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汽车底盘异响故障诊断方法研究

学校代码：

10128

学号：

200940331047

专科毕业论文

题目：

汽车底盘异响故障诊断方法研究

学生姓名：

范启星

学院：

能源与动力工程学院

系别：

交通运输系

专业：

汽车检测与维修

班级：

汽检09

指导教师：

刘占峰教授

二〇一二年六月

摘要

随着汽车的发展，汽车已经成为人们必不可少的交通工具。

汽车底盘维修已经成为汽车维修人员必备的技术。

本文主要介绍汽车底盘的组成和功用，传动系的组成和功用，汽车异常响声的诊断：

响声产生的机理、响声的特征与规律、汽车的响声分类、汽车零件的运动形式影响发动机异常响声的因素、汽车底盘的异常响声、刹车的响声、车外风噪声、汽车行驶中产生的风声的特征、紧固件零件松动的响声、异常响声的判断方法与分析汽车行驶系故障实例分析汽车底盘故障中异响的判断和诊断方法，汽车在行驶过程中，有时底盘某一部分会发出异常声响，这是汽车即将产生某种故障的先兆，若不及时排除，不但会造成经济上的损失，甚至危及行车安全。

必须根据异响的特征找出发出的确切部位与原因，及早加以排除，以免造成更大的机械损坏或发生交通事故。

关键词：

汽车底盘，异响，安全

Abstract

Thispapermainlyintroducestheautomobilechassisfaultofabnormalsoundjudgmentanddiagnosismethod,inthedrivingprocessofanautomobilechassis,sometimesacomponentemitsabnormalsound,thisisthecarisabouttoproducesomefaultwith,ifnotpromptlyremoved,willnotonlycauseeconomiclosses,andevenendangertrafficsafety.Accordingtothecharacteristicsofabnormalsoundmustfindouttheexactpositionandreason,assoonaspossibletobeeliminated,inordertoavoidgreatermechanicaldamageortrafficaccidents

Keywords:

Automotivechassis，abnormalsound，safety

目录

绪论1

第一章汽车底盘的组成和功用2

1.1传动系2

1.2行驶系2

1.3转向系2

1.4制动系3

第二章传动系的组成和功用4

2.1离合器4

2.1.1离合器的功用4

2.1.2离合器的工作原理4

2.1.3离合器的种类4

2.2变速器6

2.2.1自动变速器的发展及其优越性6

2.2.2自动变速器的特点7

2.2.3自动变速器的分类7

2.3自动变速器的组成8

2.4变速器常见故障和诊断10

2.4.1变速器异响10

2.4.2齿轮与花键的检修11

2.4.3轴的检修11

2.4.4同步器检修11

2.4.5变速器壳体的检修11

2.4.6盖的检修12

2.4.7轴承的检修12

2.4.8操纵机构检修12

2.5万向传动装置12

2.5.1传动轴异响及振抖12

2.5.2中间支承总成异响14

2.5.3万向节和伸缩节异响14

2.6驱动桥15

2.6.1驱动桥组成、功用及分类15

2.6.2主减速器功用及分类16

2.6.3差速器功用及分类16

第三章汽车异常响声的诊断与分析18

3.1响声产生的机理18

3.2响声的特征与规律18

3.3汽车的响声分类19

3.4汽车零件的运动形式19

3.5影响发动机异常响声的因素19

3.6汽车底盘的异常响声20

3.7刹车的响声21

3.8车外风噪声汽车行驶中产生的风声的特征21

3.9紧固件零件松动的响声21

3.10异常响声的判断方法21

第四章汽车行驶系故障实例分析23

结论25

参考文献26

谢辞28

绪论

汽车故障是在一定条件下表现出来的,常见故障现象有性能反常、外观反常、作用反常、响声反常、气味反常、温度反常等。

常用汽车故障判断方法有听、看、摸、试和比较等。

通过听,可以辨别各部件工作时发出的声音是否正常;通过看,可以直接观察汽车的异常现象;摸机件,通过手感来判断机件的工作正常与否;试是通过对发动机或底盘的路试等试验手段,使故障现象再现或检验故障判断正确与否;比较是对怀疑有问题的部件与正常的相同零部件进行调换,判断部件的工作正常与否。

