汽車輪轂軸承工作原理及異響問題探究

2017-05-16

梁(liáng)培根 劉世(shì)傑
(長城汽車股份有限(xiàn)公司)
  隨著顧客對汽車舒適性要求的提高,汽車異響問題越來越多的受到人們(men)抱怨。如何從眾多噪音(yīn)源(yuán)中快速鎖定異響源頭、排(pái)除異響故障成為汽(qì)車維修的重要問題。其中,輪轂軸承(chéng)作為汽車承(chéng)載和行駛的(de)關鍵零部(bù)件,其具有一(yī)定的使用壽命,一旦(dàn)發生故(gù)障,便會產生令人心煩的異響,輪轂軸承(chéng)異(yì)響故障也是售後維修中常見的故障。本(běn)文從輪轂軸承工作原理及其異響特(tè)點出(chū)發,為輪轂(gū)軸承異響故障的(de)快速診斷提供(gòng)方法,可作為(wéi)輪轂軸承(chéng)異響故障診斷的參考(kǎo)。
  一、輪轂軸承工作原理
  輪轂軸承按結構形式分(fèn)為一代、二代(dài)、三代輪轂(gū)軸承。一代輪轂軸承主要由內圈、外圈、鋼球、保持架組成,其工作原理見圖1所示。一代、二代及(jí)三代輪載軸承的工作(zuò)原理與普通軸承類似,都是利用鋼球在內圈(quān)、外圈或者法蘭滾道中(zhōng)的滾動,承載並相對旋轉,從而使汽車行駛。
  二(èr)、輪轂軸承異響
  1.輪轂軸承異響特點
  根據輪轂軸承工作原理及受力特點,其(qí)異響有3個重要特(tè)點:①輪轂軸承與車輪一起(qǐ)旋轉,異響頻(pín)率與車(chē)輪轉速成正比。隨著車速增加,輪轂軸承異響連續變強,一般不會出(chū)現僅在某(mǒu)一較窄車速段異響的情況。②輪轂軸承異響強度與其承受(shòu)的載荷成(chéng)正比。在汽車轉彎時,輪(lún)轂軸承承受(shòu)較大的載荷,異響(xiǎng)較為(wéi)明顯。③輪轂軸承異響(xiǎng)很容易與輪胎、發動機、變速器、傳動軸、萬向節等傳動係統的異響相(xiàng)混(hún)淆(xiáo)。
  2.輪轂軸(zhóu)承異響表現形式
  輪(lún)轂軸承主要的異響表現形式有如下3種:
  (1)嗡嗡聲
  輪轂軸承(chéng)內(nèi)部滾道存在磨損、剝落、壓痕等(děng)缺陷(xiàn),或(huò)者軸承鬆曠時,會持續產生(shēng)“咕嚕”、“嗡嗡”的異響。隨著車速(sù)的提高,周期性的咕(gū)嚕聲逐漸轉變為嗡嗡聲(shēng),高(gāo)速行駛時,Z終逐漸轉變為高頻的呼嘯聲(shēng)。
  (2)吱吱(zī)聲
  輪轂軸承密(mì)封失效,內部潤滑油(yóu)脂量不足時,油(yóu)脂無法在溝道(dào)及鋼球表麵形成油膜,導致溝道與鋼球表麵接觸(chù)摩擦,產生尖銳(ruì)的吱吱聲。
  (3)咯瞪聲
  軸承內(nèi)部(bù)鋼(gāng)球表麵存在磕碰(pèng)傷、鋼球碎裂、軸承內部存在堅硬異物時,行(háng)車過(guò)程中鋼球碾壓滾道異常部位,產生“咯瞪”異響。
  三、輪轂軸承異響診斷
  1.準備工作
  收集顧客反饋異(yì)響發生時的汽車狀態,包(bāo)括:行駛(shǐ)裏程、路麵條(tiáo)件、發(fā)動機(jī)轉速、擋位、車速、行駛工況、轉(zhuǎn)向、製動(dòng)、異響特點等信息,然(rán)後與顧客一起重現異響故障。
