捷达轿车前轮摆振故障检修方案设计毕业论文

目录
第一部分设计任务与调研................................................ - 1 - 第二部分设计说明...................................................... - 2 -
1.捷达轿车前轮摆振故障诊断理论分析........................ 错误!未定义书签。

2.设计方案 (4)
2.1捷达轿车前轮摆振故障现象及原因分析 (4)
2.1.1捷达轿车前轮摆振故障现象 (4)
2.1.2捷达轿车前轮摆振故障原因分析 (5)
2.2捷达轿车前轮摆振故障诊断方案 (8)
3.作品特点 (10)
第三部分设计成果 (11)
1.捷达轿车前轮摆振故障设计成果 (11)
1.1方案设计成果一 (11)
1.2方案设计成果二 (11)
第四部分结束语 (12)
第五部分致谢 (13)
第六部分参考文献 (14)
第一部分设计任务与调研
1、毕业设计的主要任务
（1）捷达轿车前轮结构组成、部件及电气元件总体布置及控制电路
（2）捷达轿车前轮摆振故障原因分析
（3）捷达轿车前轮摆振故障检修方案设计
2、设计的思路、方法
（1）通过检索相关专著、论文、轿车维修手册、培训材料。

（2）经过系统分析，针对故障与原因之间的一因多果和一果多因关系，对前轮摆振进行机理分析，归纳、整理，系统分析捷达轿车前轮摆振故障原因。

（3）进行现场实践，对捷达轿车进行实车研究，运用相关仪器设备进行检查、检测，验证故障分析诊断思路的逻辑性和有效性。

（4）开展方案设计，设计捷达轿车前轮摆振故障诊检修方案，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。

（5）应用检验法，结合捷达轿车前轮摆振故障维修实践进行检验，进一步修改完善设计，验证科学性与实用价值。

3、与本课题相关的资料
参考的书记如下：
[1]徐昭.高丽洁.汽车电气设备构造与维修[M].哈尔滨：工业大学出版社，2013.7
[2]于万海等.汽车电气设备原理与检修.北京：电子工业出版社,2005.5
[3]于振洲等.汽车修理与故障诊断.北京：科学出版社,1998.6
[4]张永波.汽车故障诊断技术[M].北京：北京邮电大学出版社，2013.2
[5]伍振铭.汽车电器系统检修[M].北京：北京理工大学出版社，2014.8
4、调研的目的和总结
通过调研运用所学专业知识训练分析问题与解决问题的能力。

经过本次设计锻炼检索资料、文字表达和计算机应用等能力以及开拓思维，培养应用技术领域创新能力。

全文具有真实、有效的专业信息，结合上汽大众4S店、汽车修理有关书籍以及技术人员获得的专业信息是非常具有实用性和探讨性的。

第二部分设计说明
1.捷达轿车前轮摆振故障诊断理论分析
汽车前轮摆振一般是指汽车在平直路面上行驶时，前轮以一定幅度和频率绕车轮主销持续振动的现象。

摆振现象广泛存在于各类车辆中，无论是合资车、自主品牌车以及进口车，还是前独立悬架和前非独立悬架汽车，甚至是铁路货车转向架、飞机起落架上都存在摆振现象。

转向轮摆振引起的振动通过转向系传递到方向盘，使得转向负荷增加，严重时会引起车辆的明显振动，加速轮胎磨损，降低零件使用寿命，这将使得汽车的乘坐舒适性、操控稳定性、驾驶安全性和燃油经济性变差，因此摆振对汽车是十分有害的，在设计和生产中应尽量避免。

前轮摆振是一个受多种因素影响下的动力学问题，国内外学者开展了许多研究工作，取得了一定有重要指导意义的研究成果。

由于前轮摆振系统复杂，影响摆振的非线性因素众多，相关理论分析还没有形成一个完善高效体系，在车辆设计、生产和维修中还不能还好地解决汽车摆振问题，因此本文在以往学者研究的基础上，制作了专门的摆振分析与评价软件平台，提高分析效率，系统全面的对不同车辆的摆振行为进行分析和评价。

