高昆山

摘要：汽車操縱穩(wěn)定性是汽車系統(tǒng)研究中最重要的性能之一，跑偏會給行駛帶來很大的影響。車輛生產(chǎn)制造和裝配調(diào)整過程中，不可避免的會存在一定誤差，因此找出跑偏影響的因素和對過程的控制具有很大的意義。本文介紹了四輪定位的參數(shù)，研究了影響車輛跑偏的因素，并從四輪定位、零件尺寸和安裝調(diào)整等方面，探討整車生產(chǎn)過程中的產(chǎn)生跑偏的原因，并提出優(yōu)化措施，使批量制造車輛的穩(wěn)定性滿足要求。

關(guān)鍵詞：跑偏;四輪定位;優(yōu)化

中圖分類號：U466 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

0引言

汽車行駛跑偏是指汽車在正常直線行駛時，駕駛員將方向盤自由地置于中間位置，而汽車行駛方向總是有規(guī)則地向右或向左偏離汽車縱軸線方向的現(xiàn)象。車輛的跑偏存在諸多隱患，不僅增加駕駛員的操作難度，造成駕駛員疲勞，還會使轉(zhuǎn)向沉重，加快零部件和輪胎的磨損，長期跑偏會影響轉(zhuǎn)向和制動時的安全性。

引起汽車行駛跑偏的原因有很多，包括四輪定位參數(shù)設(shè)置、車身尺寸的偏差、行走系或轉(zhuǎn)向系零部件的尺寸偏差和變形以及裝配過程的波動等。因此需要在車輛的制造過程中加以控制。

1定位參數(shù)對跑偏的影響

在汽車的制造過程中，對于車輛操縱穩(wěn)定性的控制主要是通過相關(guān)定位參數(shù)來實現(xiàn)。四輪定位參數(shù)準(zhǔn)確與否，能夠直接影響到車輛的行駛穩(wěn)定性。

前輪外傾角和前束值不匹配會導(dǎo)致到前輪側(cè)滑和異常磨耗。后傾角、前束值偏差則會影響到前輪的擺振。左右外傾角影響著車輪向兩側(cè)滾動的效應(yīng)。而當(dāng)左右主銷后傾角和內(nèi)傾角不等時，行駛過程兩側(cè)車輪產(chǎn)生的回正力矩和受到的側(cè)向力就不等。

在四輪參數(shù)滿足設(shè)計值的情況下，兩輪的前輪前束角之差超過10′、車輪外傾角之差超過30′、主銷內(nèi)傾之差超過30′以及主銷后傾主銷內(nèi)傾之差超過1°，都會引起車輛跑偏。

2制造過程影響車輛跑偏的因素

對于承載式車身車輛，底盤各個零部件裝配在下車體總成上。而對車輛行駛穩(wěn)定性影響最直接的就是懸架系統(tǒng)，它與下車體連接的安裝位置主要就是副車架的安裝點和減振器的安裝點。

在車輛制造過程中，車身定位孔的偏差、行駛系統(tǒng)零件關(guān)鍵定位尺寸的偏差、底盤與車身的合裝、測試調(diào)整的設(shè)備以及測量的方法，都會對車輛行駛的穩(wěn)定性有著很大的影響14J。

2.1車身相關(guān)安裝和定位孔的尺寸

2.1.1副車架與車身連接的螺紋孔

前懸架與車身定位孔、安裝孔配合尺寸的超差會導(dǎo)致前懸架總體的偏移，從而導(dǎo)致匹配尺寸超差。根據(jù)數(shù)據(jù)分析，當(dāng)車身孔位偏差1.0 mm時，裝車后對前束、外傾角的影響將達(dá)到10'左右。裝配孔位的X向和Y向尺寸將影響到前束和外傾角，而車身底板上副車架安裝位置的Z向尺寸落差也會對四輪定位會產(chǎn)生影響。

有分析表明，對前束角敏感性最大的就是下擺臂前鉸點和下擺臂后鉸點的Y向偏差。對前輪外傾角敏感性最大的是懸架頂部球鉸中心和下擺臂前鉸點的Y向偏差。

2.1.2前后減振器安裝孔

減振器與車身連接的安裝孔位置直接決定了主銷后傾角。當(dāng)減振器焊接定位工裝磨損時，夾具的夾緊過程中零件晃動，就可能導(dǎo)致相關(guān)定位尺寸超差，從而導(dǎo)致四輪定位角度產(chǎn)生變化。

2.3工裝設(shè)備的影響

2.3.1底盤托架小車

裝配車間底盤托架小車主要用作底盤零件的定位和預(yù)裝，在底盤與車身合裝時，保證位置的準(zhǔn)確。由于小車的使用壽命有限，相關(guān)的安裝定位銷容易產(chǎn)生磨損和松動，從而影響了定位的精度。