  檢查汽車狀態是否正常(cháng),①確認(rèn)輪胎氣壓為標準氣(qì)壓(yā),輪胎無(wú)異常磨損,花紋內無較大(dà)異物。由於輪胎嚴重磨損後會產生異響,幹擾輪轂軸承(chéng)異響故障診斷過程(chéng),必要時需更換輪胎再進行診(zhěn)斷。②確認製動盤通風孔內無異物(wù),汽車所載(zǎi)貨物牢固固定,不產生異響。
  輪(lún)轂(gū)軸承異響診斷可以讓車輪在舉升機上空(kōng)轉運行,也可以進行實車路試。汽車舉升運行可(kě)以排除路麵噪聲的(de)幹擾,在周圍環境無較高水平的(de)噪音時,很容(róng)易診斷輪(lún)轂(gū)軸承是否異響四。但對於在從動輪的輪轂軸承隻能進行實車路試,無法在舉升機上空轉(zhuǎn)運行;而輪轂軸承在驅動(dòng)輪上時,既可以進行舉升機空轉,又可以進行實車路試。
  實車路試時(shí)應(yīng)優先選擇出現異響時的道路條件,同時周圍環境的風速及背景噪音(yīn)應較低,且無較大的聲音反射物。
  2.舉升檢查(chá)
  首(shǒu)先按照維修手冊裏的力矩要求擰緊車輪螺栓,保證車輪處於正常緊固(gù)狀態,將汽車在(zài)舉升機(jī)上舉升,保持車身水平、汽(qì)車穩固(gù),然(rán)後按如下方法初步檢查輪轂軸承狀態。
  (1)將汽車舉升至離地麵約15cm處,用手轉動輪胎(對於驅動輪輪胎,需掛空擋(dǎng)),檢查輪轂軸承(chéng)在運轉時是否有卡滯、異響現象。如果存(cún)在明顯的卡滯、異響,則說(shuō)明輪轂軸(zhóu)承可能存在故障。
  (2)麵向車輪(lún),用2隻手分別抓住輪(lún)胎(tāi)左右2側,反複沿軸向前後扳動輪胎,對車輪施加翻轉力(lì),另一位工作人員將伸直的手(shǒu)掌輕貼在輪(lún)輻上,感觸輪輻的振動情況。分別(bié)對(duì)比(bǐ)左右前後輪輻振動情況,如果某車輪輪輻振動較為明顯,則說(shuō)明該輪轂軸承存在鬆曠跡象。對於驅動軸螺母鎖(suǒ)緊的輪轂軸(zhóu)承,需拆下輪胎,檢查驅動軸鎖緊螺母是否返鬆(sōng),需鎖緊螺母後再次檢查輪轂軸承是否鬆曠。
  (3)將汽車舉升至離地麵(miàn)約150cm處,檢查輪轂部位是否存在(zài)因軸承油脂滲漏導致的濕潤現(xiàn)象。正常情況下輪轂軸承會(huì)有輕微的(de)油脂滲漏。高速行駛後,輪轂軸承油(yóu)脂滲漏(lòu)更為明顯。如果正常低速行駛後(hòu)仍有油脂滲漏現象,則可(kě)認為輪轂軸承密(mì)封失(shī)效。
  3.舉升機上空轉
  確認輪轂軸承狀態無異響後,在舉(jǔ)升機上起動發動機(jī),使車輪空轉,同時檢查左右車輪是否以相同轉速轉動(如差速器具(jù)有鎖閉(bì)功能,應先鎖閉差速器);檢查(chá)驅(qū)動軸是否(fǒu)正(zhèng)常旋轉,有無幹涉現象。然後,模擬加速工況、勻速工況、空擋滑行工況,圍繞汽(qì)車靜聽,也可將聽診器貼在零部件上聽診,通過對比左(zuǒ)右輪轂軸承部位在不同工(gōng)況時的響聲進行診(zhěn)斷。如果左右輪轂軸承響聲差異較大,則可判定(dìng)一側輪轂軸承故障。
  車(chē)輪(lún)部位振動異響源較多,應首先判斷車(chē)輪部位是否存在異響(xiǎng),然後再判斷異響是否(fǒu)來自輪轂軸承。
  4.實車路試
