某4×2载货车前轮啃胎问题解决方案

史为成

摘 要：对某4×2载货车前轮啃胎故障模式的详细调查，确定车辆前轮啃胎的主要故障模式，通过FTA分析方法识别出故障模式的影响因素，通过数据采集对比分析、CAE分析等方法确定故障模式的主要影响因素，并确定故障原因。对故障车辆进行针对性结构改进并进行路试试验验证。解决了前轮啃胎问题。

关键词：载货车;啃胎;改进方案;验证

中图分类号：U462.1  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2020）10-163-03

The Solution of a 4×2 Truck Front Wheel Flat Tire Problem

Shi Weicheng

（ Anhui Jianghuai Automobile Group Co.， Ltd.， Anhui Hefei 230601 ）

Abstract： Detailed investigation of the tire failure modes of the front wheels of a 4×2 truck， determine the main failure modes of the tires of the front wheels of the vehicle， identify the influencing factors of the failure mode by FTA analysis， and analyze the data through comparison and CAE The method determines the main influencing factors of the failure mode and determines the cause of the failure. Make targeted structural improvements to the faulty vehicles and conduct road test verification. Solved the problem of front tires.

Keywords： Truck; Flat tire; improve proposals; verification

CLC NO.： U462.1  Document Code： A  Article ID： 1671-7988（2020）10-163-03

1 前言

汽车轮胎是车辆的重要组成部分，直接关系到汽车的使用性能和行驶安全，在行驶过程中，轮胎的磨损是不可避免的，其磨损与很多因素有关。轮胎的磨损有自然磨损和异常磨损，轮胎的异常磨损是指正常轮胎在行驶过程中所发生的磨损速度加快，胎面形状出现异常的状态。轮胎的异常磨损会大大缩短轮胎的使用寿命，导致车辆在使用过程中存在安全隐患。

2 前轮啃胎故障模式调查

共完成3批次市场啃胎故障调查，共预约客户车辆24，收集并测量有效市场故障车辆24，分别涉及安徽、河南及浙江载货车集中区域。

经调查故障模式主要以转向轮轮胎外侧磨损为主，具体如下图1、图2及表1：

通过以上市场调查数据可以得出以下两点结论：

（1）啃胎故障车辆主要故障模式为转向轮外侧磨损;

（2）轉向轮波纹状磨损是次要故障模式。

3 原因分析

运用FTA树图分析，将导致啃胎偏磨故障影响因素进行识别：共计识别如下13个末端因素。

通过检查分析，识别出车辆前束值过大、外倾角过大及阿克曼定律符合性较差为导致该车型导向轮外侧磨损的主要原因。

分析过程如下：

3.1 前束值过大问题调查分析

对以上调查的24台车辆进行前轮定位参数的检测，有效数据24辆，部分车辆存在前束值超标的问题，具体检测结果如表2。

检测结论：在以上测量的24台故障车辆中，有21台前束值超标，其中前束值偏大的20台，前束值偏小的1台。可以看出前束值偏大是导致该车型导向轮外侧异常磨损的主要原因。

3.2 外倾角过大问题调查分析

3.2.1 理论分析

根据车辆实际使用情况，分别对4×2载货车、 6×2载货车前桥工字梁进行加载CAE分析，分析前轮外倾角加载前后外倾角变化情况。理论分析结果见下表3：

分析结论：根据车辆实际使用载荷进行分析，车辆满载情况下，前桥工字梁变形均小于0.5°。

3.2.2 加载测量

现场随机对一台4×2载货车3.5t前桥进行进行加载，加载前后前桥外倾角变化情况如下表4：

根据以上测量结果可以看出车辆满载时，外倾角有减小的趋势，但减小角度均小于30'。

3.2.3 小结

根据以上竞品对比、理论分析及实际测量结果可以得出如下结论：

（1）根据车辆实际使用工况对工字梁加载，CAE理论分析，外倾角变化均小于0.5°;

（2）空载到满载，外倾角最大减小14.5'

综上分析，外倾角过大是导致转向轮轮胎外侧磨损严重的主要原因。

3.3 阿克曼定律符合性调查分析

理论校核结果如下：

对车辆前桥转向梯形机构进行校核，排查发现该车型前桥匹配在4×2载货车中中转向梯形角差值偏大。

通过运动分析软件，模拟不同轴距下前桥左右轮胎的转角关系，得出左右两侧实际的转角运动关系。将得出的轮胎转角关系与理论计算值进行对比，得出转角的理论值与实际值的差值。结果如下表5所示。

通过以上分析，阿克曼定律符合性较差是导致导向轮外侧异常磨损的主要因素。

4 整改措施制定

4.1 前束值过大问题整改

4.1.1 对该车型100%进行四轮定位

对前束不合格产品进行调整，保证出厂产品前束值符合标准要求。

4.1.2 编制四轮定位设备校准规范

按校准规范中规定的周期和校准方法对设备定期进行校准，保证出厂车辆前束值的准确。

4.1.3 產品使用说明书中增加维护保养要求

指导用户每10000公里必须检查一次前束值是否在规定的范围内。若不在，进行调整。前轮前束值：B-A=（0～3）

mm（子午胎）。

4.2 前束值过大问题整改

外倾角由1°调整为0.5°，同时对3台故障车辆更换验证情况：

（1）使用里程5万Km ;（2）与客户服务部现场共同确认：直观感觉未见蹭边、异常磨损情况;（3）客户评价整改车辆无啃胎，未整改车辆啃胎严重。客户已更换备胎。

4.3 前桥阿克曼角优化

对现有4×2载货车3.5t前桥横拉杆进行加长50mm，其余状态不变。优化改进后效果如下表6。

5 样车装车及试验验证

在以上整改措施实施后，进行了批量装车市场使用验证，平均车辆验证行驶里程长达5万公里，市场验证效果验证效果良好，达到预期整改效果。表7为验证结果。

6 结语

本文根据某4×2载货车啃胎故障实际现场调查，确定主要啃胎的故障模式，借助FTA分析方法确定问题产地的主要原因。过程中运用CAE及运动仿真分析等辅助工具对轮胎外侧磨损产生的原因进行分析。针对故障产生的主要原因，制定出对应的优化改进方案，使出厂车辆保证各项参数的准确定。本文所整改后的车辆已通过市场验证，整改效果良好。其所涉及的内容对类似啃胎问题的解决具有一定的借鉴作用。

参考文献

[1] 陈家瑞.汽车构造[下].人民交通出版社，2002.

[2] 王望予.汽车设计.机械工业出版社，2004.

[3] 杨玉林，程雨梅.汽车四轮定位的作用及对行驶性能影响的分析.长春大学学报，2009.

[4] 宗召波.汽车前胎偏磨的研究及其解决方法.中国高新技术企业， 2009.