新能源汽车底盘检修（微课版）课件 项目3 新能源汽车行驶系统检修

项目三新能源汽车行驶系统检修任务一

车轮与轮胎的拆装与检修

中国人民大学出版社

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【案例导入】一辆家用新能源汽车进厂维修，车主反映在行驶过程中紧急停靠，由于车轮与马路台阶剐蹭导致轮胎损坏，造成安全隐患，维修技师王师傅交待你对车轮与轮胎进行拆装与检修，接到任务你应该如何开展工作？中国人民大学出版社

【知识介绍】一、汽车行驶系统概述（一）汽车行驶系统的类型、组成与作用1.行驶系统的类型为适应不同的道路条件和使用条件，汽车行驶系统的结构形式多样，有轮式、全履带式、半履带式、车轮-履带式、螺旋桶式等几种。其中具备轮式结构汽车行驶系统最为常见，因其直接与路面接触的部分是车轮，所以称之为轮式行驶系统。半履带是指汽车的后桥采用履带式，前桥用车轮，履带可以减少汽车对地面的比压，控制汽车下陷，履带还能加强履带与土壤间的相互作用，增加汽车的附着力，提高通过性，主要用于在雪地或沼泽地带行驶的汽车；前后桥都用履带称为全履带式；前后桥即可装车轮，也可装履带，称为车轮履带式；螺旋桶式最早出现在上世纪七十年代，比较少见。中国人民大学出版社

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2.行驶系统的组成轮式行驶系统由车架、车桥、悬架、车轮组成，车轮安装在车桥上，车桥又通过悬架与车架相连接，车架形成汽车的基体，它将汽车上各总成连接成一个整体，构成汽车的安装基础。中国人民大学出版社

（四）车架1.车架的作用车架又称大梁，由粗壮的钢梁焊接或铆合起来成为一个钢架，然后在这个钢架上安装发动机、变速器、悬架、前桥、后桥、车身等总成和部件，车架是整个汽车的基础。其作用是使各总成和部件固定在上面，保持它们之间的相对位置；车架还承受着各种载荷，包括汽车自身零部件质量和工作时承受的外部载荷，如各种冲击、扭曲、惯性力等。汽车静止时，车架承受着垂直载荷，汽车行驶时，车架会受到比静止时更大的载荷和应力，若路面不够平顺，还将是车架受到扭转变形的作用，因此车架要求较高，应具有较高的强度和刚度，结构简单，重量较轻，同时应该尽量降低汽车的重心，结构上应获得较大的前轮转向角，从而提高汽车行驶的稳定性和转向灵活性。（1）边梁式车架边梁式车架由两根位于两边的纵梁和若干根横梁组成，一般设置前横梁、发动机安装梁、悬架安装梁、驾驶室安装梁、后横梁等。中国人民大学出版社

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（2）中梁式车架中梁式车架只有一根位于中央贯穿前后的纵梁，中梁式车架是将中间一根大断面（圆形或矩形）的纵向脊梁作为主承载件，传动轴装在管内，因此亦称为脊梁式车架。中国人民大学出版社

承载式车身大多数小型乘用车和部分大型客车取消了车架，以车身代替车架的作用，将所有总成、部件固定在车身上，所有的力也由车身来承受，这种车身称为承载式车身，承载式车身由于无实体车架，可以减轻整车质量，可以使地板高度降低，使上、下车更方便。中国人民大学出版社

（五）车轮和轮胎1.车轮总成的作用车轮和轮胎统称为车轮总成，车轮总成的功用是：支承整车质量；缓冲来自路面的冲击力；与路面相互作用产生牵引力、制动力；在汽车转弯行驶时与地面相互作用产生平衡离心力的侧抗力；在保证汽车正常转向行驶的同时，通过正确的车轮定位产生的自动回正力矩使汽车保证直线行驶；承担越障和提高通过性的作用等。2.车轮总成的组成轿车的轮胎和车轮主要由轮辋、轮辐、子午线轮胎、车轮螺栓和螺栓孔、车轮饰板、气门嘴、胎压监测传感器等组成，中国人民大学出版社

