汽車行駛跑偏故障的原因分析

夏良耀

（浙江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車學(xué)院，浙江 杭州 311112）

1 引言

近年來(lái)，隨著汽車的保有量越來(lái)越大，發(fā)生道路交通事故的概率也在逐漸增多。在現(xiàn)有的道路交通事故中，由于汽車在行駛中跑偏而產(chǎn)生的交通事故也占有一定的比例。所謂汽車行駛跑偏，一般是指汽車以一定的速度在平直的道路上進(jìn)行直線行駛時(shí)，在對(duì)方向盤不施加任何外力的情況下（放開(kāi)方向盤行駛），看汽車是否走直線（除去路面不平等因素）。如果不走直線，就是跑偏。即汽車在行駛的過(guò)程中，發(fā)生向左或者向右偏離原行駛方向的現(xiàn)象。跑偏試驗(yàn)方法如圖1所示。

在日常行車過(guò)程中，跑偏是比較常見(jiàn)的現(xiàn)象，對(duì)于一些行駛里程長(zhǎng)使用年代久的車輛，由于有些駕駛員平常不注重車輛維修，因此跑偏現(xiàn)象常常會(huì)發(fā)生。汽車行駛跑偏本身雖不是很大的故障，但長(zhǎng)期駕駛有問(wèn)題的車輛且得不到及時(shí)檢修，會(huì)造成汽車技術(shù)狀況逐漸變壞，輪胎磨損加快，會(huì)引發(fā)爆胎和車輛失控等重大事故的發(fā)生。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 7258-2017《機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件》第6. 7條規(guī)定：機(jī)動(dòng)車在平坦、硬實(shí)、干燥和清潔的道路上行駛不應(yīng)跑偏，其方向盤（或方向把)不應(yīng)有擺振、路感不靈或其他異?，F(xiàn)象[1]。可見(jiàn)對(duì)于汽車跑偏國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)已有強(qiáng)制規(guī)定，我們要引起足夠的重視，及時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)排除故障，這樣方能保證汽車的安全行駛。

2 汽車跑偏故障的主要原因分析

2.1 汽車的四輪定位不準(zhǔn)

所謂四輪定位，是指以汽車的四輪參數(shù)為依據(jù)，通過(guò)調(diào)整以確保汽車良好的行駛性能并具備一定的可靠性、穩(wěn)定性和安全性，減少汽車的磨損和油耗，延長(zhǎng)輪胎及底盤相關(guān)零件的使用壽命。四輪定位參數(shù)主要有前輪外傾、前輪前束、主銷后傾、主傾內(nèi)傾、后輪外傾和后輪前束等幾種[2]，這些定位參數(shù)若不符合原汽車的規(guī)定范圍，或定位參數(shù)相互之間不匹配，就會(huì)引起汽車跑偏故障的發(fā)生。

圖1 汽車跑偏試驗(yàn)示意圖

2.1.1 前束

前束是指沿前進(jìn)方向上，兩輪后端距離與前端距離的差值。前束的作用主要是為了消除車輪外傾帶來(lái)的不良后果[3]，在車輪有了外傾后滾動(dòng)時(shí)有向外分開(kāi)的趨勢(shì)，但實(shí)際上由于受車橋約束，不能向外滾開(kāi)，車輪將相對(duì)于路面進(jìn)行側(cè)向滑動(dòng)，這樣會(huì)增加機(jī)件的磨損，有了前束能夠起到相互協(xié)調(diào)作用，減輕輪轂軸承和輪胎的磨損。在進(jìn)行四輪定位測(cè)量時(shí)（如圖2所示），一根軸上的總前束是由軸上左右兩個(gè)車輪的前束角之和來(lái)計(jì)算的，是以角形輪圈為基準(zhǔn)的。單獨(dú)前束對(duì)后輪來(lái)說(shuō)是指汽車中心線與車輪中心線間的夾角，對(duì)于前輪來(lái)說(shuō)是指幾何軸線（推力線）與車輪中心線間的夾角。如果汽車的后輪出現(xiàn)不等的單獨(dú)前束值，就必須使前輪的正前打直位置偏轉(zhuǎn)，使得前輪總前束的角半徑與后輪總前束（即幾何軸線）的角半徑平行。這樣汽車行駛軌跡歪斜，而且方向盤容易轉(zhuǎn)向，車輛容易跑偏。

前束值可以通過(guò)調(diào)節(jié)橫拉桿的長(zhǎng)度來(lái)進(jìn)行調(diào)整，若調(diào)整前束不正確，輪胎將不再直線行駛。若正前束過(guò)大，外側(cè)輪胎磨損，直線行駛差；負(fù)前束過(guò)大，內(nèi)側(cè)輪胎磨損，駕駛性能差。具體調(diào)整值要參考不同的車輛進(jìn)行。