由于汽车前轮在摆振时往往表现为非稳态状态，因此本文在考虑轮胎非稳态动态特性基础建上立了更为贴近轮胎实际运动状态的摆振分析三自由度和四自由度模型，并依托摆振软件平台进行动力学分析。

由于摆振对汽车操控稳定性、行驶安全性等多方面的危害，国内外相关学者很早便开始了相关研究工作，对摆振发生的机理进行了较为深入的研究。

文献中认为，车辆前轮摆振按照振动性质可以分为两种形式：自激振动和强迫振动，这两种形式的摆振各有各自的特点，其产生的机理也不同。

强迫振动一般发生在汽车高速行驶时，车轮具有到周期性激励源的输入，当激励源的频率与摆振的频率相同时就会出现共振。

由于车轮及其附属器件不平衡度的存在，比如车轮的不平衡质量，制动鼓的端面、径向摆差引起的不平衡等将会引起摆振系统发生强迫振动。

自激振动指的是车辆行驶在路况良好的路面上时，当车轮突然受到外界激励（随机激励，不一定是周期激励），车轮产生一定偏转角度，当车去激励后，车轮还将继续保持稳定摆动的摆振运动。

而且自激振动的频率和幅值与
外界偶然激励无关，由摆振系统本身的物理参数确定，因此车辆在发生自激摆振时，其振动的频率与车速并没有关联。

此外，有关学者从摆振发生的机理角度，将摆振划分为车轮主导型摆振、结构参数主导型摆振和间隙主导型摆振，并分别对其做了大量深入的研究工作。

车轮主导型摆振主要考虑轮胎力学特性与车轮主销运动形态之间的关系。

车轮主导型摆振主要分析由轮胎的力学特性、车轮定为参数和车轮不平衡质量等因素引起的摆振，其中建立准确的轮胎动力学模型是该类研究的关键。

影响汽车摆振的轮胎因素主要是轮胎的侧偏刚度、轮胎气压、端面摆差、径向摆差和不平衡质量等。

结构参数主导型摆振主要研究的是前轮定位参数以及转向系中杆系的刚度特性(横拉杆），悬置上整车的模态参数等对车辆摆振的影响。

间隙主导型摆振主要研究转向系所含间隙对前路摆振的影响。

由于制造工艺的误差，各运动副间隙总是会有间隙的存在，近年来关于间隙主导型摆振的研究也表明，间隙对车轮的摆振行为有重要的影响。

综上可以看出，虽然在几代学者的不断深入研究下，对汽车前轮摆振发生机理已经具有较为深入的认识，但还没有形成一个能对各类车辆发生摆振现象进行分析与评价的系统方法。

在生产设计以及维修中，我们总是希望能够高效准确地确定车辆是否发生摆振，影响摆振最关键的因素是哪些，发生摆振的部位在哪，如何调整参数进行避免等等，由于摆振研究的复杂性，大部分工程人员并不能花费大量的精力去进行摆振的分析研究工作，他们更需要的一种简单而高效的方法去分析和评价车辆的摆振现象。

2.设计方案
2.1捷达轿车前轮摆振故障现象及原因分析
2.1.1捷达轿车前轮摆振故障现象：
捷达轿车前轮摆振是指汽车以某一特定行驶速度或速度范围行时（运两前轮在水平平面内产生有规律的绕转向节主销的摆动，在垂直平面内产生有规律的上、下跳动。

轻度前轮摆振时前轮有小幅度摆动，转向盘也有小幅度的回转摆动，手有震麻感，中度前轮摆振时前轮行驶的轨迹呈现轻度弯曲的蛇形，转向盘有较明显的摆振，驾驶室有轻微的震感度前轮摆振时，轮重前作大幅度摇摆，前轮行驶的轨迹呈明显的蛇形曲线，转向盘做较大幅度的回转摆动，驾驶室左右两侧甚至会出现明显的此起彼伏的现象。

