桑塔纳尚纳汽车自动跑偏的故障诊断方案设计毕业论文

-22-目录TOC\o"1-6"\h\u23750第一部分设计任务与调研 -2-17511第二部分设计说明 -3-1205第三部分设计成果 -4-211921制动系统故障导致车辆跑偏故障检修 -4-95641.1制动系统构造分析 -4-169371.1.1桑塔纳尚纳前制动器类型为通风盘式 -4-100061.1.2桑塔纳尚纳后制动器类型为鼓式 -5-70441.2制动系统异常导致车辆跑偏原因 -5-53861.3故障解决方案 -6-88872行驶系故障导致车辆跑偏故障检修 -6-201942.1悬架故障导致车辆跑偏 -6-161302.1.1行驶系结构构造 -6-229822.1.2减震器悬架受损变形导致车辆跑偏 -7-63142.1.3故障解决方案 -8-204882.2轮胎导致车辆跑偏 -8-174702.2.1轮胎功能介绍 -8-300442.2.2轮胎胎压不稳导致车辆跑偏 -9-252622.2.3胎面花纹磨损导致车辆跑偏 -10-232722.2.4故障解决方案 -11-110343四轮定位不准导致车辆跑偏 -12-254903.1四轮定位介绍 -12-10123.2作用 -12-139813.3前轮定位指标 -12-203863.3.1主销后倾角 -12-277173.3.2折叠主销内倾角 -13-120833.3.3折叠前轮外倾 -13-276703.3.4折叠前轮前束 -13-296533.4做四轮定位前需要检查的项目 -14-294553.5四轮定位不良引起的行驶毛病 -14-319843.6车轮定位参数 -15-101944转向系统异常导致车辆跑偏 -18-286834.1故障解决方案 -18-54935装载物品不平衡导致车辆跑偏 -19-24807第四部分结束语 -20-27053第五部分致谢 -21-29562第六部分参考文献 -22-第一部分设计任务与调研一、毕业设计的主要任务（1）掌握桑塔纳尚纳汽车制动系统，行驶系统的组成、部件及电气元件总体布置及控制电路。（2）了解桑塔纳尚纳汽车自动跑偏的故障原因分析。（3）完成桑塔纳尚纳汽车自动跑偏故障诊断方案设计。二、设计的思路、方法等（1）通过检索相关专著、论文、汽车维修手册、培训材料等资料，收集与桑塔纳尚纳汽车自动跑偏的故障诊断方案设计毕业设计相关的材料。（2）经过分析、归纳、整理，系统分析桑塔纳尚纳汽车自动跑偏故障原因。（3）进行现场实践，对桑塔纳尚纳汽车行驶系，制动系进行实车研究。（4）开展方案设计，通过系统分析法和现场验证，比较各种方案，逐步优化设计方案、明确设计故障诊断方案。（5）应用检验，验证故障分析诊断思路的逻辑性和有效性；结合行驶系统，制动系维修实践进行检验，进一步修改完善设计，验证科学性与实用价值。三、与本课题相关的资料参考以下书籍（1）徐昭,高丽洁．汽车电器设备构造与维修〔M〕.哈尔滨;哈尔滨工业大学出版社.2013.7（2）张泳波.汽车故障与诊断（M）.北京;邮电大学出版社.2013.2（3）孔令来.汽车底盘构造与维修(M).机械工业出版社.2010-08-02（4）黄天泽.汽车车身结构与设计(M).机械工业出版社.2002-03（5）丰田汽车公司.汽车基本常识与工作原理(M).高等教育出版社..2006-08（6）李彦.汽车构造与维修(M).化学工业出版社.2010-1-1四、调研的目的和总结通过调研,收集足够的、真实的和有效的专业信息,为本次毕业设计提供充分的理论基础及参考依据。调研的部门为上海大众4S店，汽车修理厂，专业人士等一切与本次毕业设计相关的单位或个人,获得的信息有些是学术性的，也有些是实用性的。第二部分设计说明（1）针对桑塔纳尚纳汽车自动跑偏的故障制定诊断维修设计方案。（2）汽车跑偏是汽车直线行驶在平坦的道路上的过程中，自行向一侧方向偏向，导致汽车出现前后轴中心的连线与行驶轨迹的中心线不一致的行驶现象，本论文针对桑塔纳尚纳汽车自动跑偏的故障原因进行了分析。针对引起桑塔纳尚纳汽车自动跑偏的行驶系统，制动系统，及其它原因进行故障排除。介绍各个主要零部件，针对其故障引起的车辆自动跑偏进行分析，制定维修方案。

