一種基于提升車輛方向盤幅角水平的檢測方法

馮東明、郭東成、牛海東、梁澤黎

（廣汽乘用車有限公司 511434）

0 引言

隨著當(dāng)今車輛發(fā)展，消費者在追求車輛新功能的同時，對車輛的操控性及安全性要求也不斷提高。目前消費者反饋的問題點中，車輛在行駛過程中出現(xiàn)的跑偏問題仍普遍存在。車輛跑偏主要受車輛前束、外傾及方向盤幅角、輪胎的狀態(tài)等方面的影響。

根據(jù)GB 7258-2017《機(jī)動車運行安全技術(shù)條件》[1]，其中有兩條涉及汽車跑偏的強(qiáng)制規(guī)定。4.13 條規(guī)定：機(jī)動車直線行駛時，其前后軸中心的連線與行駛軌跡的中心線應(yīng)一致。6.7 條規(guī)定：機(jī)動車在平坦、硬實、干燥和清潔的道路上行駛不應(yīng)跑偏，其方向盤不應(yīng)有擺振、路感不靈或其他異?，F(xiàn)象。

結(jié)合國內(nèi)外汽車行業(yè)的檢測方法，為了保證車輛四輪前束和外傾的狀態(tài)，目前是主要通過檢測線車輪定位工位通過激光器對前束及外傾進(jìn)行測量，并根據(jù)測量參數(shù)將四輪前束和外傾調(diào)整至合格范圍內(nèi)。另外，汽車行駛過程中若出現(xiàn)方向盤幅角不良，也可能導(dǎo)致車輛出現(xiàn)跑偏的情況。

關(guān)于方向盤幅角的檢測方法，現(xiàn)行業(yè)內(nèi)主要在跑道路試檢查時利用檢查員經(jīng)驗進(jìn)行目視檢查，因受檢查人員主觀感受的影響，當(dāng)車輛發(fā)生細(xì)微的角度變化時，檢查員視覺無法進(jìn)行識別導(dǎo)致存在檢查不出的情況，因此車輛出荷時存在流出方向盤幅角不良的風(fēng)險。本文就是針對方向盤幅角的檢測方法進(jìn)行量化，提出了一種提升車輛方向盤幅角水平的檢測方法，即通過導(dǎo)入方向盤水平儀檢測車輛直線行駛時方向盤幅角的度數(shù)，由過往的經(jīng)驗?zāi)恳暀z查轉(zhuǎn)變?yōu)槭褂迷O(shè)備保證，從而達(dá)到實現(xiàn)量化檢查標(biāo)準(zhǔn)、提升車輛方向盤幅角水平的目的。

1 車輛檢查工藝流程

圖1 車輛下線檢查工藝流程

目前主流的車輛檢查工藝流程主要包括外觀內(nèi)飾的檢查、機(jī)能檢測線檢查、淋雨密封檢查及路試檢查等。由于車輛在制造和裝配過程中不可避免地存在一定的誤差，因此進(jìn)行路面檢查前必須完成車輪定位對車輛輪胎前束及外傾的測量及調(diào)整。

具體方法是，利用精密的車輪定位檢測設(shè)備，測量并將車輪前束及外傾的參數(shù)調(diào)整至合格范圍內(nèi)。所用檢查及工藝流程如圖1所示。

2 車輪定位的作用

機(jī)能檢測線中車輪定位工位主要包括前輪主銷后傾角、主銷內(nèi)傾角、前輪外傾角和前輪前束四個內(nèi)容；后輪定位包括車輪外傾角和逐個后輪前束。車輪定位主要作用之一是使車輛保持穩(wěn)定的直線行駛和轉(zhuǎn)向輕便，并減少車輛在行駛中輪胎和轉(zhuǎn)向機(jī)件的磨損。

由于以上檢測及調(diào)整方法只限于車輪定位工位調(diào)整，其調(diào)整工況與日常車輛行駛狀態(tài)存在一定的差異，因此無法確認(rèn)車輛完成調(diào)整后在行駛過程中是否產(chǎn)生車輛方向盤幅角的不良問題。

3 方向盤幅角確認(rèn)方法

圖2 車輛存在方向盤幅角是車輛行駛的表現(xiàn)