本文主要介绍本文主要介绍汽车底盘的组成和功用：

汽车底盘由传动系、行驶系、转向系和制动系等四大系统组成，其功用是接收发动机的动力，使汽车运动并保证汽车能够按照驾驶员的操纵正常行驶。

传动系的组成和功用汽车发动机与驱动轮之间的动力传递装置。

汽车异常响声的诊断与分析通过响声产生的机理、响声的特征与规律、汽车的响声分类、汽车零件的运动形式影响发动机异常响声的因素、汽车底盘的异常响声、刹车的响声、车外风噪声、汽车行驶中产生的风声的特征、紧固件零件松动的响声、异常响声的判断方法与分析、汽车底盘故障中异响的判断和诊断方法，汽车在行驶过程中,有时底盘某一部位会发出异常声响,这是汽车即将产生某种故障的先兆,若不及时排除,不但会造成经济上的损失,甚至危及行车安全。

第一章汽车底盘的组成和功用

汽车底盘由传动系、行驶系、转向系和制动系等四大系统组成，其功用是接收发动机的动力，使汽车运动并保证汽车能够按照驾驶员的操纵正常行驶。

1.1传动系

汽车传动系是从发动机到驱动车轮之间所有动力传递装置的总称。

不同配置的汽车，传动系的组成不同。

如载货汽车及部分轿车，其传动系一般由离合器、手动变速器、万向传动装置（万向节和传动轴）、驱动桥（主减速器、差速器、半轴、桥壳）等组成，而轿车中采用自动变速器的越来越多，其传动系包括自动变速器、万向传动装置、驱动桥等，即用自动变速器取代了离合器和手动变速器。

汽车传动系的功用是将发动机的动力传给驱动车轮。

1.2行驶系

组成：

行驶系由汽车的车架、车桥、车轮（注意）和悬架等组成。

功用：

汽车的车架、车桥、车轮和悬架等组成了行驶系，行驶系的功用是：

（1）接受传动系的动力，通过驱动轮与路面的作用产生牵引力，使汽车正常行驶。

（2）承受汽车的总重量和地面的反力。

（3）缓和不平路面对车身造成的冲击，衰减汽车行驶中的振动，保持行驶的平顺性。

（4）与转向系配合，保证汽车操纵稳定性。

1.3转向系

汽车转向系主要由转向操纵构，汽车转向系的功用是保证方向行驶。

按照转向能源的不同，转向系可以分为机械转向系和动力转向系这两大类。

机械转向系以驾驶员的体力作为转向能源，其中所有的传力部件都是机械的，机械式转向系由转向操纵机构（方向盘）、转向器和转向传动机构三大部分组成。

由于它完全是以人的体力作为转向能源，容易使驾驶员感到疲劳。

为了解决这个问题，动力转向系出现了，它是以驾驶员的体力和发动机动力作为转向能源的。

在正常情况下，汽车转向所需的能量只有一小部分由驾驶员提供，而人部分是由发动机通过转向助力装置提供的，但当转向助力装置失效时，还必须保证能由驾驶员自己独立完成汽车转向的任务。

因此，动力转向系也就是在机械式转向系的基础上加设了一套转向助力装置。

1.4制动系

每一辆汽车的制动系至少应该具备两套系统，即行车制动系和驻车制动系。

行车制动系（可以理解为我们平时所说的脚刹）的作用也就是在汽本行驶过程中降低速度和停车，驻车制动系（可以理解为我们平时所说的手刹）的作用是使已经停驶的汽车驻留原地不动。

除了这两套基本的制动系统外，许多国家还规定了汽车必须具备第二制动系，其作用是保证行车制动系失效后能够实现正常减速和停车。

制动系由供能装置、控制装置、传动装置和制动器这四部分组成。

[7]

第二章传动系的组成和功用

2.1离合器

2.1.1离合器的功用

离合器安装在发动机与变速器之间，用来分离或接合前后两者之间动力联系。

其功用为：

（1）使汽车平稳起步；

（2）中断给传动系的动力，配合换档；（3）防止传动系过载。

[8]

2.1.2离合器的工作原理

离合器的主动部分和从动部分借接触面间的摩擦作用，或是用液体作为传动介质（液力偶合器），或是用磁力传动（电磁离合器）来传递转矩，使两者之间可以暂时分离，又可逐渐接合，在传动过程中又允许两部分相互转动。