1）轮胎的作用与类型轮胎的主要作用是支承汽车及货物的总质量，提供支承力和反作用力；保证车轮和路面的附着性，以提高汽车的牵引性能、制动性能和通过性能；与汽车悬架一同减少汽车行驶中所受到的冲击，并衰减由此而产生的振动，以保证汽车有良好的乘坐舒适性和平顺性。轮胎的类型众多，按轮胎用途分为载货汽车轮胎和轿车轮胎，载货汽车轮胎和轿车轮胎外观中国人民大学出版社

按轮胎构成可分为有有内胎轮胎和无内胎轮胎，内胎是一个环形橡胶管，应具有良好的弹性，并能耐热和不漏气。乘用车多采用无内胎轮胎，其优点是：轮胎穿孔时，压力不会急剧下降，能安全地继续行驶；无内胎轮胎中不存在因内外胎之间摩擦和卡住而引起损坏；气密性较好，可以直接通过轮辋散热，所以工作温度低，使用寿命长；结构简单，质量较小。中国人民大学出版社

按胎体结构的不同可分为充气轮胎和实心轮胎，充气轮胎和实心轮胎如图中国人民大学出版社

普通斜交胎和子午线轮胎如图中国人民大学出版社

按轮胎花纹的不同可分为普通花纹轮胎、越野花纹轮胎、混合花纹轮胎、单导向花纹轮胎、块状花纹轮胎、不对称花纹轮胎等，各种花纹的轮胎如图中国人民大学出版社

二、车轮与轮胎拆装注意事项在车轮与轮胎拆卸过程中需要用到举升机，使用举升机对车辆进行举升作业前，一定要了解举升机的规格、举升最大高度和质量等参数，避免举升机发生过载而引发安全事故，确保车辆位于清洁、坚硬、水平的表面上，举升机支臂与车辆之间要使用橡胶垫块，确保足够的摩擦力，确保车辆负载平均分布并且固定不动。车辆在设计制造时均考虑了维修和保养作业时的顶起位置，当车辆顶起时，即使将动力电池、电机等总成件拆下，也能确保车辆的重心与举升机支撑臂的重心相近或重合。为了让维修人员能快速找到车辆的支撑点，在底盘的下部或侧面标识了车辆顶起位置。常见车辆举升位置如图中国人民大学出版社

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悬架的拆装与检修

中国人民大学出版社

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【案例导入】一辆家用新能源汽车进厂维修，车主反映在行驶过程中通过减速带时，车轮附近出现异响，经维修技师检查发现该车悬架存在故障，维修技师王师傅交待你对悬架进行拆装与检修，接到任务你应该如何开展工作？中国人民大学出版社

【知识介绍】一、悬架的作用、组成与类型（一）悬架的作用悬架是车架或承载式车身与车桥之间的所有传力连接装置的总称。汽车悬架系统的作用是最大限度地增加轮胎与路面之间的摩擦力，能够提供良好的转向操纵性和稳定性，以及确保乘客的舒适度。它能够吸收垂直加速车轮的能量，使车轮顺着路面上下颠簸的同时车架和车身不受干扰。具体来说悬架的作用包括将路面作用于车轮上的垂直反力、纵向反力和侧向反力以及这些反力所造成的力矩传递到车架或承载式车身上，保证汽车的正常行驶，即起传力作用；利用弹性元件和减振器起到缓冲减振的作用；利用悬架的某些传力构件使车轮按一定轨迹相对于车架或车身跳动，即起导向作用；利用悬架中的辅助弹性元件横向稳定器，防止车身在转向等行驶情况下发生过大的侧向倾斜。（二）悬架的组成汽车悬架的结构具有多种形式，一般来讲均由弹性元件、减振元件、传力构件或称导向机构、横向稳定器四部分组成。它们的作用分别是缓冲作用、减振作用、传力和导向作用、防止车身产生过大侧倾。中国人民大学出版社