圖2 前束測(cè)量示意圖

圖3 外傾角測(cè)量示意圖

2.2.2 外傾角

外傾角是車輪中心平面與垂直面夾角，當(dāng)車輪頂部向外側(cè)偏移時(shí)為正，偏向內(nèi)側(cè)時(shí)為負(fù)，外傾角僅以角度為單位來(lái)表示（如圖3所示）。外傾角的作用主要是抵消汽車受載時(shí)，車軸及懸架系統(tǒng)等在受載后的變形而引起車輪內(nèi)傾，增加汽車直線行駛的安全性。當(dāng)有外傾角時(shí)可使車輪轉(zhuǎn)向時(shí)減小偏移量和轉(zhuǎn)向力，但在滾動(dòng)時(shí)會(huì)使兩側(cè)車輪有向外滾開(kāi)的趨勢(shì)。因此外傾角必須設(shè)置正確，若不正確，可能引起汽車側(cè)傾或跑偏[3]。

外傾角的調(diào)整方法根據(jù)車型各不相同，有在車架和控制臂之間加減墊片法、有大梁槽孔調(diào)整法、有偏心球頭調(diào)整法等，調(diào)整的具體方法和具體數(shù)值要參考各車型的維修手冊(cè)。

2.2.3 主銷內(nèi)傾角

主銷內(nèi)傾角是指主銷向內(nèi)傾斜與鉛垂線間的夾角（如圖4所示）。其作用是能使前輪受到外力而偏離直線行駛時(shí)能自動(dòng)回正[3]，并能減少轉(zhuǎn)向操縱力及回跳和跑偏現(xiàn)象。主銷內(nèi)傾角的大小應(yīng)符合原廠設(shè)計(jì)的要求，過(guò)大過(guò)小都對(duì)行車安全有影響。若內(nèi)傾角過(guò)大，會(huì)使轉(zhuǎn)向與停止的力大，加快輪胎磨損；若內(nèi)傾角過(guò)小，會(huì)使汽車行駛穩(wěn)定性變差，不易保持直線行駛，而且會(huì)使轉(zhuǎn)向沉重；若左右車輪內(nèi)傾角不等，易會(huì)使汽車傾斜。

主銷內(nèi)傾角在懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和位置確定后就已固定，一般不需要進(jìn)行調(diào)整。

圖4 主銷內(nèi)傾角測(cè)量示意圖

圖5 主銷后傾角測(cè)量示意圖

2.2.4 主銷后傾角

主銷后傾角是指轉(zhuǎn)向軸線與地面的垂線之間的夾角[3]（如圖5所示），其分為正后傾角、負(fù)后傾角和零后傾角。主銷后傾角為正時(shí)能使車輪自動(dòng)回正，保證汽車直線行駛的穩(wěn)定性，但過(guò)度后傾會(huì)使轉(zhuǎn)向沉重，操縱與制動(dòng)力增加；主銷后傾角為負(fù)時(shí)會(huì)造成過(guò)度前傾，轉(zhuǎn)向復(fù)位變差，易損壞輪胎，方向不穩(wěn)且容易跑偏；當(dāng)左右車輪的后傾角不相等時(shí)，車輛易傾斜，保持直線行駛性能變差而跑偏，駕駛員控制轉(zhuǎn)向盤變得困難而引起駕駛疲勞等。因此主銷后傾角必須調(diào)整正確，其調(diào)整數(shù)值和調(diào)整部位應(yīng)參考該車輛的維修手冊(cè)。

2.2.5 推進(jìn)線和推進(jìn)角

汽車后軸總前束的角平分線，為汽車的推進(jìn)線（如圖6所示）。推進(jìn)線與車輛幾何中心線之間的夾角，叫作推進(jìn)角（如圖7所示），當(dāng)推進(jìn)線位于車輛幾何中心線的左邊時(shí)為正值。推進(jìn)線是汽車在道路上直線行駛時(shí)的實(shí)際方向，如果推進(jìn)線與車輛的幾何中心線不一致，后輪沿推進(jìn)線給汽車一個(gè)力矩，駕駛員必須轉(zhuǎn)向以保持汽車直線行駛，導(dǎo)致在推進(jìn)線方向上轉(zhuǎn)向盤不正，就會(huì)引起汽車跑偏。另外，后輪定位不準(zhǔn)（如兩后輪的前束不同），也會(huì)形成推進(jìn)角，從而引起跑偏。

圖6 推進(jìn)線示意圖

圖7 推進(jìn)角示意圖

2.2 影響汽車行駛跑偏的其他主要因素

2.2.1 輪胎的氣壓和錐度效應(yīng)

汽車兩側(cè)輪胎的氣壓不一致，會(huì)造成行駛時(shí)跑偏[4]。因氣壓高的輪胎，相對(duì)直徑也較大，每旋轉(zhuǎn)一圈行駛的距離也越長(zhǎng)，另外輪胎氣壓高與地面的接觸面積小，滾動(dòng)阻力小，所以汽車在行駛過(guò)程中會(huì)向著輪胎氣壓低的一側(cè)跑偏。

