汽车整车振动诊断和校正

为车狂

整车振动可分为轮胎和车轮振动、起步颤动、排气呼啸声、发动机点火振动、传动系振动等。诊断整车振动的基本步骤是识别振动原因，查找再现条件，确定消除方法。
一、振动的检查及分类

1、轮胎和车轮的检查 在新生产的车型上，轮胎侧部都模塑有轮胎性能条件（TPC）额定值，如图1所示。TPC的额定值为一组4位数字，靠近轮胎尺寸，前边有字母TPC SPKC。替换轮胎应该具有相同的TPC额定值。 检查轮胎和车轮的一些特征可以发现振动的原因。轮胎不正常磨损（如图示2示）、胎壁凸起、不合理的充气、弯曲的轮圈法兰都可能引起整车振动。轮胎和车轮的径向跳动规格如表1所示。
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      2、路试检查程序
   路试的目的在于再现振动现象并找出改变和消除振动的条件。更重要的是，路试可以确定振动是否与发动机转速和车速有关。为了迅速、准确地完成路试，在车辆上安装上发动机转速表（如扫描工具）和小型电子振动分析仪（EVA）。将EVA传感器放在用户可以感受振动的地方。路试检查包括轮胎和车轮检查、缓慢加速测试、空档滑行减速测试、挂低档测试、空档升速测试、制动器转矩测试、转向机械输入测试和静止起步加速测试（起步颤动）。

   （1）缓慢加速测试：缓慢加速测试的步骤是：
   1）在平整的水平路面上，缓慢加速至公路行驶速度。
   2）查找与用户描述相符的故障。
   3）在出现振动时，观察车速、发动机转速，如果有可能观察振动频率。

   （2）空档滑行测试：空档滑行测试的步骤是：
   1）在平整的水平路面上，将速度提高到略高于振动出现的速度
   2）将车辆挂上空档并滑行，体验振动速段。
   3）观察挂空档时是否有振动。
   如果挂空档时仍有振动，则振动肯定对车速十分敏感。此时，发动机、变速器挠性板、变矩器作为振源的可能已经排除，可按照症状或振动频率集中维修轮胎和车轮总成或变速器输入轴。

   （3）挂低档测试：挂低档测试的步骤是：
   1）在平整的水平路面上，将速度提高到略高于振动出现的速度。
   2）减速并安全减低一档。
   3）提高发动机转速到减速前时的转速。
   如果在相同的发动机转速下振动再次出现，则发动机、变速器挠性板、变矩器便是最可能的振源。每次减一档并在空档重复本测试，对确认测试结果。

   （4）空档高速测试：本测试是为识别与发动机车速相关的振动而设计的。当用户投诉车辆在怠速情况下发生振动时，可行进行该项测试，或者在挂低档测试后进行该项测试。如果用户抱怨的振动仅与车速有关，本测试不一定适用。测试时缓慢提高发动机转速，同时观察是否存在符合用户抱怨的扰动。观察出现振动时的发动机转速和频率。

   （5）制动器转矩测试：本测试是为识别空档高速测试不能确定的，而与发动机有关的振动而设计的。该项测试还可以对那些对发动机负载或转矩敏感的振动进行确认。如果振动与车速有关，本测试不一定适用。制动器转矩测试步骤如下：
   1）拉紧驻车制动器。
   2）阻挡前车轮。
   3）紧踏制动踏板。
   4）将车辆挂上前进档。
   5）慢慢地增加发动机转速，同时查找与用户投诉相符的故障情况。
   6）观察振动出现时发动机的转速和频率。
   7）如有必要，可将车辆挂上倒档并重复第5和第6步。

   （6）转向机械输入测试：本测试旨在确定车轮轴承和悬架部件产生多大的振动，特别是与多大的振动，特别是与轰鸣、磨擦声和吼鸣声等嗓声有关的振动。
   1）使车辆在出现振动的速度下行驶，驱车拐大弯，开始向一个方向拐，然后再向两个方向拐。
   2）如果振动更加严重或振动消除，应检查车轮轴承、轮毂和轮胎轮距。