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（三）悬架的类型汽车悬架按其性能是否可控可以分为被动悬架（刚度、阻尼不可调）、主动悬架（刚度、阻尼均可调）和半主动悬架（刚度或阻尼可调）三类。按汽车悬架的结构不同，可以将悬架分为独立悬架和非独立悬架两大类。非独立悬架的特点是两侧车轮通过整体式车桥相连，车桥通过悬架与车架或车身相连。非独立悬架的非簧载质量大，悬架响应慢，如果行驶中路面不平，一侧车轮被抬高，整体式车桥将迫使另一侧车轮产生运动。独立悬架的特点是车桥是断开的，每一侧车轮单独地通过悬架与车架（或车身）相连，每一侧车轮可以独立跳动，独立悬架的非簧载质量小，悬架响应快，可以减少来自路面的冲击和振动，提高了行驶的平顺性。非独立悬架与独立悬架如图中国人民大学出版社

横臂式独立悬架单横臂式独立悬架只有一个横臂，其内端铰接在车架、车身或桥壳上，外端与车轮相连，车身与横臂之间装有弹性元件。单横臂式独立悬架的缺点是当悬架变形时，车轮平面将产生倾斜而改变车轮轮距，使轮胎磨损严重；单横臂式独立悬架用于转向轮时，会使主销内倾角和车轮外倾角发生较大的变化。其优点是结构简单、紧凑、布置方便。单横臂式独立悬架如图中国人民大学出版社

纵臂式独立悬架单纵臂式独立悬架由一根纵臂、减振器、弹性元件和横向稳定杆等组成，其工作原理是当车轮上、下跳动时，纵臂以套管的轴线为中心摆动，弹性元件将产生扭转形变以缓和不平路面产生的冲击。单纵臂式独立悬架结构如图中国人民大学出版社

车轮沿主销移动的独立悬架烛式独立悬架的主销与车架刚性连接，螺旋弹簧安装在主销上，汽车行驶过程中，车轮连同主销套筒沿着车架上的主销轴线上下移动。烛式独立悬架的优点是当悬架变形时，主销的定位角不会发生变化，仅是轮距、轴距稍有变化。其缺点是汽车行驶过程中，套筒与主销要承受全部的侧向力，致使套筒与主销间的摩擦阻力加大，加速主销磨损。烛式独立悬架如图中国人民大学出版社

麦弗逊式悬架也称滑柱连杆式悬架，是比较常见且应用普遍的一种悬架，它主要由螺旋弹簧、减振器、下摆臂、横向稳定杆等组成。麦弗逊式悬架没有传统的主销实体，当车辆在行驶中受到冲击，车轮上下跳动时，减振器的下支点随横摆臂摆动，主销轴线发生变化，车轮沿着摆动的主销轴线运动。麦弗逊式悬架的优点是增大了两前轮内侧的空间，便于发动机和其一些部件的布置，车辆转向侧倾以及刹车点头现象明显，增加稳定杆以后有所缓解但无法从根本上解决问题，其缺点是耐用性不高、结构复杂，制造成本高，保养维修不便。麦弗逊式悬架如图中国人民大学出版社

单斜臂式独立悬架单斜臂式独立悬架是介于单横臂和单纵臂之间的悬架结构形式，单斜臂绕与汽车纵轴线成一定夹角θ（0°<θ<90°）的轴线摆动，为了调节前束，单斜臂上设置有前束调整杆。单斜臂式独立悬架如图中国人民大学出版社

多连杆式独立悬架多连杆式独立悬架是由连杆、减振器和减振弹簧组成，其由多根杆件（一般四到五根）组合在一起控制车轮位置变化。多连杆式独立悬架的优点是能较好地消除外倾角的变化，并能抑制车轮跳动时车轮前束和轮距的变化，提高悬架系统的刚性，并能实现主销后倾角的最佳位置。多连杆式独立悬架的缺点是结构复杂，横向空间占用大，材料成本、研发成本以及制造成本远高于其他悬架。多连杆独立悬架如图中国人民大学出版社

双叉臂式独立悬架双叉臂式独立悬架拥有上下两个叉臂，通常上叉臂短于下叉臂，其优点是可调参数多、侧倾小、轮胎接地面积大、抓地性能优异，双叉臂式悬架运动性较好，在跑车中应用较为普遍。双叉臂式独立悬架如图中国人民大学出版社