第三部分设计成果1制动系统故障导致车辆跑偏故障检修1.1制动系统构造分析1.1.1桑塔纳尚纳前制动器类型为通风盘式结构：盘式制动器的制动盘为实心型（中实型）图1—1（1）制动盘、制动块都裸露在大气中，散热容易，且风冷式制动盘由于有通风机构，所以要比实心型制动盘散热性更好，制动器不容易过热，减小了制动器的热衰退现象。同时，由于是盘式制动，当制动盘上有水时，在离心力的作用下，水将很快被甩干，不易出现水衰退现象，故有较好的制动。（2）结构简单，质量轻，便于维修。 （3）制动盘升温后沿厚度方向上的热膨胀量比鼓式制动器径向膨胀量要小的多，且制动管路中无残压，因此不会出现间隙自调过度问题。工作原理：制动时，油液被压入内、外两轮缸中、其活塞在液压作用下将两制动块压紧制动盘，产生摩擦力矩而制动。1.1.2桑塔纳尚纳后制动器类型为鼓式结构：鼓式制动器：鼓式制动也叫块式制动，是靠制动块在制动轮上压紧来实现刹车的。图1—2工作原理：鼓式制动器主要由底板、制动鼓、制动蹄（制动分泵）、回位弹簧、定位销等零部件组成。底板安装在车轴的固定位置上，它是固转扭力。每一个鼓有一对制动蹄，制动蹄上有摩擦衬片。制动鼓则是安装在轮毂上，是随车轮一起旋转的部件，它是由一定份量的铸铁做成，形状似园鼓状。当制动时，轮缸活塞推动制动蹄压迫制动鼓，制动鼓受到摩擦减速，迫使车轮停止转动。图1—31.2制动系统异常导致车辆跑偏原因刹车分泵漏油使某一边刹车片因有油使刹车效果变差。