目前在汽车上广泛采用的是用弹簧压紧的摩擦离合器（简称为摩擦离合器）。

发动机发出的转矩，通过飞轮及压盘与从动盘接触面的摩擦作用，传给从动盘。

当驾驶员踩下离合器踏板时，通过机件的传递，使膜片弹簧大端带动压盘后移，此时从动部分与主动部分分离。

摩擦离合器应能满足以下基本要求：

（1）保证能传递发动机发出的最大转矩，并且还有一定的传递转矩余力。

（2）能作到分离时，彻底分离，接合时柔和，并具有良好的散热能力。

（3）从动部分的转动惯量尽量小一些。

这样，在分离离合器换档时，与变速器输入轴相连部分的转速就比较容易变化，从而减轻齿轮间冲击。

（4）具有缓和转动方向冲击，衰减该方向振动的能力，且噪音小。

（5）压盘压力和摩擦片的摩擦系数变化小，工作稳定。

（6）操纵省力，维修保养方便。

[12]

2.1.3离合器的种类

汽车离合器有摩擦式离合器、液力偶合器、电磁离合器等几种。

摩擦式离合器又分为湿式和干式两种。

液力偶合器靠工作液（油液）传递转矩，外壳与泵轮连为一体，是主动件；涡轮与泵轮相对，是从动件。

当泵轮转速较低时，涡轮不能被带动，主动件与从动件之间处于分离状态；随着泵轮转速的提高，涡轮被带动，主动件与从动件之间处于接合状态。

电磁离合器靠线圈的通断电来控制离合器的接合与分离。

如在主动与从动件之间放置磁粉，则可以加强两者之间的接合力，这样的离合器称为磁粉式电磁离合器。

目前，与手动变速器相配合的绝大多数离合器为干式摩擦式离合器，按其从动盘的数目，又分为单盘式、双盘式和多盘式等几种。

湿式摩擦式离合器一般为多盘式的，浸在油中以便于散热。

采用若干个螺旋弹簧作为压紧弹簧，并将这些弹簧沿压盘圆周分布的离合器称为周布弹簧离合器。

采用膜片弹簧作为压紧弹簧的离合器称为膜片弹簧离合器。

[2]

离合器常见故障和诊断

（1）分离不彻底

现象：

发动机怠速运转，踩下离合器踏板，原地挂档有齿轮撞击声，且难以挂入，情况严重时，会导致发动机熄火。

产生原因及排除方法：

离合器自由行程过大，当踩下踏板时不能使膜片弹簧充分压缩，排除方法是进行调整；从动盘正反面装错，造成从动盘仍与飞轮有摩擦，排除方法是重新装配；从动盘翘曲变形，使从动盘与飞轮或压盘仍有摩擦，排除方法是进行校正从动盘；从动盘花键毂在变速器一轴（输入轴）上移动不灵活，造成从动盘与压盘或飞轮仍有摩擦，使离合器分离不彻底，排除方法是更换从动盘。

（2）起步发抖

现象：

起步时，离合器不能平稳结合，而产生抖动。

产生原因及排除方法：

从动盘的钢片或压盘发生翘曲，变形造成从动盘不能正常与飞轮或压盘接合，排除方法是更换从动盘或压盘；飞轮与从动盘的接触面偏摆，造成飞轮与从动盘不正常接触，排除方法，修复飞轮；从动盘上缓冲片或减震弹簧折断，造成从动盘不正常工作，排除方法是更换从动盘；从动盘上铆钉松动或露出，造成铆钉与飞轮或压盘接触，排除方法是更换从动盘；压盘总成与飞轮的固定螺栓松动，造成从动盘与压盘不正常接触，排除方法是紧固螺栓。

（3）离合器打滑

现象：

放松离合器时，汽车不能起步；加速时发动机转速上升，但车速不相应升高；上长坡时，离合器冒烟且有糊味。

当拉紧驻车制动器，进行起步试验时，发动机本应熄火，若不熄火，表示离合器确实打滑。

产生原因及排除方法：

离合器踏板自由行程太小或没有，膜片弹簧力全部或部分作用在操纵机构，而使从动盘不能很好地与飞轮及压盘压紧。

排除方法为调整离合器自由行程；从动盘上有油污，造成从动盘表面摩擦力减小。

排除方法是去除从动盘油污并排除漏油故障；从动摩擦片、压盘和飞轮工作面磨损严重，厚度减薄。

排除方法是更换从动盘；弹簧退火，膜片弹簧疲劳或开裂。

排除方法是更换压盘总成；离合器压盘与飞轮之间固定螺钉松动。

排除方法是紧固螺栓；分离轴承套筒与其导管之间因油污、尘腻或卡住而不能回位。

排除方法是清洗导管。

[11]