二、悬架的主要零部件（一）弹性元件弹性元件是悬架的重要组成部分之一，其作用是承受并传递垂直方向载荷，缓和来自不平路面的冲击。汽车悬架的弹性元件包括钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、气体弹簧等几种类型。1.钢板弹簧钢板弹簧是由若干片等宽但不等长，厚度可以相等，也可以不相等的合金弹簧片组合而成的一根近似等强度的弹性梁，钢板弹簧既有弹性元件的作用，又可起到导向、传力和减振作用。中国人民大学出版社

2.螺旋弹簧螺旋弹簧与钢板弹簧相比，具有无需润滑，不忌泥污，所占纵向空间不大，弹簧质量小等优点。螺旋弹簧本身没有减振作用，因此在螺旋弹簧悬架中必须另装减振器。此外，螺旋弹簧只能承受垂直载荷，故必须装设导向机构以传递垂直力以外的各种力和力矩。螺旋弹簧常用于各种独立悬架，在应用中可以套在减振器外边，节省了安装空间，空余的大量空间便于安装发动机。螺旋弹簧常用弹簧钢棒料卷制而成，可做成等螺距或变螺距的，前者刚度不变，后者刚度是可变的。等螺距和变螺距螺旋弹簧如图

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3.扭杆弹簧扭杆弹簧是一根具有扭转弹性的直线金属杆件，其断面一般为圆形，少数为矩形或管形。它的两端可以做成花键、方形、六角形或带平面的圆柱形等，以便将一端固定在车架上，另一端通过摆臂固定在车轮上。当车轮跳动时，摆臂便绕着扭杆轴线而摆动，使扭杆产生扭转弹性变形，从而保证车轮与车架的弹性联系。扭杆弹簧有纵向和横向两种安装形式，其单位质量的储能量是钢板弹簧的3倍。若将扭杆的固定端转过一个角度，则摆臂的初始位置将改变，可调节车架与车轮间的距离，从而调节车身高度。中国人民大学出版社

气体弹簧气体弹簧是在一个密封的容器中充入压缩气体，利用气体可压缩性实现弹簧的作用。气体弹簧的特点是，作用在弹簧上的载荷增加时，容器中气压升高，弹簧刚度增大；反之，当载荷减小时，气压下降，刚度减小。气体弹簧具有理想的变刚度特性。中国人民大学出版社

（二）减振器减振器按用途不同可以分为悬架用、转向用、驾驶室用、座椅用等类型；按结构不同分为单向作用筒式、双向作用筒式两种；按工作介质分为充气式和不充气式；按阻尼是否可调分为可调与不可调两种。近些年又新研发了一类磁流变减振器。汽车悬架当中最常用的是双向作用筒式减振器与充气式减振器。1.双向作用筒式减振器双向作用筒式减振器的原理是：当车架与车桥作往复相对运动时，减振器中的活塞在缸筒内也作往复运动，减振器壳体内的油液便反复地从一个内腔通过一些窄小的孔隙流入另一内腔。孔壁与油液间的摩擦及液体分子内的摩擦便形成对振动的阻尼力，使车身和车架的振动能量转化为热能，被油液和减振器壳体所吸收，并散到大气中。中国人民大学出版社

2.充气式减振器充气式减振器由一个缸筒、两个活塞、一个密封圈，两个阀组成，其通过工作活塞在油液中作往复运动所产生的油压差工作。其结构特点是：在缸筒的下部装有一个浮动活塞，浮动活塞与缸筒形成的密闭气室中，充有高压氮气。浮动活塞之上是减振器油液。浮动活塞上装有大断面的O形密封圈，把油和气完全分开，此活塞亦称封气活塞。由于活塞杆进出而引起的缸筒容积的变化由浮动活塞的上下运动来补偿，因此这种减振器不需储液缸筒，所以亦称单筒式减振器。充气式减振器如图中国人民大学出版社

（三）传力构件悬架中某些传力构件同时还承担着使车轮按一定轨迹相对于车架和车身跳动的任务，因而这些传力构件还起导向作用，故称导向机构。传力构件主要包括各种控制臂（纵臂、横臂和斜臂）和推力杆（横向推力杆和纵向推力杆）。常见传力构件如图中国人民大学出版社