发生摆振时，转向轮以一定的频率和幅度左右摆动。

摆振现象是一个受多种因素影响的多体动力学问题。

前轮发生左右激烈摆动，会引起方向盘“弹手”（亦称筛糠）的症状，严重时驾驶员无法控制方向盘，这是汽车使用中的常见疑难故障之一。

摆振往往是当车辆行驶至一定速度时就开始，一般在中高速时出现较多，低速时较少。

前轮摆振是汽车常见故障之一，它降低汽车行驶的平顺性，影响行车安全和运输效率，加速轮胎和转向系统的磨损，严重影响汽车行驶平顺性，摆振会减少乘员的舒适性，增加司机的疲劳程度，并对整车行驶安全性和整车零件的寿命产生严重的负面影响，危及行车安全。

图1捷达轿车制动系统构造示意图
2.1.2捷达轿车前轮摆振故障原因分析：
轮胎不平衡
轮胎平衡（Wheel Balance）是指前轮定位中，对轮胎的检查项目之一，轮胎若不平衡，会造成车辆行驶时左右偏摆震荡上下跳动，方向盘摆振的现象，驾驶乘座极不舒适，必须配挂重铅块于钢圈的两侧，使之平衡。

当车轮转动时，不对称的质量可能会导致跳动或晃动，这可能会导致乘坐的干扰，通常是纵向和横向的振动。

它也可以导致在一个方向盘或整个车辆的摆动。

由于不平衡，乘坐起来就不舒适。

车辆悬架可以激发当处于不平衡力时的车轮速度达到一个点，其转动频率等于该悬浮液的谐振频率。

静态的平衡，可以由一个静态的平衡机测量，在轮胎被放置在其垂直轴线上的非旋转的主轴刀具。

靠重力向下偏转。

偏转的量就是不平衡的幅值。

偏转的角度就是不平衡的角度位置。

在轮胎的制造工厂中，静态平衡器通过使用安装到主轴组件的传感器进行操作。

在轮胎零售商店，静态的平衡器通常是非旋转气泡平衡器，通过中心处气泡的充油玻璃瞄准压力表的幅度和角度观察到的不平衡，他们已经在很大程度上取代了大型的机器。

动平衡是指轮胎转动时力所产生的非对称的重量分布，通常是在一个较高的速度时出现。

在轮胎工厂中，被安装在轮胎和车轮的平衡机测试车轮，该组件被加速到300RPM或更高的速度，并随着轮胎旋转传感器进行测量力的不平衡。

车轮的内侧和外侧的平面，这些力被分解成静态和力偶值相比，不平衡公差（是允许的最大的制造限制）。

如果轮胎没有被选中，它有可能摇晃和变现不佳。

在轮胎的零售商店，检查轮胎/车轮组件旋上平衡器，它决定的不平衡量和角度。

动态平衡比静平衡更好（更全面）。

悬架、转动系间隙大
检查项目：转向节主销或独立悬挂系统、轴承间隙、横直拉杆球头、前轮定位及轮胎气压、然后重点检查前轮是否平衡。

前束过大，使前轮平面不平行度过大，导致车轮行驶时极难稳定，出现振动和摇摆，使之转向不稳，应重新按规范调整前束。

前轮毂轴承紧固不到位（或损坏），使前轮轴向及径向间隙增大，导致车轮跳动及摆振加剧，造成车轮不稳定，此时应调整轮毂轴承预紧度或更换轴承。

万向盘游动间隙过大（自由转角超过300）时，车辆行驶中会感到“方向发飘”，此时应首先检查方向盘、紧固螺栓及配合花键有无松动现象，必要时拆检转向器内部机件，查明其故障原因。

前轴弯曲变形，横直扭杆球头销与球头座磨损松旷及紧固螺钉松脱，转向节主销（立轴）与衬套磨损松旷，超过使用极限、配合间隙过大，也会引起前轮摆振，需按规范予以检修调整。

前钢板弹簧左右高低不一，左右弹性不均，骑马螺栓松动、前钢板弹簧销松旷，减振器失效等，均使前轮振动无法迅速衰减，导致前轮振动加剧，使之转向
不稳，应逐项检修，必要时更换损坏部件。