   （7）静止起步加速（起步颤动）测试：本测试的目的在于再现起步颤动的振动。在某些情况下，动力系的安装座或排气管接触车架也产生振动。
   1）将车停住并保持挂档，使脚离开制动踏板。
   2）加速至48－64Km／h，同时观察振动是否与用户介绍的情况一致。
   导致起步颤动的原因包括：不正确的翘头高度；驱动轴等速万向节磨损或损坏；发动机／变速器安装座有故障；若某一传动件拆卸后振动消失，那么故障可能就在该部件上；如果振动未消失，那么故障可能就在该部件上；如果振动未消失，则装回该传动件。拆卸其他传动件。拆卸其他传动件，重复路试程序，如果仍有振动，利用精确的振动簧片转速表或EVA信息测试轮胎和车轮总成或相关的部件。必须注意的是，振动频率读数必须精确。

   3、振动分类
   经过振动后，就要进一步识别经过再现的异常振动频率。通常采用EVA（电子振动分析仪）测量频率，没有EVA时，可观察或感受振动。振动分为可感受的振动和产生噪声的振动。
   
   （1）可以感受的振动  可以感受的振动有抖动、颠簸、喘振和振颤。
   1）抖动是一种低振振动（一般为5－20Hz）。抖动有时在转向盘、座椅或控制台上在感觉。好像来自一个失圆或不平衡的轮胎上的感觉。
   在很多情况下，抖动是因为轮胎、车轮、制动盘（对车辆速度敏感）、转向机构向横拉杆端、悬架球节、发动机（对发动机转速敏感）等部件损坏或磨损所致。
   2）颠簸是一种比抖动频率略高的振动，通常为20－50Hz。颠簸的感觉就像手中握着一把细锯时的感觉一样。
   3）喘振的频率略高，通常为50-100Hz。喘振的感觉就像电动剃须刀的感觉一样。通过转向盘双手可感觉，通过地板双脚可以感觉，或通过座椅也可以感觉。检查排气系统、A／C压缩机、发动机等部件，以查找可能的故障原因。
   4）振颤是能够感觉到的频率最高的振动。振颤有时会产生手脚发麻的感觉。用户会说振动使他们的手脚发木。

   （2）产生噪声的振动  产生噪声的振动有隆隆声、呼啸声或嗡嗡声、啸声、尖啸声。
   1）隆隆声是一种20－60Hz的内部低频噪声，类似保龄球滚动、闷雷或低音鼓声。隆隆声可能会伴有可以感觉的颠簸。
   2）呼啸声或嗡嗡声是一种声调不变的60－120Hz低频噪声，比隆隆声略高。类似在汽水瓶嘴吹风的声音。呼啸声和嗡嗡声可能可感觉的喘振，需要检查动力系支架、排气系统。
   3）啸声是一种频率为120－300Hz的中频噪声。这种声音就像风在号叫一样。
   4）尖啸声是一种长音节高音噪声，频率范围在300－500Hz之间。尖啸声通常与啮合的齿轮或齿轮噪声有关。类似蚊虫发出的声音、涡轮发动机发出的声音或吸尘发出的声音等。

   4、将频率与部件的转速进行匹配
   进行了以上的诊断后，需要对振动进行分析，因为汽车的振动往往与部件的速度有关，用发动机转速法或车速计算这些部件的速度。用路试中记录的发动机转速诊断对发动机转速敏感的振动。
   如果振动对车速敏感，就需要确定轮胎的转速。只要在等速下操纵车辆，轮胎便等速旋转。这一速度按转数或每秒转数测量。然后将读数与振动频率进行比较，频率也是以每秒钟内的循环次数测定的。采用如下程序确定转速：
   1）确定出现振动的速度。
   2）确定8Km／h（5mile／h）增量数（使用千米单位时，将速度除以8；以英里为单位时，将速度除以5）。
   3）确定车辆轮胎尺寸。
   4）从对应表中，找出针对该轮胎尺寸8Km／h的赫兹数值（P215／70R15轮胎的赫兹数为1.07）。
   5）用赫兹数值乘以8Km／h增量数，所得到的结果是（以赫兹表示的）在出现振动时轮胎的转速。如果得数与振动频率一致，则轮胎和车轮总成中出现的是一阶振动。
   轮胎／车轮振动有时可能是市阶振动。计算可能出现的高阶振动时，将会出现振动时的轮胎转速乘以阶数。如果其中任一转速与振动频率一致，则轮胎／车轮总成之一出现该阶振动。轮胎／车轮和传动轴转动与转速的匹配如图3所示。
转向机构和悬架总成振动是测试对车速敏感的第一级低频振动。