（四）横向稳定器横向稳定器主要由U形横向稳定杆、连接杆和支座组成，支座固定在车身上，稳定杆两端通过连杆与减震器下支座相连。当车身只作垂直移动而两侧悬架变形相等时，横向稳定杆在支座的套筒内自由转动，横向稳定杆不起作用。当两侧悬架变形不等而车身相对于路面横向倾斜时，稳定杆一端向上运动，另一端向下运动，从而被扭转。弹性稳定杆所产生的扭转内力矩妨碍了悬架弹簧的变形，减小了车身的横向倾斜和横向角振动，从而减小了侧倾和侧向角振动，提高了车辆行驶的平顺性、舒适性和操纵稳定性。横向稳定杆如图中国人民大学出版社

二、悬架拆装注意事项在悬架拆卸过程中需要用到举升机，使用举升机对车辆进行举升作业前，一定要了解举升机的规格、举升最大高度和质量等参数，避免举升机发生过载而引发安全事故，确保车辆位于清洁、坚硬、水平的表面上，举升机支臂与车辆之间要使用橡胶垫块，确保足够的摩擦力，确保车辆负载平均分布并且固定不动。在检查报修的故障部位时，应由助手驾驶车辆，否则，可能会导致人身伤害。悬架拆装过程中如果涉及到任何电气部件，启动开关电源模式必须处于OFF状态，并且所有电气负载必须为“OFF（关闭）”，除非维修手册操作程序中另有说明。如果工具或设备容易接触裸露的带电电气端子，还要断开蓄电池负极电缆。违反这些安全须知，可能导致人身伤害和或损坏车辆或车辆部件。在保证安全的前提下路试车辆并遵守所有交通法规。不要尝试任何可能危及车辆控制的操作。违反上述安全须知，会导致严重人身伤害并损坏车辆。无论因何种原因举升或支撑动力合成箱时，不要将千斤顶支撑在任何钣金件下方，以不正确的方式举升动力合成箱会导致部件损坏。在进行悬架的拆卸程序之前，必须先关闭启动开关，转动转向盘使转向盘锁死。悬架系统零部件的拆卸与安装必须保证半载轮眉间隙的前提下进行紧固件的松脱与打紧。中国人民大学出版社

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车轮定位的检测与调整

中国人民大学出版社

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【案例导入】顾客到4S店反应最近发现轮胎磨损不均匀，尤其轮胎外边缘，在汽车行驶时有跑偏现象发生。维修师傅安排你先检查轮胎气压，若气压正常，再用四轮定位仪检查定位参数。接到任务的你应该如何进行检查？中国人民大学出版社

【知识介绍】一、车桥功用及类型（一）车桥的功用车桥（也称车轴）位于悬架与车轮总成之间，两端安装车轮，通过悬架与车架（或承载式车身）相连。车桥功用主要有两方面，一是传递车架（或承载式车身）和车轮之间的各方向的作用力；二是承受各种作用力所形成的弯矩和扭矩。（二）车桥类型车桥有两种分类方法，按悬架的结构不同分整体式车桥、断开式车桥。整体式车桥的中部是刚性实心或空心梁，适用非独立悬架，其车桥外壳为一刚性的整体，两端通过悬架与车架连接，如图中国人民大学出版社

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二、车轮定位的检测（一）车轮定位功用为了保证汽车直线行驶的稳定性和操纵的轻便性，减少轮胎和其他机件的磨损，转向轮、转向节和前轴三者与车架的安装应保持一定的相对位置关系，这种位置关系称为车轮定位。定位是指前后桥、车轮、转向部件和悬架部件之间角度关系的一个综合性名词。车辆的定位角度有：前束，轮胎外倾角、主销后倾角、主销内倾角、转向角、包容角、推进角、磨胎半径等，上述角度和尺寸取决于车辆所采用的悬架系统、行驶系统、驱动方式、以及转向方式等。通常说的车轮定位是指在空载状态下车轮的前束角、外倾角以及主销的内倾角和后倾角，在维修时一般调节的角度只有前束值。中国人民大学出版社