方向盤幅角是指在平整路面上當(dāng)車輛保持直行狀態(tài)的情況下，方向盤中心軸線與車輛中心軸線的角度，也就是我們常說的方向盤正不正。

對于如何確認(rèn)車輛行駛過程中方向盤不正的方法，可以選擇在平整的路面上，手握方向盤并持續(xù)保持車輛直線行駛狀態(tài)，此時目視方向盤是否有不正的情況；如果車輛方向盤出現(xiàn)不正時，將方向盤打正，則車輛不是保持直行而是向一側(cè)跑偏。當(dāng)車輛在平整路面上行駛過程中出現(xiàn)上述的現(xiàn)象時，基本可確認(rèn)為車輛存在方向盤幅角不正的情況（圖2）。

4 方向盤水平儀檢測方法

車輛經(jīng)過檢測線車輪定位的檢測及調(diào)整后，路試班在跑道直行路對車輛進(jìn)行全數(shù)檢查確認(rèn)，通過目視操作，憑借檢查員個人的檢查經(jīng)驗確認(rèn)方向盤是否有幅角不良。因為該方法僅靠檢查員經(jīng)驗進(jìn)行目視檢查，且人肉眼無法分辨出細(xì)微角度的變化，同時受個人主觀因素影響檢出能力一致性存在明顯缺陷，導(dǎo)致存在工序保證能力低，有不良流出風(fēng)險。

對于路試檢查時對方向盤幅角的確認(rèn)，由于目視檢查是通過人肉眼進(jìn)行識別，通過實車確認(rèn)發(fā)現(xiàn)，方向盤幅角角度與人眼識別度的關(guān)系如下圖3和表1所示。

因為人眼識別范圍有限，較小的幅角角度難以識別，為了提升工序保證能力，減低不良流出，需量化方向盤幅角的檢查標(biāo)準(zhǔn)，通過利用儀器進(jìn)行檢測，讀取行駛過程中的車輛方向盤幅角度數(shù)，從而實現(xiàn)檢測車輛的方向盤幅角水平。

對于如何量化方向盤幅角的檢查標(biāo)準(zhǔn)，可使用方向盤水平儀進(jìn)行檢查，方向盤水平儀如圖4所示，其主要由兩個聚氨酯材質(zhì)卡輪、鋁材主體支架以及刻度水泡組成，為了保證因各車型方向盤的造型及尺寸不一致的兼容性，主體支架內(nèi)置彈簧可伸縮調(diào)整。另外，水平儀上的水泡則是用于檢查車輛實行過程中方向盤是幅角角度，便于檢查員讀取實車方向盤幅角度數(shù)。

表1 幅角角度與可否以肉眼識別的關(guān)系方向盤

圖4 方向盤水平儀

路試檢查時檢查員保持車輛直行的狀態(tài)，通過目視安裝在車輛方向盤上的水平儀水泡度數(shù)，確認(rèn)車輛方向盤幅角的狀態(tài)是否存在不正的情況：方向盤保持水平時，水泡在中心點，其位置為0；當(dāng)方向盤發(fā)生傾斜時，氣泡會朝高處移動，顯示傾斜角度。為了提升方向盤幅角檢測的準(zhǔn)確性，應(yīng)選擇平整的路面作為檢查路段，同時需保持車輛處于直行狀態(tài)，可利用在檢查路面上直行劃線，避免因車輛未保持直行影響檢測結(jié)果。

5 方向盤幅角檢查的操作流程

檢查員在跑道進(jìn)行路試檢查時將車輛停在直行路起點線上，將方向盤水平儀安裝在車輛方向盤上，并確認(rèn)方向盤水平儀已安裝到位。完成安裝方向盤水平儀后進(jìn)行加速測試，手握方向盤并保證車輛直線行駛狀態(tài)。

車輛直線行駛時檢查員目視方向盤水平儀水泡刻度讀數(shù)，確認(rèn)是否在合格范圍內(nèi)：0±2°為合格（即左右角度偏差不得超過2°），超出范圍則判定為不合格。

6 總結(jié)

本文利用方向盤水平作為檢測方向盤幅角的儀器，通過在平整且已完成直行劃線的路面上保持車輛直線行駛，讀取已安裝在方向盤上的方向盤水平儀上的水泡度數(shù)，檢測車輛在行駛過程中的方向盤幅角水平。采用方向盤水平儀方便地實現(xiàn)了讀取車輛方向盤幅角度數(shù)，量化檢查標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)方案簡單，方便推廣。