两边刹车盘或刹车鼓摩擦系数不一致，如一边光滑一边粗糙，刹车盘的一面光滑一面粗糙，使得两边刹车效果不一致。刹车分泵有泄漏或刹车管、接头有泄漏会使两边刹车效果不一致，或者有一边的分泵活塞发卡、发涩。刹车制动钳磨损间隙过大，使制动时两侧分泵补偿的间隙不一样，导致刹车跑偏。1.3故障解决方案既然制动跑偏多系两前轮制动力不等或制动生效时间不一所致，偏斜发生在制动力较大或制动时间较早的一边。因此在检查原因时，通常先路试制动，根据轮胎的拖印查明制动效能不良的车轮予以检修。拖印短或没有拖印的车轮即为制动有问题，这时可参照上述原因逐一排除。一般先检视该轮制动管路是否漏油、轮胎气压是否充足。若正常，可调整摩擦片与制动鼓的间隙；如仍无效，可检查轮缸内是否渗入空气；若无空气渗入，即应拆下制动鼓，按原因逐一检查制动器各件；如各件都属正常，但在轮缸两活塞叉内加金属条后，制动变好，说明该制动鼓内径间隙过大；倘若各轮胎拖印基本符合要求，但制动仍跑偏，说明故障不在制动泵，应检查车架或前轴的技术状况。2行驶系故障导致车辆跑偏故障检修2.1悬架故障导致车辆跑偏2.1.1行驶系结构构造（1）桑塔纳尚纳前悬架类型为麦弗逊式独立悬架结构：麦弗逊式前独立悬架。筒式减振器7为滑动立柱，横摆臂12的内端通过铰链10与车身相连，其外端通过球铰链15与转向节8相连。减振器的上端通过带轴承的隔振块总成2(可看做减振器的上铰链点)与车身相连，减振器的下端与转向节相连。车轮所受的侧向力通过转向节大部分由横摆臂承受，其余部分由减振器活塞和活塞杆承受。因此，这种结构形式较烛式悬架在一定程度上减少了滑动摩擦和磨损。图1—4筒式减振器上铰链的中心与横摆臂外端的球铰链中心的连线为主销轴线。此结构也为无主销结构。当车轮上下跳动时，因减振器的下支点随横摆臂摆动，故主销轴线的角度是变化的。这说明车轮是沿着摆动的主销轴线而运动。因此，这种悬架在变形时，使得主销的定位角和轮距都有些变化。然而如果适当地调整杆系的布置，可使车轮的这些定位参数变化极小。麦弗逊悬挂拥有良好的响应性和操控性，而且结构简单，占用空间小，成本低，重量轻，适合布置大型发动机以及装配在小型车身上。图1—5桑塔纳尚纳后悬架为复合扭力梁式非独立悬架图1—6结构：扭力梁式半独立悬架，是汽车后悬挂装置类型的一种，是在扭力梁式非独立悬架上增加一个平衡杆来使车轮产生倾斜，保持车辆的平稳。其工作原理是将非独立悬挂的车轮装在一根整体车轴的两端，这样当一边车轮运转跳动时，就会影响另一侧车轮也作出相应的跳动，使整个车身振动或倾斜。2.1.2减震器悬架受损变形导致车辆跑偏减震器失效或变形后车辆在行驶中两悬挂一高一低，导致轮胎受力不均匀，导致车辆产生跑偏。2.1.3故障解决方案使汽车在道路条件较差的路面上行驶10km后停车，用手摸减震器外壳，如果不够热，说明减震器内部无阻力，减震器不工作。此时，可加入适当的润滑油，再进行试验，若外壳发热，则为减震器内部缺油，应加足油;否则，说明减震器失效。用力按下保险杠，然后松开，如果汽车有2~3次跳跃，则说明减震器工作良好。当汽车缓慢行驶而紧急制动时，若汽车振动比较剧烈，说明减震器有问题。拆下减震器将其直立，并把下端连接环夹于台钳上，用力拉压减振杆数次，此时应有稳定的阻力，往上拉的阻力应大于向下压时的阻力，如阻力不稳定或无阻力，可能是减震器内部缺油或阀门零件损坏，应进行修复或更换零件。在确定减震器有问题或失效后，应先查看减震器是否漏油或有陈旧性漏油的痕迹。油封垫圈、密封垫圈破裂损坏，贮油缸盖螺母松动。可能是油封、密封垫圈损坏失效，应更换新的密封件。