汽车整车振动诊断和校正
转向机构／悬架一阶振动的症状是摆振或抖动，往往在转向盘和座椅上能够感觉到，应检查转向机构转向横拉杆和悬架球节。

   二、前轮传动系统的振动
   前轮驱动比拍轮平稳，但会出现起步颤动、转弯时喀嗒噪声或颤动、轰鸣噪声与轮胎有关的三阶振动等情况，需要诊断和排除。

   1、起步颤动   
   起步颤动是指车辆从静止逐渐加速时，在转向盘或车辆前部感到的抖动现象。车辆加速时，起步颤动还表现为车辆前后摇晃。
   前驱车辆导致起步颤动的条件是内三通联轴节磨损或损坏和联轴节内角过大。联轴节角度过大往往是由于前翘头或弹簧高度调整过高所致。动力系安装座损坏或调整不当也会产生联轴节角度过大而引起起步颤动。在快速加速时，前悬架的高度因车辆动力系转矩过大而升高，联轴节磨损过大或加速时内三通联轴节的角度增加并导致起步颤动。起步颤动的检查步骤是：
   （1）识别振动的类型。
   （2）从外观检查传动轴上的内联轴节是否磨损或损坏。
   （3）若发现明显故障，测量翘头或弹簧高度，确定悬架是否导致联轴节角度过大。
   （4）如果弹簧高度不符合要求，将砂袋放在发动机罩下或支柱座上，以降低悬架。
   （5）路试车辆，添加砂袋，直到消除扰动。
   （6）降低悬架时，测量弹簧高度，以确定需要安装的弹簧。

   2、与轮胎有关的三阶振动
   尽管内三通联轴节磨损或损坏会导致起步颤动，内三通联轴节磨损或损坏后，还会导致与车速有关的三阶轮胎振动。三通联轴取名于其设计特点：三通或三道联轴节有三个枢轴，安装在滑道或座中。该总成可以自由地内、外移动，补偿悬架移动时传动轴长度的变化。
   联轴节磨损或损坏、联轴节自由行程或间隙过大时会出现与轮胎有关的三阶振动。联轴节磨损后，主传动轴每转一圈产生3次扰动。由于主传动轴与车轮转速相同，因此将导致与轮胎有关的三阶振动。

   3、轰鸣噪声
   前轮驱动轮毂和轴承总成产生较低轰鸣噪声，且随车速提高而增大。轮胎和轴承能够产生相似噪声。轮胎和轴承对车速敏感。
   为了区分轮胎噪声和轴承噪声，直线行车并向两侧打转向盘数次。车轮轴承磨损一般表现为转弯时噪声增加。如果在右转弯时噪声增加，则问题通常在左车轮轴承，另一侧的轴承正常。如果轴承和轮胎没有问题，转弯时噪声增加是因轴承上的载荷过大而引起的。
   4、转弯时出现喀嗒噪声或颤动通常是由于外侧等速万向节磨损或损坏所致。检查主动轴外观时，查看外侧等速万向节护套是否损坏。如果护套损坏，污染物如灰尘和油泥会损坏润滑并导致万向节早期损坏，等速万向节将不能平稳操作，造成振动。

   三、与发动机有关的振动     
   发动机振动往往是由如下一种或多种情况所致：一阶发动机失衡。与发动机点火顺序和频率有关的振动；发动机本身的抖动；发动机驱动附件引起的振动。由于这些振动是与发动机速度相关的，因此它们一般也对转矩敏感。这些振动可能在不同的车辆或路面速度下出现和消失，但是在相同的发动机速度上却总会出现。在空档升速测试、挂低档测试、制动器转矩测试等路试过程中存在的任何故障或振动，应被看作与发动机速度相关；而在空档滑行减速测试中存在的振动与发动机速度无关。

