汽车悬架系统常见故障诊断及排除方法

摘要：随着汽车工业的发展，人们越来越关注汽车的舒适性、安全性、可靠性，而悬架系统的性能与汽车行车的安全度和舒适度是密切相关的，鉴于此，下面就介绍悬架系统易出现的故障的检查及排除方法，供广大维修人员参考。

关键词：汽车；悬架系统；故障；排除

中图分类号：F407文献标识码： A

一、汽车悬架系统的结构

汽车悬架系统是是保证车轮（或车桥）与汽车承载系统（车架或承载式车身）之间具有弹性联系并能传递载荷、缓和冲击、衰减振动以及调节汽车行驶中的车身位置等有关装置的总称。

现代汽车的悬架系统虽然结构形式各异，但一般都由弹性元件、导向装置、减振器和横向稳定器等组成，如图1。

图1汽车悬架系统的组成

二、汽车悬架系统的分类

由于对汽车悬架的研发技术不断的发展和进步，崭新的悬架系统也不断涌现。按照不同的标准有不同的表达形式，如按导向装置的不同则可分为：非独立悬架系统和独立悬架系统。

非独立悬架系统的前端与车身铰接，后端则通过吊耳或滑板连接在车身或者车架上；悬架系统的减震器上端跟车身相连，下端通过铰接的方式连接车桥由于这种方式的链接，在车轮振动的过程中悬架跟车身并没有达到独立的效果。有的非独立悬架采用的是技术成熟、结构简单和成本较低的钢板弹簧作为弹性元件，大部分被应用在货车的前后悬架中，有时也会被用在中低档的乘用车辆的后悬架上。有的是采用螺旋弹簧作为弹性元件，但螺旋弹簧只能承受垂直载荷，所以在悬架上往往会加设导向机构和减震器。还有的是用空气弹簧作为其弹性元件的非独立悬架，由于空气弹簧只能承受垂直载荷，因而必须加入减震器，这类悬架的纵向力和力矩由悬架的纵向推力杆和横向推力杆来传递。

独立悬架的车桥设计成断开的，每一侧车轮各自通过弹性元件与车架（或车身）连接。当一侧车轮受到冲击时，另一侧车轮并没有受到很大的影响，这样就保证了汽车操作的稳定性与平顺性，并利于放低安装发动机。独立悬架分成好几类，最为常见的有双横摆臂式和滑柱摆臂式，滑柱摆臂式又称为麦弗逊式。

麦弗逊式悬架系统是由各个零件组装而成的，支柱式减震器兼作为主销，转向节则沿着减震器转动，减震器套上螺旋弹簧后构成了一个可上下运动的滑柱，而下摆臂为车轮提供部分横向支撑力。在悬架机构分析中可采用空间机构来分析：副车架与横摆臂是由转动副(R)连接的，横摆臂与转向节总成是通过球副(S)连接的；减振器杆与转向节总成是由圆柱副(C)连接的；而减振器杆与车身是通过球副(S)连接的。麦弗逊式悬架系统是闭式的空间机构，没有原动件，只是在行驶过程中，由于车轮的上下跳动而带动麦弗逊式悬架机构被动地运动，如图2所示。

图2 麦弗逊悬架系统空间机构

三、汽车悬架系统常见故障诊断及排除方法

（一）初步检查

悬架系统发生故障时涉及转向系统、轮胎等多个系统。在诊断悬架问题时，要综合考虑这些因素。有一些故障，如轮胎磨损异常，有可能是因为驾驶员驾驶习惯不良造成的。所以在维修之前必须先进行路试。如果有条件，应该请客户一起路试，然后进行以下检查。

检查轮胎压力是否合适，磨损是否均匀。如果压力不符合规定，应将轮胎充至合适的压力。检查转向柱与转向机之间的连接是否过松或磨损，如果过松，紧固中间轴夹紧螺栓，必要时更换中间轴。检查前后悬架系统、转向机和连杆等零件是否过松或损坏，如果过松，对前、后悬架系统、转向机装配架、连接法兰夹紧螺栓进行紧固，必要时可更换前后悬架系统、转向机以及中间轴。检查轮胎圆度。执行自由跳动测试，配装轮胎。检查轮胎是否失衡，车轮是否有变形，车轮轴承是否有磨损或装配过松。如果失衡，要平衡车轮，如果车轮变形，必须更换车轮，如果车辆轴承有磨损或装配过松，应更换车轮轴承。检查动力转向泵蛇形皮带张紧度。如果张紧度不符合要求，张紧动力转向泵蛇形皮带。检查动力转向系统是否泄漏，检查动力转向泵液面。如果发现有泄漏，应修理漏油位置，并执行动力转向机测试。如果转向泵液面过低，应添加动力转向液。

（二）轮胎异常或严重磨损

如果汽车轮胎异常或严重磨损，应进行如下检查:检查前轮和后轮定位。如果定位不符合规定，应对前、后轮重新定位。检查前后轮前束是否过大。如果前束过大，应对前后轮前束进行调整。检查弹簧是否折断或下垂，如有此现象，应更换弹簧。检查轮胎是否不平衡。如果轮胎动不平衡，应平衡轮胎。检查支柱减震器是否磨损，如果磨损，更换支柱减震器。检查轮胎气压是否过低。如果过低，应将轮胎充至合适的压力。