（4）异响

现象：

离合器分离或接合时发出不正常响声。

原因及排除方法：

分离轴承缺少润滑剂干磨或轴承损坏。

排除方法是更换分离轴承；从动盘花键孔与轴配合松旷。

排除方法是更换从动盘；从动盘摩擦片铆钉松动或铆钉头露出。

排除方法是更换从动盘；分离轴承套筒与其导管之间有油污、灰尘或分离轴承回位弹簧与离合器踏板回位弹簧疲劳、折断、脱落，造成分离轴承回位不佳。

排除方法是清洗更换损坏零件；从动盘减震弹簧退火、疲劳或折断。

排除方法是更换从动盘。

[1]

2.2变速器

2.2.1自动变速器的发展及其优越性

自动变速器是汽车上一个高科技的机电一体化产品。

随着电子技术、计算机技术、液压控制技术的综合发展，汽车自动变速器的控制技术也由全液压式（AT）发展到电控式（ECT）。

新型的电控式自动变速器已应用智能计算机和脉宽调制式压力阀，大大地改善了自动变速器的性能。

而且，在引擎控制计算机和自动变速器控制计算机之间进行通讯和联合控制，使整车的控制性能大为提高。

与此同时，自动变速器在内燃机车、工程机械、船舶等方面也得到了广泛地应用。

它的优越性主要体现在以下几个方面：

（1）操作简单、省力，提高了运行安全性和乘坐地平稳性

安装了自动变速器的汽车取消了离合器踏板。

在变速过程中，通过变速杆选择了换档范围以后，在一般情况下，就不在需要任何换檔动作。

手动换档：

驾驶员根据路况，操纵换档杆，通过滑移齿轮达到换档目的。

自动换档：

计算机或自动控制系统，接受各种传感器的数值，根据预先设定的程序，当达到换文件条件时，计算机板自动发出控制指令，使，自动变速器换档[15]

（2）延长了机件寿命

自动变速器采用的液力变矩器可以吸收和消除传动装置的动载荷。

由于自动变速器的自动换档避免了换档时产生的冲击与动载，因此，一般可使传动零件的使用寿命延长2-3倍。

据统计，在恶劣条件下，装自动变速器汽车的传动轴上，其最大扭矩振幅只相当于手动机械变速器的20-40％。

因此，也使发动机的使用寿命提高了0.5-2.0倍。

（3）提高了汽车的动力性

自动变速器中的液力变矩器由于它本身所具有的性能和它自身能自动连续地变速，从而提高了汽车起动的加速性。

由于自动变速器在换文件过程中传动系统传递的动力不中断，而且没有手动换档过程中减少供油的操作，再加上自动换档在时机的控制上能保证发动机功率得以充分利用，所以，自动换档可以得到很好地加速性，而且提高了平均速度。

2.2.2自动变速器的特点

自动变速器具有操作容易、驾驶舒适、能减少驾驶者疲劳的优点，已成为现代轿车配置的一种发展方向。

装有自动变速器的汽车能根据路面状况自动变速变矩，驾驶者可以全神贯的注视路面交通而不会被换档搞得手忙脚乱。

2.2.3自动变速器的分类

（1）按变速形式分

可分为有级变速器与无级变速器两种：

有级变速器是具有有限几个定值传动比（一般有3～5个前进挡和一个倒挡）的变速器；无级变速器是能使传动比在一定范围内连续变化的变速器，无级变速器目前在汽车上应用已逐步增多。