   1、一阶发动机失衡

为车狂

如果曲轴旋转部件不平衡或跳动量过大，就会出现发动机失衡。引起发动机一阶振动的相关部件如图4所示。一阶发动机失衡的检查步骤如下：
   （1）执行空档升速测试，注意振动最恶劣时的转速。
   （2）检查所有动力系安装座，根据需要进行维修或更换。
   （3）检查排气系统各构件是否卡滞或接触车架。
   （4）标记变矩器至飞轮的位置。
   （5）将变矩与飞轮断开并将变矩推后。
   （6）系紧变矩器，使其与飞轮分离。
   （7）再次执行空档升速测试，检查是否出现摇摆或横向跳动，若出现摇摆或横向跳动，更换飞轮。在三个不同位置重新标定变矩器。如果仍有扰动，更换变矩器。
   （8）如果仍有振动，检查扭转减速器。
   （9）如果仍有振动，则故障与发动机残余失衡有关。残余失衡则需要在扭转减振器皮带轮螺栓上加垫片、更换不同硬度的长螺栓等方法进行校正。

   2、与发动机点火频率有关的振动
   所有发动机都有一个由点火频率引起的点火扰动，频率，但要防止扰动进入乘客室。点火频率取决于缸数，如表2如示。发动机级数等于气缸数目的一半，这是因为四冲程发动机曲轴需要旋转两整圈，才能完成所有气缸的点火。      

与点火频率有关的振动症状是：可能对转矩敏感；与发动机速度有关；听起来像隆隆声或嗡嗡声；感觉的振动是抖动、颠簸或喘振（取决于缸数）。排除这类问题的关键在于将振动与乘客室或车身隔离。与发动机点火频率有关的振动检查步骤是：
   （1）检查发动机支座是否损坏，必要时更换支座。
   （2）检查变速器支座是否损坏或断裂，必要时更换。
   （3）检查排气管吊钩。排气系统热车时会膨胀25－50mm，检查时每次拆卸一个吊钩，根据需要进行调整或更换。
   （4）润滑歧管挠性连接。
   （5）检查空调和P／S管。将软管与车身隔离，安装好夹持器。
   （6）检查传动带是否抖动。
   （7）检查辅助单元紧固件是否损坏或松动。
   （8）检查车身面板焊接件是否丢失或松开。
   （9）拆卸通往乘员室的后装设备。
   （10）检查排气系统和动力系统支座。必要时，重新安放发动机并按如下步骤对准排气系统。
   1） 松开支座和吊钩。
   2） 将动力系从前进档挂上倒档。
   3） 将动力系保持在松弛位置，紧固所有紧固件。
   有些振动属于正常。将振动与类似的车辆进行对比，感受什么样的振动在实用中是可以接受的。

   3、发动机本身的抖动力

   同点火频率一样，有些发动机扰动是正常的。有些发动机会因气缸的布置、设计、点火顺序等产生其他振动。
在尝试对某种振动进行维修之前，要将振动与另一辆已知性能良好车辆进行对比。尽管有些振动属于正常，但用户不一定对振动满意。
解决固有的发动机振动的关键是将振动与乘客室隔离。处理方法与发动机点火频率相关的振动相似。

   4、发动机驱动附件

发动机的驱动附件如图5所示。发动机驱动附件的振动检查步骤是：
   （1） 将振动与已知正常的车辆进行对比，检查是否异常。
   （2） 拆卸传动带。
   （3） 如果振动停止，则安装传动带。每次操作一个附件，以便确定到底是哪一个对振动的影响最大。
   （4） 检查发动机点火频率的附件载荷。
   （5） 检查带轮是否未定位或弯曲。根据需要进行维修或更换。
   （6） 检查空调系统是否过充，必要时排干后重新加注。
   （7） 检查发动机机油液面。根据需要添加或排出机油。

   四、轮胎和车轮振动

轮胎、车轮、制动盘和车轮毂应按“症状”进行系统测试。

   1、轮胎跳动的测量

   由于轮胎和车轮总成的跳动直接影响失衡大小和径向力的偏差，应首先排除跳动故障。随着跳动量的减少，失衡和作用力变化也将降低，同时可以排除径向和横向圆跳动。测量轮胎和车轮总成跳动方法有车上和车下测量两种，车下跳动测试前首先在车上检查外观。
   如果车下测量与车上测量明显不同，则跳动故障的原因可能是如下之一：
   1）又头螺栓圆周跳动。
   2）轮毂法兰跳动。
   3）车轮和车辆之间的装配故障。