车轮总成不平衡、前轮胎内侧增加了胎垫或轮辆（钢圈）加过焊，均使车轮产生离心力。

此离心力的方向随车轮的转动而变化，导致车轮上下跳动和左右摇摆，继而通过转向机构传至方向盘使其抖动。

车速越高，此现象越明显。

此时应重新对转向前轮进行动平衡试验，合格后才能装车使用。

转向器啮合传动副过度磨损，使啮合间隙加大，转向前轮的约束力下降，导致车轮摇摆使汽车转向不稳，转向器固定螺丝松动，使转向器晃动，车轮所受约束下降，致使车轮跳动，摇摆加剧。

此时，应紧固转向器固定螺栓，或更换过度磨损的机件。

大部分轿车前轮采用独立悬架，取消了转向节主销及套，其悬架衬套及球头销等一般不易松旷，横直拉杆球头也很少松旷，因此一般不会引起前轮发摆。

根据实践经验，这种故障大都在行驶1万公里以后发生，而且极少是因转向拉杆球头销或悬架松旷造成的，多是前轮平衡不好所致。

车轮在使用中，由于变形、磨损或更换零配件，会打乱了原来的配合，在修理过程中的堆焊、镗销等也会使车轮失去平衡，致使前轮发摆。

图2捷达轿车前轮构造示意图
2.2捷达轿车前轮摆振故障诊断方案
路试
当驾驶员反映前轮发摆时，可进行路试。

路试时，一个人站在公路边观察从300-500米以远的方向开来的车，看看是哪个车轮摆得厉害。

停车检查
用千斤顶顶起前轮查找不平衡点。

检查时最好让发动机怠速运转，用发动机的振动来确定车轮的较重部位。

具体做法是，用手将转动灵活的车轮转动2-3转，等车轮停止转动后，用粉笔做记号记住下边较重的部位。

连续做3次试验，每次都做记号，观察记号是否都停在一个部位。

假如每次最低位置的记号都一样，说明该点是不平衡点，或称为偏重的方位，车轮处于静不平衡状态。

假如车轮每次自然停止时，粉笔的记号位置都不一样，而且将该记号无论转到哪里，用手停住车轮后，车辆就能稳妥的停在那里，这时车轮处于静平衡状态。

对于处于静不平衡状态的车轮在高速旋转时，会产生很大离心力，从而引起车轮周期性的跳动，这就是摆振。

若轮胎无问题时，则应检查轮毂和制动鼓（或制动盘），检查方法与检查轮胎相同，不过应松开制动，拆下轮胎，不得有发卡现象，在制动鼓（盘）转动灵活时再进行检查。

对制动鼓（盘）不可轻视，因其薄厚不一，同样可以造成车辆摆振。

处理措施
当认定某个前轮有不平衡问题时，属于轮胎问题应进行换位，然后路试。

不属于轮胎问题，则应检查制动鼓或轮毂，前驱动轿车应检查制动盘或前半轴。

对静不平衡的轮胎的平衡调整，可采取粘结平衡块的方法确定它是否达到平衡：将较重部分转到轮胎中心的水平线上，观察轮胎是否静止，若静止，将重部位放在另一面再做试验，若仍静止，表示车轮已经平衡。

不平衡的轮胎装在后轮一般不会出什么问题。

图3捷达轿车前轮摆振故障诊断流程图
3.作品特点
本文通过对捷达轿车前轮的组成结构、工作原理以及前轮摆振的故障诊断与排除进行了详细叙述，全方位的剖析和解说前轮摆振的原因，使汽车相关人士能够了解前轮摆振甚至学会如何保养以及排除常见故障。

第三部分设计成果
1.捷达轿车前轮摆振故障设计成果
1.1方案设计成果一
根据设计的方案实践诊断捷达轿车前轮摆振，并排除故障。

（1）故障现象
一辆捷达1.4手动挡汽车在时速达到120公里时方向盘轻微抖动。

（2）故障分析诊断与排除
首先询问车主在车速在120公里以上或以下时方向盘是否抖动，如果汽车在时速超过120公里或低于120公里时方向盘比较平稳，则是由于前轮动不平衡引起的，由于方向盘是轻微抖动，所以不平衡量也不大，精度要求比较高，建议车主到4S 店做车轮动平衡或到专业做车轮动平衡的地方去做。

