某款9米燃气客车制动跑偏分析及改进

丁 理, 李亚妮

(安徽安凯汽车股份有限公司， 合肥 230051)

车辆在行驶过程中，由于各种原因，需要频繁地使用行车制动系。制动跑偏是指车辆制动时与路面无横向相对滑动，却偏离原来的行驶方向，自动地向左或向右行驶，驾驶员无法控制方向[1-2]。制动跑偏若不及时排除，将严重影响行车安全[3-4]。车辆制动跑偏的原因有很多，下面以我公司一款9 m燃气客车为例，详细介绍该问题的故障现象，逐条分析故障产生的原因，并提出对应的解决方案。

1 故障现象及原因分析

按照GB 7258-2012中要求：客车以30 km/h的初速度制动，车辆任何部位(不计入车宽的部分除外)不得超出3.0 m宽的试验通道[5]。车辆试验时初始在车道的中间行驶，车身宽度为2.5 m，则车辆的跑偏量为(3-2.5)/2=0.25 m，该车路试时，在以初速度30 km/h制动时跑偏，距离车辆中心线跑偏距离最大为0.6 m，不满足标准要求。按照GB 12676-2014中要求：汽车以初速度60 km/h进行紧急制动，车辆任何部位(不计入车宽的部分除外)不得超出3.7 m宽的试验通道[6]。车辆试验时初始在车道的中间行驶，车身宽度为2.5 m，则车辆的跑偏量为(3.7-2.5)/2=0.6 m，该车在以初速度60 km/h制动时跑偏严重，距离车辆中心线跑偏距离最大为1.2 m,而且存在车辆制动点头厉害，方向盘忽左忽右的现象，故此车不满足标准要求。

汽车在制动过程中，如果同轴上左右制动器产生的制动力大小不等或同一时间内制动力增长量的快慢不一致，必然造成制动跑偏[7]。查阅相关资料，综合国内外专家在制动跑偏方面的研究结果和结合车辆的实际情况，采用鱼骨图进行原因分析，如图1所示[8]。

图1 制动跑偏因素鱼骨图

2 改进措施

针对上面4个影响制动跑偏的因素，可以采用不同的方法进行排除。

2.1 四轮定位问题

样车经过四轮检测线检测，结果如表1中“/”前的数据。前桥定位的作用是保证汽车行驶的稳定性，其参数的变化必然引起汽车跑偏、侧滑[9]。该问题属于装配调整方面的问题，经过检查该车的悬挂与车架的连接，通过调整导向臂的安装尺寸，重新做四轮定位，结果如表1“/”后的数据，通过装配调整，满足设计要求。

表1 样车的四轮定位改进前/后主要参数值

2.2 左右制动力不等问题

样车经过制动力检测线测试，结果如表2中“/”前的数据。 由于制动器制动蹄片间隙大小不等，左右制动器摩擦片材料不同、厚薄不均、摩擦系数不同等，都会对制动力大小产生影响[8]。根据GB 7258-2012对制动力平衡率要求，制动力平衡率要求≤10%，本车后轴的左右制动力平衡率明显不满足标准要求，将后桥右后制动器进行更换，结果如表2中“/”后的数据，更换后的制动器制动力平衡率满足要求。

表2 样车的制动力检测改进前/后结果

2.3 左右载荷不等问题

经过调整部分部件的安装位置，使得前后轴左右轴荷基本相同。 经过装调后的车辆重新路试，车辆制动时仍跑偏，在50 km/h时，跑偏距离最大为1 m。在原来基础上有改善，但达不到国家标准要求。而且悬挂制动点头厉害，方向盘忽左忽右的现象仍未改善。因此装调问题应该不是产生制动跑偏的主要因素；转向系和前悬挂系统不匹配的问题，才是造成制动跑偏的主要因素。

2.4 转向系和前悬挂不匹配问题

2.4.1 转向系的改进

转向系统的运动副较多，当车辆运行一段里程后，运动副很容易产生松旷，转向轮的自由转角超出允许范围，在制动时就会因转向轮摆动而跑偏。合理地减少运动副，也是避免制动跑偏的一个方法。该车采用的是方向机立式安装，方向机垂臂至前桥转向节臂由两根拉杆总成组成，中间带过度臂，如图2所示。

图2 转向系布置图

经过转向系校核，转向拉杆可以进行优化，于是将前后两根拉杆合并成一根拉杆总成，如图3所示。

图3 改进后的转向系布置图

调整结束后，经过路试，制动跑偏现象有改善，在50 km/h时不跑偏，方向盘忽左忽右的现象解决；在60 km/h时仍跑偏，跑偏距离为0.9 m，制动点头问题仍然存在。

2.4.2 前悬挂结构的改进

此次采用导向臂加横推力杆结构，如图4所示。

图4 样车的悬挂布置图

悬架系统的导向杆(臂)或平衡杆变形，也会导致车辆跑偏[10]。该车的导向臂由两片钢板弹簧组成。当确定纵臂和车身机桥壳连接处的纵向作用力时，应利用作用在车轮和路面接触点的垂直力和纵向力。此时，把车桥、车轮与纵臂作为一个整体来研究。单纵臂式前悬架纵向跳动示意图如图5所示。在车辆制动时，悬挂由于重量转移造成纵向力发生变化，引起悬架变形而纵倾。为了获得良好的平顺性，最初悬挂的刚度设计偏软一些，钢板弹簧的刚度相应的也比较小。钢板弹簧受力变形较大，因此该悬挂纵向抗倾能力较差，造成车辆制动点头。

图5 单纵臂式前悬架纵向跳动示意图

经与悬挂厂家协商，将悬挂的结构进行改进，增大悬挂的刚度。将钢板弹簧安装改为纵向安装，气囊的刚度也相应加大，以此增大悬挂系统的纵向抗倾能力，抑制制动点头。改进后的悬挂如图6 所示。

图6 改进后的悬挂布置图

经过3次路试，结果如表3所示。

要求车速下的制动跑偏距离完全达到标准要求，在整个运行过程中，车辆的制动点头现象也解决了。车辆的问题全部解决。

表3 制动跑偏距离测试结果

3 结束语

造成制动跑偏的原因很多，既有装调方面的原因，也有设计方面的原因。本文通过故障现象分析产生问题的因素，然后用排除法进行现场验证，最终找到产生问题的关键因素。此次导致制动跑偏的主要因素为转向系统与悬挂系统不匹配，通过改进设计，问题得到解决，同时为后续解决类似问题提供参考。

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[2] 武清爽.浅析汽车制动跑偏[J].交通与运输,2009，25(4):62-63.

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[5] 公安部道路交通管理标准化技术委员会.机动车运行安全技术条件:GB 7258-2012[S].北京：中国标准出版社，2012：40.

[6] 全国汽车标准化技术委员会.商用车辆和挂车制动系统技术要求及试验方法: GB 12676-2014[S].北京：中国标准出版社，2014：23.

[7] 张永辉, 仇建华.汽车制动跑偏原因分析及故障诊断[J].西安航空学院学报, 2011, 29(3):39-40.

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