如果仍然不能消除漏油，应拉出减震器，若感到有发卡或轻重不一时，再进一步检查活塞与缸筒间的间隙是否过大，减震器活塞连杆有无弯曲，活塞连杆表面和缸筒是否有划伤或拉痕。果减震器没有漏油的现象，则应检查减震器连接销、连接杆、连接孔、橡胶、衬套等是否有损坏、脱焊、破裂或脱落之处。若上述检查正常，则应进一步分解减震器，检查活塞与缸筒间的配合间隙是否过大，缸筒有无拉伤，阀门密封是否良好，阀瓣与阀座贴合是否严密，以及减震器的伸张弹簧是否过软或折断。2.2轮胎导致车辆跑偏2.2.1轮胎功能介绍轮胎是在各种车辆或机械上装配的接地滚动的圆环形弹性橡胶制品。通常安装在金属轮辋上，能支承车身，缓冲外界冲击，实现与路面的接触并保证车辆的行驶性能。轮胎常在复杂和苛刻的条件下使用，它在行驶时承受着各种变形、负荷、力以及高低温作用，因此必须具有较高的承载性能、牵引性能、缓冲性能。同时，还要求具备高耐磨性和耐屈挠性，以及低的滚动阻力与生热性。桑塔纳尚纳使用轮胎规格为邓禄普185/60R152.2.2轮胎胎压不稳导致车辆跑偏由于轮胎胎压相差较多时会使左右两侧轮胎半径不一样。在相同的轮胎转速下胎压高的一侧行驶里程会比胎压低的一侧行驶里程更长。由于两个车轮基本处于刚性连接状态，所以车辆会自动向胎压较低的一侧车轮跑偏，导致车辆自动跑偏，同时胎压不足会使轮胎磨损不均，减少使用寿命；油耗增加，方向跑偏，高速行车方向感不清晰。图1—7征兆可能原因排除方法参照页次肩部磨损块充气不足或换位不够调整充气压力－中心部磨损块充气过足或换位不够胎纹裂纹充气不足调整充气压力图1-82.2.3胎面花纹磨损导致车辆跑偏胎面花纹磨损指示线。当轮胎非常新或磨损程度很低的情况下，这些指示线几乎不会被发觉，但当磨损到达一定程度这些隐藏在胎面沟壑中的指示线就呈现出来。胎面花纹磨损指示线为扁平的橡胶条，与胎面纵向垂直镶嵌在胎面沟壑中。检查轮胎可以偶尔发现一到两条指示线的时候，说明胎面花纹厚度已经减少了很多，这种情况下行驶在湿滑路面上就要格外小心了，另外可以通过上文中的硬币检测法二次确认胎面厚度是否达到临界值。如果轮胎上的几乎所有指示线都清晰可见，意味着需要尽快更换轮胎。同时由于各种原因会导致胎面花纹磨损的程度不一样，会导致轮胎摩擦力不一，导致轮胎半径不一样，在相同的轮胎转速下胎压高的一侧行驶里程会比胎压低的一侧行驶里程更长会导致车辆跑偏。图1—9由于轮胎侧偏特性的存在，使轮胎在车辆行使过程中产生锥形变形。图1—101-胎缘2-胎肩3-胎纹面4-钢丝包裹层A-轮胎几何中心B-轮胎胎面与地面接触印迹的中心线，它会向外侧或内侧偏移轮胎胎面与地面实际接触印迹的偏移。如下图所示，1-轮胎胎面与地面实际接触印迹的偏移。此偏移使得内肩或外肩产生不同程度的硬化变形，它同时又导致轮胎接触面的不均衡。因此，轮胎与路面接触时就发生了不相等压力（F1,F2）。这样就产生了侧偏力FK（如左图），随着汽车行驶速度的变化，该侧偏力FK会发生变化，从而使得汽车发生跑偏现象。如果一个车轮轴上的侧偏力（FK）与另一个车轮轴上的侧偏力（FK）数值相等且方向相同的话，那么侧偏力（FK）就会加倍，汽车跑偏的程度也增大。这时，通过改变轮胎在钢圈上的位置，可以对跑偏现象进行补偿，因为方向相反的侧偏力（FK）可以相互抵消。图1—11由于侧偏力（FK）的方向在轮胎上是不可见的，所以只能通过道路试车或通过计算轮胎位置的变化量来确定究竟哪一个轮胎产生了单侧偏移。急加速时的跑偏汽车急加速时，由于道路的不平整、路坑和随之而产生的与路面接触情况的变化，将造成左、右车轮之间不同的摩擦比，并由此而引起车辆的跑偏。2.2.4故障解决方案检查导致造成汽车轮胎磨损的原因，进行调整或更换零部件。轮胎可以进行四轮位置互换，或更换轮胎。