如果方向盘随着车速的提高抖动的越来越厉害，并且整个车也跟着抖动起来，首先要看该车前轮是否变形，轮胎磨损情况，一般更换轮胎就会得到解决问题。

对于后驱动的汽车，传动轴十字轴有矿量也是主要原因之一。

1.2方案设计成果二
（1）故障现象
一辆捷达1.6在行驶到4万到5万公里时，出现刹车方向盘抖动。

（2）故障分析诊断与排除
对于4万到5万公里的汽车，在刹车时方向盘抖动的原因有：刹车盘于刹车片之间摩擦的不平。

刹车盘锈蚀部分被摩擦后不平。

刹车盘高温时遇水变形。

刹车盘材质软。

刹车盘与刹车片之间有小石子进入导致刹车盘磨损不平。

对于这种现象，车主可以到4S店做光盘处理或直接更换刹车盘。

第四部分结束语
本文将基础理论与实际案例结合，并以捷达轿车前轮摆振故障为例，详细解说捷达轿车前轮摆振故障的的诊断与排除方法，使人更加明白捷达轿车前轮的功用、特点结构与原理。

综上所述，除去故障因素，即使各方面技术状况非常完好的汽车，由于受道路条件和汽车本身动力学特性的影响，依然存在汽车前轮摆振现象。

前轮摆振现象只能逐步改善，理论上是无法消除的。

因此，任何汽车都存在摆振现象，只是摆振程度轻重不同而已。

前轮摆振现象是一种汽车内部故障、动力学特性和外界影响综合作用的结果，反应了汽车的整车稳定性能。

通过本次的毕业设计，我学到了很多的知识，使我把理论与实践从真正意义上相结合起来；考验了我借助互联网络搜集、查阅相关文献资料，和组织材料的综合能力；更培养了我独立工作与思考的能力，激发了我的创新意识。

使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功的喜悦。

虽然这个设计还不是很完善，但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富，是我终身受益。

在此我也认识到自己原来知识还比较欠缺，自己要学习的东西还很多，让我更加的确信知识的学习是不断收集和积累的过程，也使我明白要对以前学过的知识温故知新。

在以后的工作、生活中都应该不断地学习，努力提高自己的知识和综合
素质。

第五部分致谢
首先，我要感谢在本论文的写作过程中，我的指导老师倾注了大量的心血，从选题到开题报告，从写作提纲，到一遍又一遍地指出每稿中的具体问题，严格把关，循循善诱，在此我表示衷心感谢。

在这次的毕业设计中本人学会了很多课外的专业知识，虽然还没有琢磨地很透彻，但相比以前，已经有了很大的改进。

对我来说是一个将所学知识从书本运用到实际操作的初次体验。

当然在完成这些的过程中我也遇到了很多问题，但是有了老师和同学的鼓励与帮助，本人遇到的难题都一一解决了，此外也少不了对网上工具的合理利用，如对百度搜索引擎的使用，在本人作品中很多都是通过百度上学到的，能够学以致用都要靠辛勤的老师，能及时完成毕业设计及说明书还要感谢指导老师的督促、指导与鼓励，让本人能及时改正错误，解决难题，还要感谢一些热心鼓励本人的同学们，谢谢你们！
第六部分参考文献
[1]徐昭.高丽洁.汽车电气设备构造与维修[M].哈尔滨：工业大学出版社，2013.7
[2]于万海等.汽车电气设备原理与检修.北京：电子工业出版社,2005.5
[3]于振洲等.汽车修理与故障诊断.北京：科学出版社,1998.6
[4]张永波.汽车故障诊断技术[M].北京：北京邮电大学出版社，2013.2
[5]伍振铭.汽车电器系统检修[M].北京：北京理工大学出版社，2014.8。