  為(wéi)了(le)排除發動機異響幹擾,可在停車後,將變速器置(zhì)於空擋,踩下離合(hé)器,緩慢加油使(shǐ)發動機空轉。當發動機轉速與異響時的(de)發動(dòng)機轉速一致時,如果異響仍存(cún)在,則可(kě)判定異響(xiǎng)為發動機異響,排除輪轂軸承(chéng)故障。
  為了排除變速器異響幹(gàn)擾(rǎo),在加速至較高速度後,將變速器置於空擋,踩下離合器,使汽車直線空擋滑行。如果異響在車速與異響時的車速一(yī)致時消(xiāo)失,則可判(pàn)定異響(xiǎng)為變速(sù)器異響,排(pái)除輪轂軸承故障(zhàng)。
  以(yǐ)20km/h~120km/h急加速、急速轉(zhuǎn)向、8字回(huí)轉、故障件異響車速等工況分別進行多次路試(shì)。根據如下(xià)異響診斷方法,診斷輪轂軸承(chéng)是否異(yì)響。
  (1)從車速20km/h急加速至120km/h,細聽噪音變化是否異常。如果噪音隨(suí)車速變得明顯急(jí)促尖銳,則可認(rèn)為輪轂(gū)軸承可能存在故障(zhàng)。
  (2)在正常行駛或直線空擋滑行時(shí),緊(jǐn)急製動、急速轉向(xiàng)或8字回轉,從而改變輪轂軸承載荷。如(rú)果周期性的異(yì)響在載荷改變瞬間發生變化,則可認為輪轂軸承可能存在(zài)故障。值(zhí)得注意(yì)的是底盤零部件幹涉(shè)、球頭異(yì)常磨損、螺栓力矩(jǔ)衰減等故障,會使底盤在8字回轉時產生斷續咯瞪聲,這與輪轂軸承周(zhōu)期性的異響有明顯區別。
  (3)以異響時的車速行駛在正常路麵時,若(ruò)左右車輪處的異響明(míng)顯不同,則可認為聲響較大一側輪轂部位存在故障件,但不能因為這一現象判定輪轂軸承故障。
  (引通過調換左右輪轂軸承,或將疑似故障件更換(huàn)為正常件,若異響(xiǎng)消除,則判定輪轂軸承故障(zhàng)。對於壓裝在轉向節(jiē)的一代輪轂軸承,無法調換左右轉向節。反複拆裝一代輪(lún)轂軸承會破壞周邊件狀(zhuàng)態,因(yīn)此應(yīng)盡量(liàng)避免拆(chāi)卸一代輪轂軸承。對於三代輪轂軸承,可(kě)以(yǐ)通過更換正常的輪(lún)轂軸承來診斷故障(zhàng)。
  5.故障件拆(chāi)卸檢查
  如果通過舉升檢(jiǎn)查(chá)、舉升機上(shàng)空轉、實(shí)車路試,仍然無法確定是否為輪轂軸承異響,則需將故障件拆解下來做進一步的診斷。
  對從整車拆下的故障件(帶輪轂軸承的轉向節總成、或三代輪轂軸承),按如(rú)下方法檢查:①用手轉動輪轂(gū)法(fǎ)蘭盤,檢查輪轂軸承(chéng)旋轉時是否存在卡滯(zhì)或異響;②測量輪轂軸承旋轉摩擦力矩,檢查旋轉摩擦力矩是否滿足接收標準;③使用百分表檢測法蘭(lán)盤麵的(de)擺動量、跳動量是否滿足接收標準。如果(guǒ)以上檢查(chá)有1處(chù)異常,則可判定輪轂軸承故(gù)障。
  四、結論
  本文針(zhēn)對汽(qì)車常見的輪轂軸承異響問題,根據輪轂軸承的工作原理、異響(xiǎng)特點、異響表現形式,提出(chū)綜合了舉升檢(jiǎn)查(chá)、舉(jǔ)升機上空轉、實車路試、故障件拆卸檢查的輪轂異響故障的診斷方法,對快速進行輪轂軸(zhóu)承異響診斷(duàn)具(jù)有參考(kǎo)價值。
來源:《汽車維修》2017年4期
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