（二）车轮定位参数类型1.主销后倾角从汽车的侧面看，主销轴线与地面垂直线之间形成的夹角为主销后倾角，即指主销轴线向前或向后倾斜的角度，该角度称为主销前倾或后倾，向垂线后面倾斜的角度称为正后倾角，向前倾斜的角度称为负后倾角。通常汽车行驶过程中，主销后倾角应为正值。其主要作用是形成回正力矩，保证汽车直线行驶的稳定性，并能使汽车转向后回正操纵轻便。主销后倾角不宜过大，一般不超过2~3°，否则在转向时为了克服此力矩，驾驶员需要在转向盘上施加较大的力。中国人民大学出版社

2.主销内倾角在汽车正前方看，地面垂直线与主销轴线之间形成的夹角为主销内倾角，主要作用是使车轮在受外力偏离直线行驶时，前轮会在策略作用下自动回正。另外，主销内倾还可减少前轮传至转向机构上的冲击。该角度越大，前轮自动回正的作用也就越强烈，但转向时也越费力，轮胎磨损越大。反之，前轮自动回中作用越弱。主销内倾角常用范围5°~8°之间。主销内倾角如图中国人民大学出版社

3.前轮外倾角在汽车横向平面内，地面垂直线与前轮中心线之间形成的夹角为前轮外倾角。简单的说，从汽车正前方往后看，由前轮相对于地面的垂线形成的夹角，如果车轮相对垂直线是向外倾斜就是正外倾角，向内倾斜就是负外倾角，对应前轮正外倾和前轮负外倾。目前，大部分车辆都是负外倾角，其主要作用为定位、使轮胎磨损均匀、减轻轮毂外轴承的负荷等。前轮外倾角如图中国人民大学出版社

4.前轮前束两前轮从正前方位置向内或向外的偏转程度称为前轮前束，简单来说，从汽车的正上方往下看，车轮与车辆纵轴线的夹角，车轮为内八的状态是正前束，外八状态是负前束。其作用是为了消除在行驶中因前轮外倾而引起的不利影响，使转向轮直线滚动而无横向滑拖现象。前轮前束可以通过改变横拉杆的长度来调整，一般前束值为0~12mm。前轮前束如图中国人民大学出版社

三、车轮定位的调整（一）车轮定位仪的应用及操作规范车轮定位不仅影响车轮的磨损程度，同时还对操纵稳定性和行车安全产生进一步的影响。因此，除了平时经常检查车轮定位外，在车桥拆装后和轮胎发生异常磨损、车辆的操纵稳定性变坏时，必须检查和调整车轮定位。常用的检测设备是四轮定位仪。车轮定位仪分为激光非接触式动态测量和光传感器接触式动态测量两类。可测量前后轮车轮前束、车轮外倾角、主销内倾角、后倾角、推进角、车轮转向角等参数，并且自动打印测量结果。车轮定位仪主要由：定位仪主机及必要附件组成。定位仪主机由：机柜、电脑主机（含显示器、打印机）、相机、目标盘、通讯系统供电系统等部分组成。必要的附件由：方向盘固定器、刹车固定器、转角盘及夹具共四部分组成。要很好的完成定位调车工作用户还应自行配备必要的工具如：各种型号的开口扳手、梅花扳手、套筒、接杆、快速扳手、扭力杆、钳子、螺丝刀、气动扳手、拉杆球头拆装器、外倾角校正器以及各种型号的调整垫片和调整螺栓等。使用车轮定位仪时，要进行定位前车辆检查，一是需要检查悬挂装置、车轮轴承、转向系统等是否有不允许存在的间隙和损坏。二是一个车轿上的轮胎胎纹深度最多允差2mm。轮胎充气压力合乎规定。三是车辆装备为全装置重量，既车辆的重量应与其制造商规定的标准重量相匹配，包括车辆自身的重量以及标准装备的重量，但不包括额外载重或乘客的重量。常见车轮定位如图中国人民大学出版社

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以帝豪EV450为例，在实施车轮定位前，必须执行以下检查步骤，否则可能因定位不准确而导致新的故障出现。步骤一：检查轮胎充气是否异常，轮胎磨损是否异常；步骤二：检查车轮轴承是否松动；步骤三：检查下摆臂球头和转向横拉杆球头是否松动；步骤