（三）摆动或方向性差

如果发现摆动或方向性差，应进行如下检查: 检查轮胎是否不匹配。如果发现轮胎不匹配，应更换轮胎。检查球节和转向横拉杆端头是否不足。如不足，需加足油。检查支柱减震器是否磨损。如有磨损，更换支柱减震器。检查稳定轴连杆是否过松。如过松，紧固稳定轴连杆。检查弹簧是否折断或下垂。如有此现象，更换减震弹簧。检查转向装置预紧力调整。如不符合标准数据，调整执行齿条预紧力。检查前轮和后轮定位。如定位不符合规定，应对前、后轮进行定位。

（四）轮胎摆振、摇振或颤动

如果发现轮胎摆振、摇振或颤动，应进行如下检查:检查轮胎或车轮是否不平衡。如果不符合要求，需要平衡轮胎。检查轮毂跳动是否过大。测量轮毂法兰跳动，必要时更换轮毂。检查制动鼓或制动盘是否严重失衡。如果失衡，应调整制动器，必要时更换制动盘或制动鼓。检查转向横拉杆端头是否磨损。如发现磨损，应更换外转向横拉杆。检查下球节是否磨损。如果有磨损现象，更换下球节。检查车轮跳动情况。测量车轮跳动，如跳动量过大，应更换车轮。检查在承载条件下轮胎和车轮总成的径向跳动。如径向跳动过大，应重新配装轮胎和车轮总成。

（五）前悬架系统有异常噪音

如果发现前悬架系统有异常噪音，应进行如下检查: 检查球节和转向横拉杆端头情况。如果不足，更换球节和外转向横拉杆; 检查悬架部件是否损坏。如果有损坏，更换损坏的悬架部件; 检查控制臂衬套或转向横拉杆端头是否磨损。如果有磨损，更换控制臂衬套或转向横拉杆; 检查稳定轴连杆是否松动，如果过松，需要紧固稳定轴连杆。检查车轮螺栓是否松动。如果过松，紧固车轮螺栓。检查悬架螺栓或螺母是否松动。紧固悬架螺栓或螺母。检查支柱减震器或支柱座是否磨损。如果有磨损，更换支柱减震器，并紧固支柱座螺栓。检查支柱弹簧是否错位。如果有错位，需要将支柱弹簧调整到合适位置。

四、悬架系统的控制策略

1、天棚阻尼控制。美国著名控制专家Karnopp在二十世纪七十年代初提出了天棚阻尼的概念。这种方法的思想就是在车身上安装一个与车身振动速度成正比的阻尼器，使阻尼器产生的力与车身竖直方向的运动相抵抗，便可以有效地防止车身与悬架发生大的共振。这种方法简单，所需要的车身传感器数量也较少，不需要非常复杂的悬架系统模型，实现起来比较简单。后来 karnopp 又提出了开关阻尼的概念，这种方法是天棚阻尼的延伸，目前已被美国通用汽车公司应用于某型号车上，并取得了良好的效果。

2、智能控制。近些年来智能控制取得了很大的发展，最有代表性的便是模糊控制和神经网络控制。模糊控制是由美国动控制理论专家扎德(L.A.Zadah)提出来的,通过一定的发展，模糊控制理论已经成为人们所研究的一个热门课题。在汽车悬架控制方面,Yoshimuro 教授将模糊控制理论首先应用到汽车主动和半主动悬架中。汽车悬架可以看作是用一组非线性微分方程来描述的非线性系统，利用模糊推理方法可推导出合适的阻尼力，实验结果显示采用模糊控制理论设计的控制器可使主动悬架的性能得到有效提高，提高了汽车行驶的平顺性。模糊控制和神经网络控制能够为特殊条件下的模型处理问题提供有效的方法。可以认为智能控制将是 21 世纪控制领域的核心技术，智能控制的发展必将推动科技的发展，从而对社会进步的推动力是不可估量的。

3、混合控制。当前用于汽车悬架振动的控制策略比较多，单一控制策略可以使某一控制目标达到理想的效果，但很难达到多个控制目标同时满足要求的要求。因为各种控制策略都有自身无法弥补的缺陷，考虑到一方面则往往另一面就会有损失。因此常将多种控制方法结合起来对悬架系统进行混合控制，例如将模糊控制和神经网络控制混合设计应用于奔驰高级轿车和重型坦克，这种混合控制策略同样适用于汽车主动悬架这样复杂的非线性系统，仿真结果显示均能取得良好的效果，从长远来看，混合控制方法将是今后悬架控制策略研究的一个很重要方向。

结语

悬架的提出成为车辆工程理论与实践中的重大革命，利用它可以同时提高汽车行驶平顺性和操纵稳定性，为从根本上改善汽车悬架系统的性能提供一条崭新的途径。对汽车悬架系统常见故障诊断及排除方法

参考文献：

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[2]刘玉梅,苏建,翟乃斌,欧阳新,李胜林. 汽车悬架性能测试方法及测试系统研究[J]. 公路交通科技,2006,09:126-130.

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