   （1）测量轮胎跳动：如果车辆在一处放置了很长时间，则轮胎接地点会出现扁平点。扁平点将影响跳动的读数。测量任何跳动前应驱车行驶足够的距离，使轮胎预热，消除扁平点。
   1）举升车辆或用千斤顶支撑起车辆。
   2）用手在车上旋转各轮胎，获得初步跳动量指示。了可低速运转发动机，使轮胎转动，用肉眼前后检查跳动。
   3）标记各轮胎和车轮总成与车轮螺柱的相对位置及其在车辆上的位置，以备参考。
   4）一次拆卸一对轮胎和车轮总成，将各总成安装在旋转式车轮平衡机上，使圆锥穿过中心定位孔背部，将轮胎和车轮总成固定在平衡机上。
   5）测量横向圆跳动，将千分表放在轮胎侧壁平面上，尽可能接近轮胎花纹。轮胎的径向圆跳动如图6所示，横向圆跳动如图7所示。测量径向圆跳动时用胶带固定外缘，以使千分表上的读数稳定。

   （2）轮胎跳动的消除：如果跳动过大，如图8所示，在轮胎上标记最高点和最低点的位置。下一步确定跳动故障出现在轮胎、车轮还是两者组合中，然后排除故障。

为车狂

   如果配套装配未能使跳动符合公差要求，将轮胎从车轮上拆卸并测量车轮跳动。
   如果车上和车下测量的跳动差别较大，则跳动故障是由于如下原因之一所致：双头螺栓圆周跳动，轮毂法兰跳动，车轮和车辆之间存在装配故障。

  3、轮胎径向力及横向力变化引起的振动

轮胎径向力的变化（如图0782）是轮胎旋转并与地面接触时其刚度发生的变化。轮胎和车轮总成因轮胎卡钳中的帘布层一般不会引发故障。在总成与地面接触时，轮胎上的硬化点可导致轮胎和车轮总成向上反弹。
如果轮胎仅有一个刚性点，从而形成一阶轮胎和车轮振动。如果轮胎有两个刚性点，则两个点会引发二阶振动。一阶和二阶轮胎和车轮振动是径向力变化引起常见的结果。三阶、四阶甚至更高阶的振动十分罕见。

   如果怀疑径向力变化是轮胎和车轮总成振动的一个因素，则应更换一个或多个性能可靠的轮胎和车轮总成。
轮胎的横向力变化如图14所示，横向力变化有使车辆侧向或横向反弹的趋势。横向力变化与径向力变化原理相同。轮胎内的弯曲内带有可能是引起横向力的原因。在安装更换轮胎前，用替换轮胎测试车辆。
横向力变化情况比较罕见。消除横向力变化的最佳方法是确保轮胎和车轮总成的横向圆跳动绝对值最小。如果横向力变化过大，车辆将在8－40Km/h的低速下产生摇摆和摆动。

   4、车轮轮毂／轴桥法兰跳动

出现横向跳动时，如果正在执行车上的测试程序，而未在车下测试，需检查车轮轮毂／轴桥法兰跳动，如图15所示。测试步骤如下：
   （1）将千分表放在轮毂、轴桥法兰或车轮螺栓制动盘外侧的机加工面上。
   （2）旋转轮毂，找到最低点。
   （3）在低位点将度盘指示器设置为0。
   （4）再次旋转轮毂并检查总跳动量，径向圆跳动公差为0.07820mm。
   当遇到车下径向圆跳动与车上径向圆跳动明显不同或早期消除轮胎和车轮振动条件的方法一直不太成功时，需检查车轮螺柱跳动量。车轮螺柱的检查如图16所示。
   （1）放置千分表，使其与车轮装配双头螺栓接触。尽量靠近法兰测量双头螺栓的径向圆跳动。
   （2）转动轮毂以记录每个双头螺栓的数值。
   （3）在最低的双头螺栓上将度盘指示器调0。
   （4）再次旋转轮毂并检查总跳动量。径向圆跳动公差为0.80mm

windy010

很好的资料，有没有完整版的啊。楼主可以分享一下吗

yuping.li3000

关于制动器转矩测试步骤如下有些不明白：比如阻挡前车轮怎么个挡法，有无前后驱动之分？挂前进档档位一般是直接档吗？请赐教。

langzi198410

很好的资料 太感谢了