整车制造过程影响车辆跑偏的主要因素及控制

高昆山

摘要：汽车操纵稳定性是汽车系统研究中最重要的性能之一，跑偏会给行驶带来很大的影响。车辆生产制造和装配调整过程中，不可避免的会存在一定误差，因此找出跑偏影响的因素和对过程的控制具有很大的意义。本文介绍了四轮定位的参数，研究了影响车辆跑偏的因素，并从四轮定位、零件尺寸和安装调整等方面，探讨整车生产过程中的产生跑偏的原因，并提出优化措施，使批量制造车辆的稳定性满足要求。

关键词：跑偏;四轮定位;优化

中图分类号：U466 文献标识码：B

0引言

汽车行驶跑偏是指汽车在正常直线行驶时，驾驶员将方向盘自由地置于中间位置，而汽车行驶方向总是有规则地向右或向左偏离汽车纵轴线方向的现象。车辆的跑偏存在诸多隐患，不仅增加驾驶员的操作难度，造成驾驶员疲劳，还会使转向沉重，加快零部件和轮胎的磨损，长期跑偏会影响转向和制动时的安全性。

引起汽车行驶跑偏的原因有很多，包括四轮定位参数设置、车身尺寸的偏差、行走系或转向系零部件的尺寸偏差和变形以及装配过程的波动等。因此需要在车辆的制造过程中加以控制。

1定位参数对跑偏的影响

在汽车的制造过程中，对于车辆操纵稳定性的控制主要是通过相关定位参数来实现。四轮定位参数准确与否，能够直接影响到车辆的行驶稳定性。

前轮外倾角和前束值不匹配会导致到前轮侧滑和异常磨耗。后倾角、前束值偏差则会影响到前轮的摆振。左右外倾角影响着车轮向两侧滚动的效应。而当左右主销后倾角和内倾角不等时，行驶过程两侧车轮产生的回正力矩和受到的侧向力就不等。

在四轮参数满足设计值的情况下，两轮的前轮前束角之差超过10′、车轮外倾角之差超过30′、主销内倾之差超过30′以及主销后倾主销内倾之差超过1°，都会引起车辆跑偏。

2制造过程影响车辆跑偏的因素

对于承载式车身车辆，底盘各个零部件装配在下车体总成上。而对车辆行驶稳定性影响最直接的就是悬架系统，它与下车体连接的安装位置主要就是副车架的安装点和减振器的安装点。

在車辆制造过程中，车身定位孔的偏差、行驶系统零件关键定位尺寸的偏差、底盘与车身的合装、测试调整的设备以及测量的方法，都会对车辆行驶的稳定性有着很大的影响14J。

2.1车身相关安装和定位孔的尺寸

2.1.1副车架与车身连接的螺纹孔

前悬架与车身定位孔、安装孔配合尺寸的超差会导致前悬架总体的偏移，从而导致匹配尺寸超差。根据数据分析，当车身孔位偏差1.0 mm时，装车后对前束、外倾角的影响将达到10'左右。装配孔位的X向和Y向尺寸将影响到前束和外倾角，而车身底板上副车架安装位置的Z向尺寸落差也会对四轮定位会产生影响。

有分析表明，对前束角敏感性最大的就是下摆臂前铰点和下摆臂后铰点的Y向偏差。对前轮外倾角敏感性最大的是悬架顶部球铰中心和下摆臂前铰点的Y向偏差。

2.1.2前后减振器安装孔

减振器与车身连接的安装孔位置直接决定了主销后倾角。当减振器焊接定位工装磨损时，夹具的夹紧过程中零件晃动，就可能导致相关定位尺寸超差，从而导致四轮定位角度产生变化。

2.3工装设备的影响

2.3.1底盘托架小车

装配车间底盘托架小车主要用作底盘零件的定位和预装，在底盘与车身合装时，保证位置的准确。由于小车的使用寿命有限，相关的安装定位销容易产生磨损和松动，从而影响了定位的精度。

如副车架与车身的定位孔尺寸为15.0mm，而底盘小车的定位销尺寸为12.5mm，副车架与车身装配时按极限情况，两零件同时偏2.5mm，定位孔的尺寸偏差就达5.0mm。这将会导致1/3的孔被遮盖，极大影响到副车架和车身定位孔定位的精度，从而使得整体匹配尺寸超差太大（图1）。

2.3.2方向盘对中设备

为了保证方向盘与转向机构的对中一致，在安装方向盘前要找到转向管柱上的装配定位点。对中的过程是使用方向盘对中设备将转向柱旋转到转向器限位块，并加载一定扭矩值;然后转动到另一限位块，并加载同样的扭矩值。设备根据整个转动角度计算，然后在转向柱上设定准星（图2）。如果扭矩值设置不合理，波动较大，转向柱无法到达终止挡，将导致准星设置不正确。

2.3.3四轮定位及调整

四轮定位设备的测量精度和一致性保证是整车定位参数检测的基础。但在产量高，设备使用频率高的情况下，设备机械结构和校验器具的磨损以及参数的维护都会对车辆调整参数的准确性带来一定的影响。

3制造过程对于影响因素的控制

针对上述对制造过程中对跑偏产生误差因素的分析，需采取相应的措施加以控制，使得批量制造过程中的相关参数和角度满足参数要求。

3.1车身尺寸控制

影响车身定位和安装孔尺寸偏差的因素很多，包括冲压件单件尺寸偏差、装配后尺寸偏差、焊接变形和工装夹具和过程偶发因素等。所以车身生产过程中对跑偏的控制，首先要保证与相关单件的尺寸，对涉及到前后桥、减振器和转向机等连接的关键零件，进行批量控制，保证功能尺寸的X向、Y向均在公差范围，避免单个零件的超差或积累的误差对四轮定位的角度产生影响。

同时，也需要对焊接后的分总成、总成进行日常监控测量，保证Inline的覆盖和提高三坐标的测量频次，才能做好尺寸的预警和快速诊断关键点的位置变化监控。在尺寸出现偏差后，能及时对相关焊接夹具进行维护和优化调整。

3.2装配过程控制

针对底盘托架小车的磨损及定位销松动可能带来的装配误差，需定期进行点检和保养。还要对检具样架和底盘小车进行标定，保证底盘与车身合拢时的精度，减少定位误差，从而保证装配的尺寸。另外，针对方向盘安装可能出现的偏差，可以通过后续前束调整来纠正，但也是造成跑偏的潜在隐患。所以车间装配过程需要确保方向盘调整端正，出厂前加强方向盘端正检查。

3.3四轮定位设备

目前，整车厂商大多采用非接触式3D激光四轮定位台，它的测量速度更快，数据更为精准。针对设备日常使用带来的机械磨损和其他因素的干扰，需要对检测平台做如下定期检查：运动部件有无磨损;实际情况与设定的轴距是否一致;激光板固定螺栓是否松动;激光头相机镜片是否干净;定位参数零点是否偏移。

涉及到调整、维修、更换配件等操作时，必须对更改变化点做好跟踪记录和备份。通过SPC分析变化点前后的数据样本，对比过程能力和不合格比例，来对结果进行验证，保证设备的准确性和一致性。

4结束语

本文针对主机厂车辆制造过程中影响定位参数的因素进行了探讨研究，有针对性地提出了控制的方案和工艺，为整车厂商对于批量车辆的跑偏控制和分析提供了一定的方向。