3四轮定位不准导致车辆跑偏3.1四轮定位介绍四轮定位是以车辆的四轮参数为依据，通过调整以确保车辆良好的行驶性能并具备一定的可靠性。轿车的转向车轮、转向节和前轴三者之间的安装具有一定的相对位置，这种具有一定相对位置的安装叫做转向车轮定位，也称前轮定位。前轮定位包括主销后倾(角)、主销内倾(角)、前轮外倾(角)和前轮前束四个内容。这是对两个转向前轮而言，对两个后轮来说也同样存在与后轴之间安装的相对位置，称后轮定位。后轮定位包括车轮外倾(角)和逐个后轮前束。这样前轮定位和后轮定位总起来说叫四轮定位。3.2作用增加行驶安全，减少轮胎磨损，保持直行时转向盘正直，维持直线行车，转向后转向盘自动归正，增加驾驶控制感，减少燃烧消耗，减低悬挂部件耗损。当车辆使用很长时间后，发现方向转向沉重、发抖、跑偏、不正、不归位或者轮胎单边磨损，波状磨损，块状磨损，偏磨等不正常磨损，驾驶时，车感漂浮、颠簸、摇摆等现象出现时，就应该考虑检查一下车轮定位值，看看是否偏差太多，及时进行修理。3.3前轮定位指标前轮定位包括主销后倾角、主销内倾角、前轮外倾角和前轮前束四个内容。后轮定位包括车轮外倾角和逐个后轮前束。这样前轮定位和后轮定位总起来说叫车轮定位，也就是常说的四轮定位。车轮定位的作用是使汽车保持稳定的直线行驶和转向轻便，并减少汽车在行驶中轮胎和转向机件的磨损。3.3.1主销后倾角从侧面看车轮，转向主销(车轮转向时的旋转中心)向后倾倒，称为主销后倾角。设置主销后倾角后，主销中心线的接地点与车轮中心的地面投影点之间产生距离(称作主销纵倾移距，与自行车的前轮叉梁向后倾斜的原理相同)，使车轮的接地点位于转向主销延长线的后端，车轮就靠行驶中的滚动阻力被向后拉，使车轮的方向自然朝向行驶方向。设定很大的主销后倾角可提高直线行驶性能，同时主销纵倾移距也增大。主销纵倾移距过大，会使转向盘沉重，而且由于路面干扰而加剧车轮的前后颠簸。3.3.2折叠主销内倾角从车前后方向看轮胎时，主销轴向车身内侧倾斜，该角度称为主销内倾角。当车轮以主销为中心回转时，车轮的最低点将陷入路面以下，但实际上车轮下边缘不可能陷入路面以下，而是将转向车轮连同整个汽车前部向上抬起一个相应的高度，这样汽车本身的重力有使转向车轮回复到原来中间位置的效应，因而方向盘复位容易。此外，主销内倾角还使得主销轴线与路面交点到车轮中心平面与地面交线的距离减小，从而减小转向时驾驶员加在方向盘上的力，使转向操纵轻便，同时也可减少从转向轮传到方向盘上的冲击力。但主销内倾角也不宜过大，否则加速了轮胎的磨损。3.3.3折叠前轮外倾从前后方向看车轮时，轮胎并非垂直安装，而是稍微倾倒呈现“八”字形张开，称为负外倾，而朝反方向张开时称正外倾。使用斜线轮胎的鼎盛时期，由于使轮胎倾斜触地便于方向盘的操作，所以外倾角设得比较大。现在汽车一般将外倾角设定得很小，接近垂直。汽车装用扁平子午线轮胎不断普及，由于子午线轮胎的特性(轮胎花纹刚性大，外胎面宽)，若设定大外倾角会使轮胎磨偏，降低轮胎摩擦力。还由于助力转向机构的不断使用，也使外倾角不断缩小。尽管如此，设定少许的外倾角可对车轴上的车轮轴承施加适当的横推力。3.3.4折叠前轮前束图1—12脚尖向内，所谓“内八字脚”的意思，指的是左右前轮分别向内。采用这种结构目的是修正上述前轮外倾角引起的车轮向外侧转动。如前所述，由于有外倾，方向盘操作变得容易。另一方面，由于车轮倾斜，左右前轮分别向外侧转动，为了修正这个问题，如果左右两轮带有向内的角度，则正负为零，左右两轮可保持直线行进，减少轮胎磨损。3.4做四轮定位前需要检查的项目影响车辆四轮定位的因素有很多，以下是在做四轮定位前需要检查的项目：1.各部位胶套、胶垫老化程度和磨损状况。2.减振器的外观有无变形，减振性能如何。3.个球头、支撑拉杆外观状况和性能。4.轮胎磨损状况，轮胎动平衡和轮胎胎压是否符合标准，轮胎钢圈有无变形。5.前悬挂下摆臂，前横梁有无损伤。6.轮芯轴承有无松旷。7.车身，尤其是减振器上座的固定部位有无因撞车而造成的错位现象。前悬挂部件的检查是四轮定位的基础，在排除行车跑偏的故障时，正确的施工次序是。1.检查轮胎和轮胎钢圈，检查轮胎动平衡及轮胎气压是否符合标准。2.检查前悬挂各部件拉杆、球头、下摆臂、左右减振器、轮芯轴承及前横梁等部件是否正常。如发现异常必须立即排除。3.检查左右两侧轴距是否符合标准。4.在检查1-3项检查合格后，方可进行四轮定位。3.5四轮定位不良引起的行驶毛病序行驶毛病可能的原因1方向盘太重后倾角太大2方向盘发抖车轮静态或动态不平衡3车行往左右拉车轮中心点偏心产生凸轮效应4发动机不平衡发抖5左右后倾角或外角不相等6车身高度左右边不相等7左右轮胎尺寸或气压不相等8轮胎变形或不良9转向系统不正10方向盘不正后轮前束不良造成的推进线转向系统不正11轮胎块态磨损车轮静态不平衡12后轮前束不良13轮胎羽毛状磨损前束不良14轮胎单边磨损外倾角不良15凹凸波状磨损车轮动态不平衡16后轮前束不良表1-13.6车轮定位参数上海桑塔纳轿车/旅行轿车（车型代号：SVW7180AD、SVW7180BD、SVW7181AD、SVW7181BD、SVW7180DD、SVW7180ED、SVW7180GD）上海桑塔纳汽油/LPG两用燃料轿车（车型代号：SVW7180HEi）车轮定位参数前束（双轮）8′±8′(0-1.6mm)车轮外倾角-15′±15′前左右轮外倾角最大允差10′空载轮主销后倾角（不可调）50′±30′时前左右主销后倾角最大允差30′后轮主销内倾角（不可调）13o47′定位前束（双轮，不可调）12′±20′参数后前束角左右允差20′轮车轮外倾角（不可调）-1o30′±20′左右轮外倾角最大允差30′检测方法采用车轮定位检测台测试注：在2000年9月VIN代号为LSVACFD07YB103826的车辆之前，后轮前束为25′±15′，外倾角为-1o40′±20′。更换过的前桥部件需要车轮定位更换过的后桥部件需要车轮定位

