行驶中转向盘抖动故障诊断

任务情境

一、任务描述

一辆卡罗拉轿车在高速路上行驶时，车主反映当车速达到80 km/h，转向盘抖动明显。你能排除这个故障吗？

二、任务提示

根据故障现象，故障应为轮胎不平衡。

任务目标

一、知识目标

（1）能描述行驶中转向盘抖动的故障原因。

（2）能描述轮胎异常磨损的故障现象和原因。

二、能力目标

（1）能对转向盘抖动进行故障诊断与排除。

（2）能够对轮胎异常磨损进行故障诊断与排除。

必备知识

一、基本知识

行驶系统典型的故障现象有行驶中转向盘抖动，以及轮胎异常磨损等。

1.行驶中转向盘抖动的故障现象和原因

1）行驶中转向盘抖动的故障现象

汽车在一定的速度范围（如80～100 km/h）行驶时，车身晃动颠簸不稳，转向盘抖动。低于或高于这个速度范围，故障减轻或消失。

2）行驶中转向盘抖动的故障原因

（1）轮胎钢圈变形。

（2）轮胎动平衡异常。

（3）四轮型号不同。

（4）四轮轮毂半径不一致。

2.轮胎磨损的故障现象和原因

轮胎磨损速度加快，胎面形状出现异常。轮胎有以下几种异常磨损类型：

1）胎冠中部磨损

如图3-5-1所示，为轮胎胎冠中部磨损。

主要原因：轮胎气压过高，或长时间无轮胎换位，在窄轮毂上装宽轮胎，也会造成中部磨损。

图3-5-1　胎冠中部磨损

2）胎冠内﹑外侧磨损

如图3-5-2所示，为轮胎一侧（内侧或外侧）磨损。

主要原因：经常高速转弯，前轴弯曲变形，前轮外倾角过大或过小。

图3-5-2　胎冠一侧磨损

3）轮胎两侧磨损

如图3-5-3所示，为轮胎两侧磨损。

主要原因：轮胎气压过低。

图3-5-3　轮胎两侧磨损

4）胎冠呈波浪形磨损

如图3-5-4所示，为轮胎波浪形磨损。

主要原因：轮毂松旷，经常紧急制动，轮胎动不平衡。

图3-5-4　轮胎波浪状磨损

二、基本技能

行驶中转向盘抖动的故障诊断

1）准备工作

（1）防护装备：工作服、工作帽、手套、劳保鞋。

（2）车辆、台架、总成：卡罗拉整车、桑塔纳整车。

（3）车间设备：举升机、工具车、轮胎架、动平衡机。

（4）测量工具：气压表、深度规等。

（5）手工工具：拆装工具一套、气动工具。

（6）辅助材料：翼子板布和前格栅布、三件套、抹布、手套、白板笔等。

2）行驶中转向盘抖动的故障诊断步骤

行驶中转向盘抖动故障诊断流程如图3-5-5所示。

图3-5-5　行驶中转向盘抖故障诊断流程图

（1）试车确认故障现象。

根据实际情况，必要时试车确定故障现象。

警告：必须应由有试车资格的人员操作。

（2）检查车轮。

如图3-5-6所示，检查轮胎钢圈是否变形，型号是否一致，轮毂半径是否一致以及是否损坏，如果不正常则更换。如果以上检查正常，对相应车轮进行动平衡。

（3）进行车轮动平衡。

如图3-5-7所示，按照轮胎动平衡操作流程对轮胎进行动平衡。

（4）试车。

确认故障是否消除。如果故障依旧，继续检查轮胎动平衡。如果轮胎动平衡正常，检查是否其他系统造成的故障现象。

图3-5-6　测量轮辋宽度

图3-5-7　检查轮胎动平衡

3）轮胎异常磨损的故障诊断步骤

轮胎磨损异常故障诊断流程如图3-5-8所示。

图3-5-8　轮胎异常磨损故障诊断流程图

（1）检查轮胎胎面磨损形式。

如图3-5-9所示。

图3-5-9　检查车轮和轮胎胎面

a.轮胎胎冠中部磨损，执行步骤（2）。

b.胎冠内或外侧的单侧磨损，执行步骤（3）和（6）。

c.轮胎两侧磨损，执行步骤（2）。

d.胎冠呈波浪形磨损，执行步骤（4）和（5）。

（2）检查轮胎气压。

如图3-5-10所示。

a.压力过高，导致轮胎中心和道路的接触面，远大于轮胎的其他部位和道路的接触面。调整气压至标准值。

b.压力不足，导致轮胎外侧部分和道路的接触面，远大于正常的接触面。调整气压至标准值。

图3-5-10　检查胎压

（3）检查车轮前束角、外倾角。

参照车轮定位操作。

（4）检查车轮动平衡。

参照车轮动平衡检查与调整。

（5）检查轮毂是否松旷。

（6）检查转向和悬架系统。

参照转向和悬架系统的检查操作。

三、拓展知识

1.平衡

为了避免运行过程中震动或摇摆，检查轮胎和车轮总成是否平衡。车轮平衡机是专门设计的用于定位和消除安装时轮胎和车轮的不平衡性的设备。有两种平衡类型：静态平衡和动态平衡。

1）静态平衡

静态平衡就是把轮胎和车轮总成放在静态平衡机（也叫气泡平衡机）上，完成平衡操作。该静态平衡机特点就是有一个装有气泡水平尺的基架。把轮胎和车轮总成水平固定在该基架上，车轮的正面向上。