如副車架與車身的定位孔尺寸為15.0mm，而底盤小車的定位銷尺寸為12.5mm，副車架與車身裝配時按極限情況，兩零件同時偏2.5mm，定位孔的尺寸偏差就達(dá)5.0mm。這將會導(dǎo)致1/3的孔被遮蓋，極大影響到副車架和車身定位孔定位的精度，從而使得整體匹配尺寸超差太大（圖1）。

2.3.2方向盤對中設(shè)備

為了保證方向盤與轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的對中一致，在安裝方向盤前要找到轉(zhuǎn)向管柱上的裝配定位點。對中的過程是使用方向盤對中設(shè)備將轉(zhuǎn)向柱旋轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)向器限位塊，并加載一定扭矩值;然后轉(zhuǎn)動到另一限位塊，并加載同樣的扭矩值。設(shè)備根據(jù)整個轉(zhuǎn)動角度計算，然后在轉(zhuǎn)向柱上設(shè)定準(zhǔn)星（圖2）。如果扭矩值設(shè)置不合理，波動較大，轉(zhuǎn)向柱無法到達(dá)終止擋，將導(dǎo)致準(zhǔn)星設(shè)置不正確。

2.3.3四輪定位及調(diào)整

四輪定位設(shè)備的測量精度和一致性保證是整車定位參數(shù)檢測的基礎(chǔ)。但在產(chǎn)量高，設(shè)備使用頻率高的情況下，設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)和校驗器具的磨損以及參數(shù)的維護(hù)都會對車輛調(diào)整參數(shù)的準(zhǔn)確性帶來一定的影響。

3制造過程對于影響因素的控制

針對上述對制造過程中對跑偏產(chǎn)生誤差因素的分析，需采取相應(yīng)的措施加以控制，使得批量制造過程中的相關(guān)參數(shù)和角度滿足參數(shù)要求。

3.1車身尺寸控制

影響車身定位和安裝孔尺寸偏差的因素很多，包括沖壓件單件尺寸偏差、裝配后尺寸偏差、焊接變形和工裝夾具和過程偶發(fā)因素等。所以車身生產(chǎn)過程中對跑偏的控制，首先要保證與相關(guān)單件的尺寸，對涉及到前后橋、減振器和轉(zhuǎn)向機(jī)等連接的關(guān)鍵零件，進(jìn)行批量控制，保證功能尺寸的X向、Y向均在公差范圍，避免單個零件的超差或積累的誤差對四輪定位的角度產(chǎn)生影響。

同時，也需要對焊接后的分總成、總成進(jìn)行日常監(jiān)控測量，保證Inline的覆蓋和提高三坐標(biāo)的測量頻次，才能做好尺寸的預(yù)警和快速診斷關(guān)鍵點的位置變化監(jiān)控。在尺寸出現(xiàn)偏差后，能及時對相關(guān)焊接夾具進(jìn)行維護(hù)和優(yōu)化調(diào)整。

3.2裝配過程控制

針對底盤托架小車的磨損及定位銷松動可能帶來的裝配誤差，需定期進(jìn)行點檢和保養(yǎng)。還要對檢具樣架和底盤小車進(jìn)行標(biāo)定，保證底盤與車身合攏時的精度，減少定位誤差，從而保證裝配的尺寸。另外，針對方向盤安裝可能出現(xiàn)的偏差，可以通過后續(xù)前束調(diào)整來糾正，但也是造成跑偏的潛在隱患。所以車間裝配過程需要確保方向盤調(diào)整端正，出廠前加強(qiáng)方向盤端正檢查。

3.3四輪定位設(shè)備

目前，整車廠商大多采用非接觸式3D激光四輪定位臺，它的測量速度更快，數(shù)據(jù)更為精準(zhǔn)。針對設(shè)備日常使用帶來的機(jī)械磨損和其他因素的干擾，需要對檢測平臺做如下定期檢查：運(yùn)動部件有無磨損;實際情況與設(shè)定的軸距是否一致;激光板固定螺栓是否松動;激光頭相機(jī)鏡片是否干凈;定位參數(shù)零點是否偏移。

涉及到調(diào)整、維修、更換配件等操作時，必須對更改變化點做好跟蹤記錄和備份。通過SPC分析變化點前后的數(shù)據(jù)樣本，對比過程能力和不合格比例，來對結(jié)果進(jìn)行驗證，保證設(shè)備的準(zhǔn)確性和一致性。

4結(jié)束語

本文針對主機(jī)廠車輛制造過程中影響定位參數(shù)的因素進(jìn)行了探討研究，有針對性地提出了控制的方案和工藝，為整車廠商對于批量車輛的跑偏控制和分析提供了一定的方向。