汽車輪胎由于在制造時(shí)的不對(duì)稱缺陷和使用時(shí)的偏磨等因素，形成了輪胎的錐度。輪胎的錐度效應(yīng)是指輪胎在滾動(dòng)的過(guò)程中，由于錐度而受到錐形側(cè)向力的作用，錐形側(cè)向力力圖使輪胎要偏離原來(lái)的直線行駛方向，若此力超過(guò)一定值時(shí)，汽車就會(huì)跑偏，從而會(huì)影響汽車行駛的穩(wěn)定性和安全性，并會(huì)加速輪胎的磨損。

2.2.2 制動(dòng)系統(tǒng)影響

汽車制動(dòng)系統(tǒng)直接關(guān)系著安全行車，如果左右車輪制動(dòng)器工作狀況不同，則可能因左右車輪制動(dòng)力不均衡而引起制動(dòng)跑偏，如制動(dòng)管路因破裂而導(dǎo)致漏氣或漏油、制動(dòng)系統(tǒng)部件損壞而導(dǎo)致制動(dòng)失效等等，這些現(xiàn)象都是日常行車中最危險(xiǎn)的情況，也最容易造成重大的交通事故。

2.2.3 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的影響

汽車轉(zhuǎn)向系的技術(shù)狀況好壞，將影響到汽車的操縱性。如轉(zhuǎn)向系統(tǒng)某些部件連接松動(dòng)、軸承因磨損與孔配合間隙過(guò)大、轉(zhuǎn)向傳動(dòng)部件彎曲變形等，將會(huì)引起汽車不能保持直線行駛，嚴(yán)重的會(huì)使汽車跑偏，或汽車轉(zhuǎn)向失靈而失去控制。

2.2.4 懸掛系統(tǒng)的影響

汽車懸掛系統(tǒng)故障造成跑偏的現(xiàn)象也是存在的，正常情況下汽車的車身高度差不能超過(guò)規(guī)定值，但有時(shí)候由于懸掛系統(tǒng)有故障，如懸掛系統(tǒng)中減震器有漏油，導(dǎo)致漏油側(cè)懸掛在車身重力的作用下，比正常的一側(cè)要低，這樣使汽車重心向車身低的一側(cè)偏移而導(dǎo)致汽車向漏油側(cè)跑偏。

總之，造成汽車跑偏的原因很多，有汽車四輪定位不準(zhǔn)的因素；有汽車底盤各系統(tǒng)及部件本身技術(shù)狀況欠佳的因素； 有道路狀況問(wèn)題；有平時(shí)維修保養(yǎng)不及時(shí)等等，在此不一一贅述。

3 汽車發(fā)生跑偏故障的處理措施

（1）汽車有跑偏現(xiàn)象時(shí)，一般要檢查汽車的四輪定位，將車輪前束、外傾角、后傾角左右偏差等調(diào)整至標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。

（2）檢查汽車輪胎氣壓，發(fā)現(xiàn)前后左右氣壓存在偏差時(shí)，進(jìn)行校正補(bǔ)足。

（3）檢查輪胎胎側(cè)位置的實(shí)心紅色標(biāo)記是否在車輛外側(cè)，如果輪胎胎側(cè)實(shí)心紅色標(biāo)記在內(nèi)側(cè)，則需將輪胎及輪輞分離，并將輪胎對(duì)調(diào)安裝。同時(shí)，將左右輪胎的氣壓調(diào)整一致。

（4）檢查輪胎的磨損情況，如果存在輪胎肩部偏磨現(xiàn)象，則對(duì)前后輪胎進(jìn)行換位。

（5）檢查汽車底盤各系統(tǒng)及相關(guān)部件的完好狀況，對(duì)發(fā)現(xiàn)有故障的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、懸掛系統(tǒng)及制動(dòng)系統(tǒng)等部件要及時(shí)維修和更換。

（6）檢查車架的變形情況，若兩側(cè)軸距相差過(guò)大，超出范圍時(shí)應(yīng)進(jìn)行校正。

4 結(jié)語(yǔ)

汽車跑偏在行車中是比較常見(jiàn)的故障現(xiàn)象，其影響因素有很多，主要有四輪定位參數(shù)不準(zhǔn)、汽車底盤各系統(tǒng)技術(shù)狀況不佳等因素，這些影響因素對(duì)行車安全性危害較大，不僅會(huì)加劇汽車輪胎的磨損，更嚴(yán)重的會(huì)使汽車在行駛途中失控，造成重大的交通事故。因此，如何準(zhǔn)確判斷汽車跑偏的問(wèn)題，熟悉和掌握汽車行駛跑偏的各種成因，對(duì)于汽車維修專業(yè)人員和使用者來(lái)說(shuō)是非常重要的。本文通過(guò)對(duì)汽車跑偏故障主要原因的分析，提出了汽車跑偏故障的處理措施，對(duì)于提升車輛維修人員和使用者的認(rèn)識(shí)，減少汽車行駛的安全隱患，具有一定的借鑒作用。