置于平衡机中心的气泡水平尺，通过气泡偏离中心来显示总成的轻重区域。为了使气泡居于水平尺中心，在重量轻的区域，加设车轮平衡配重。该平衡配重是夹子型或者是粘贴型。

大多数技师认为静态平衡不准确并且过时。该方法没有考虑车轮总成在运行过程中旋转时的动态运动。

2）动态平衡

动态平衡也称为旋转平衡，这种平衡更为准确。如图3-5-11所示，在动态平衡中，动态平衡机在垂直方向上旋转轮胎和车轮总成。这样可以有多个动态平衡面。平衡机数字读数器显示需要多大配重，并且指出需要配重的位置。

图3-5-11　动态旋转平衡机

如今，计算机控制的平衡机更容易完成轮胎和车轮总成的平衡操作。读数器显示需要的配重重量，并说明配重需要的位置。

有些电子车轮平衡机，也可以测量轮胎在道路上受力的变化情况。轮胎在偏心率范围内并且平衡良好时，其道路受力变化仍过分时，就造成车辆震动。

可以认为轮胎是车轮周围垫子，其周围的弯曲应该相同，并具有相同的张力。车胎任何不可见的过分的柔性或者张力，都将产生震动。车轮偏心时，轮胎可以安装在轮子的另一个位置，以便使道路作用力变化保持在规定的范围内。这叫作车轮的匹配轮胎。如果这样还不能解决问题，那就只能更换轮胎了。

许多新轮胎都不能满足道路受力变化要求。判断这种情况的唯一方法就是使用该力，在车轮平衡机上进行试验。车轮平衡机作用在大的滚筒上，在高压下传递到轮胎胎面，测出动态偏心率。如今，这种车轮平衡机越来越普遍。

另一种平衡机叫作车辆平衡机。它是一个设有滚轮的机动设备。当轮胎和车轮总成还在车辆上时，该设备抵住轮胎胎面，滚筒旋转车辆上的整个旋转总成。该系统使用电子闪光灯技术，该技术可以快速完成车辆上车轮的平衡操作。电子闪光显示灯闪烁，表示车轮配重的准确安装位置，不需要额外的车轮连接装置或者附件。该总成包括轮胎、车轮、制动轴和轮辋。这些平衡机当前还不普遍。

3）平衡的安全性

使用前，保证自己接受了平衡机操作安全培训。在旋转过程中，动态平衡机应有低于轮胎和车轮总成的保护罩，且该罩永远不得去掉，它可以保护不受飞溅碎片，如石头或者脱落的车轮配重的伤害。

2.轮胎磨损

1）胎面磨损标记

如图3-5-12所示，在轮胎的胎面区域，有轮胎磨损显示条，也叫胎面磨损标记（TWI）。胎面磨损标记是胎面上突起的加强条。在胎面上用标有TWI字样的小三角符号表示。胎面磨损标记的高度是这样表示的：当显示标志和胎面表面相平齐时，表示胎面已经磨损，需要更换该轮胎。

图3-5-12　轮胎胎肩标记

2）轮胎正确充气

对于轮胎的性能和安全性而言，正确充气非常重要。充气不足的轮胎，在转动和行驶时反应较慢，在轮胎内产生较多热量，加速外胎面磨损。过量充气的轮胎，行驶起来颠簸不堪，加速胎面中心磨损。最少每月检查一次轮胎充气，在长途旅行前，一定要检查轮胎充气情况。任何时候，车上都应备有轮胎气压计。请记住：无论在任何时候，充气或者放气时，都应佩戴安全镜。

3）轮胎磨损的故障原因

（1）轮胎气压不足或过高。

（2）轮胎长期未换位。

（3）前轮定位不正确，尤其是前束与外倾角配合不正确。

（4）轮毂轴承松旷或转向节与主销松旷。

（5）纵、横拉杆或方向机松旷。

（6）前轮径向圆或端面圆跳动太大。

（7）前轮旋转质量不平衡。

（8）前轮摆头。

（9）前轴与车架纵向中心线不垂直或车架两边的轴距不等。

（10）前轴或车架弯、扭变形。

（11）前轴刚度不足。

（12）转向横拉杆（尤其是弓形横拉杆）或横拉杆臂刚度不足。

（13）前轮放松制动回位慢或制动拖滞。

（14）轮胎螺栓松动。

（15）常超载、偏载、起步过急、高速转弯或制动过猛。

（16）经常行驶在拱度较大的路面上。

（17）转向梯形不能保证各车轮纯滚动，出现过多转向或不足转向。

（18）轮胎质量不佳。

四、学习小结

（1）行驶中转向盘抖动的故障原因通常是车轮不平衡造成。

（2）轮胎胎冠中部磨损、胎冠内外侧磨损、轮胎两侧磨损、胎冠呈波浪形磨损几种模式类型的故障现象和原因。

（3）行驶系统典型的故障诊断。

五、任务分析

本情境中，首先需要进行轮胎动平衡，如果故障没有排除，检查悬架等相关的系统。

六、自我评估

1.填空题

（1）行驶中转向盘抖动的故障原因都和________有关。

（2）轮胎气压过________，或长时间无轮胎________，在窄轮毂上装________轮胎，也会造成中部磨损。

2.判断题

（1）轮胎钢圈变形或型号不一致，可能导致行驶中转向盘抖动。（　　　）

（2）轮胎一侧磨损的可能原因是前轮外倾角不正确。（　　　）