是否

是否摆臂

X减震器

X车轮轴承壳体X

螺旋弹簧

X横拉杆/横拉杆球头X

扭力桥体（后桥）X

转向机X

副梁X

悬挂支柱

X

稳定杆X

表1-2前桥部件已被拆卸和安装需要车轮定位后桥部件已被拆卸和安装需要车轮定位

是否

是否摆臂X减震器

X车轮轴承壳体X螺旋弹簧

X横拉杆/横拉杆球头X

扭力桥体（后桥）

X转向机X

副梁X1)

悬挂支柱X

稳定杆X

表1-3

开始→进行轮辋偏位补偿→压缩弹簧

↓

将方向盘转到正前打直位置并固定住1)←测量车辆高度←安装制动踏板加载器

↓

检查前桥的车轮外倾角→实际值是否在允许误差范围内？→否

↓

↓

↓←←是

调整车轮外倾角→

Kapitel

↓

↓

↓←←←←←

↓

检查后桥的车轮外倾角→实际值是否在允许误差范围内→否

↓

↓

↓←←是

检查→

Kapitel

↓

↓

↓←←←←←

↓

检查后桥前束→实际值是否在允许误差范围内→否

↓

↓

↓←←是

检查→

Kapitel

↓

↓

↓←←←←←

↓

检查前桥的车轮主销后倾角→实际值是否在允许误差范围内→否

↓

↓

↓←←是

检查车桥部件和车身

↓

↓

↓←←←←←

↓

检查前桥前束→实际值是