應市場發展變化，在目前工業生產中得到了廣泛應用[5]。以汽車底盤結構優化為研究對象，提出了模塊化在優化汽車底盤設計及制造中的方法與技術。

采用層次分析法，兼顧多方面因素確定汽車底盤系列型譜，計算各個影響因素所占的相對權重，并進行量化分析，主要包括層次結構的建立、判斷矩陣的構建及結果檢驗與分析[6-7]。通過相關文獻分析及市場調查，選取汽車安全性、舒適性、產品價格及環保性為產品評價準則及客戶的滿意目標，4個基本準則下又相互對應著小準則，如汽車零部件使用壽命、汽車制動性能、汽車轉向性能及加工成本等。層次分析模型如圖1所示。在本研究中，通過判斷矩陣的一些比較規則，對同一需求指標下的各個分指標進行一一比較，確定各個影響因素在整體目標中所占的比重，明確各個影響因子的主次排序與重要度，從而保證決策的量化分析。

圖1 汽車底盤設計層次分析模型示意圖

根據本研究建立的層次分析模型進行分析計算后，得到各個指標在整個汽車底盤設計中所占比重及重要度，本章節中采用質量屋進行分析設計，如圖2所示。

圖2 各影響因素之間的相關性分析與權重分析

針對模塊化優化方案，對汽車底盤的結構功能進行分析，將汽車底盤分為行車控制系統、制動系統、傳動系統及行駛系統等，各個系統功能上具有獨立性，并進行逐級劃分，建立汽車底盤模塊體系，如圖3所示。

圖3 汽車底盤功能模塊設計

3 汽車底盤關鍵部件常見故障與維修

汽車底盤結構復雜，是較易發生故障部位，對汽車底盤的關鍵部件常見故障及維修方法進行分析。

3.1 離合器

3.1.1 離合器打滑

1)故障表現。汽車起步困難；汽車行使無力；離合器摩擦片出現焦味。

2)故障分析。保持車輛靜止，拉緊制動器，啟動發動機后掛擋，逐漸加大油門，如果此時車輛出現發動機熄火，且車身有下沉現象，表明離合器正常，反之，則說明離合器打滑。

3)維修方法。檢查離合器踏板行程，看離合器是否出現嚴重磨損，進而降低了膜片彈簧的壓緊力，此時應該更換離合器摩擦片；若發現離合器摩擦片上有油污，應該及時進行清除；壓盤、飛輪是否出現變形，及時進行檢查與維修[8]。

3.1.2 離合器分離不徹底

1)故障表現。換擋困難；汽車低擋時無法起步甚至熄火。

2)故障分析。首先將變速器置于空擋位置，保證汽車發動機高速運轉，踩下汽車離合踏板后，掛擋，看離合器是否能接合，若出現換擋困難且伴有齒輪撞擊的聲音，強行掛擋后發動機熄火，這種現象說明汽車離合器分離不徹底[9]。

3)維修方法。檢查離合器踏板行程，看是否是離合器踏板行程過小；檢查從動盤是否出現磨損，鉚釘是否脫落及摩擦片是否出現松動；檢查膜片彈簧彈力是否減弱，并進行及時更換或者維修；檢查離合器拉索機構是否運動不靈活，運動發卡，導致踏踩板不到底，若出現卡殼現象，應該涂抹基脂，保證運動的靈活。

3.2 轉向系統

3.2.1 汽車轉向時操作沉重

1)故障分析。轉向助力泵失效；旋轉閥漏油；助力泵皮帶出現打滑；輪胎氣壓不足；轉向器內部潤滑油脂不足。

2)維修方法。更換助力泵；更換旋轉閥；更換張緊皮帶；按照要求充足輪胎氣壓；加注潤滑油脂至標準參數。

3.2.2 方向盤轉偏

1)故障分析。兩側輪胎氣壓不等；前輪定位不合適；液壓助力泵回油管路堵塞。

2)維修方法。充足胎壓；調整前輪定位；清理液壓助力泵回油管路。

3.2.3 方向盤自由間隙過大

1)故障分析。轉向器出現松動；轉向器齒輪間隙過大；轉向節磨損。

2)維修方法。緊固轉向器；調整齒輪間隙；更換轉向節。

3.3 減震器

汽車減震器常見故障主要包括減震器過軟、減震器出現噪聲及減震器漏油等，其故障排除方法及維修技巧分別如圖4、圖5、圖6所示。

圖4 減震器過軟故障分析與維修技術

圖5 減震器噪聲故障分析與維修技術

圖6 減震器漏油故障分析與維修技術

4 結論

汽車底盤是汽車上最為復雜的系統，承載著汽車傳動系統、行駛系統、轉向系統及制動系統各個零部件的安裝與布局，對于保證車輛正常行駛具有重要意義，因此，優化汽車底盤結構設計，提高汽車底盤維修技術，是保證汽車安全駕駛的條件之一。本研究首先提供一種模塊法優化汽車底盤的設計方案，同時，為了提高汽車底盤的安全性與駕駛舒適性，汽車底盤各個系統的常見故障及維修方法進行闡述，主要包括離合器、變速器、減震器及轉向系統。研究結果為提升汽車底盤設計效率提供理論參考，對于保證汽車安全駕駛具有重要意義。