（2）按无级变矩的种类分

①液力变矩器自动变速器就是在液力变矩器后面装一个齿轮变速系统。

②机械式自动变速器它是由离合器和依据车速、油门开度改变,V型带轮的作用半径而实现无级变速的。

③“电动轮”无级变速它取消了机械传动中的传统机构，而代之以电流输至电动机，以驱动和电动机装成一体的车轮。

（3）按自动变速器前进挡的挡位数不同分

自动变速器按前进挡的档位数不同，可分为2个前进挡、3个前进挡、4个前进挡三种。

早期的自动变速器通常为2个前进挡或3个前进挡。

这两种自动变速器都没有超速挡，其最高挡为直接挡。

新型轿车装用的自动变速器基本上都是4个前进挡，即设有超速挡。

这种设计虽然使自动变速器的构造更加复杂，但由于设有超速挡，大大改善了汽车的燃油经济性。

（4）按齿轮变速器的类型分

自动变速器按齿轮变速器的类型不同，可分为普通齿轮式和行星齿轮式两种。

普通齿轮式自动变速器体积较大，最大传动比较小，使用较少。

行星齿轮式自动变速器结构紧凑，能获得较大的传动比，为绝大多数轿车采用。

（5）按齿轮变速系统的控制方式分

①液控自动变速器液控自动变速器是通过机械的手段，将汽车行驶时的车速及节气门开度两个参数转变为液压控制信号；阀板中的各个控制阀根据这些液压控制信号的大小，按照设定的换挡规律，通过控制换挡执行机构动作，实现自动换挡，现在使用较少。

②电控液动自动变速器电控液动自动变速器是通过各种传感器，将发动机转速、节气门开度、车速、发动机水温、自动变速器液压油温度等参数转变为电信号，并输入电脑；电脑根据这些电信号，按照设定的换挡规律，向换挡电磁阀、油压电磁阀等发出电控制信号；换挡电磁阀和油压电磁阀再将电脑的电控信号转变为液压控制信号，阀板中的各个控制阀根据这些液压控制信号，控制换挡执行机构的动作，从而实现自动。

[2]

2.3自动变速器的组成

自动变速器的厂牌型号很多，外部形状和内部结构也有所不同，但它们的组成基本相同，都是由液力变矩器和齿轮式自动变速器组合起来的。

常见的组成部分有液力变矩器、行星齿轮机构、离合器、制动器、油泵、滤清器、管道、控制阀体、速度调压器等，按照这些部件的功能，可将它们分成液力变矩器、变速齿轮机构、供油系统、自动换挡控制系统和换挡操纵机构等五大部分。

（1）液力变矩器

液力变矩器位于自动变速器的最前端，安装在发动机的飞轮上，其作用与采用手动变速器相似。

它利用油液循环流动过程中动能的变化将发动机的动力传递自动变速器的输入轴，并能根据汽车行驶阻力的变化，在一定范围内自动地、无级地改变传动比和扭矩比，具有一定的减速增扭功能。

（2）变速齿轮机构

自动变速器中的变速齿轮机构所采用的型式有普通齿轮式和行星齿轮式两种。

采用普通齿轮式的变速器，由于尺寸较大，最大传动比较小，只有少数车型采用。

目前绝大多数轿车自动变速器中的齿轮变速器采用的是行星齿轮式。

变速齿轮机构主要包括行星齿轮机构和换档执行机构两部分。

行星齿轮机构，是自动变速器的重要组成部分之一，主要由于太阳轮（也称中心轮）、内齿圈、行星架和行星齿轮等元件组成。

行星齿轮机构是实现变速的机构，速比的改变是通过以不同的元件作主动件和限制不同元件的运动而实现的。

在速比改变的过程中，整个行星齿轮组还存在运动，动力传递没有中断，因而实现了动力换挡。

换挡执行机构主要是用来改变行星齿轮中的主动元件或限制某个元件的运动，改变动力传递的方向和速比，主要由多片式离合器、制动器和单向超越离合器等组成。

离合器的作用是把动力传给行星齿轮机构的某个元件使之成为主动件。

制动器的作用是将行星齿轮机构中的某个元件抱住，使之不动。

单向超越离合器也是行星齿轮变速器的换挡元件之一，其作用和多片式离合器及制动器基本相同，也是用于固定或连接几个行星排中的某些太阳轮、行星架、齿圈等基本元件，让行星齿轮变速器组成不同传动比的挡位。

[8]

（3）供油系统

自动变速器的供油系统主要由油泵、油箱、滤清器、调压阀及管道所组成。

油泵是自动变速器最重要的总成之一，它通常安装在变矩器的后方，由变矩器壳后端的轴套驱动。

在发动机运转时，不论汽车是否行驶，油泵都在运转，为自动变速器中的变矩器、换挡执行机构、自动换挡控制系统部分提供一定油压的液压油。

油压的调节由调压阀来实现。

（4）自动换挡控制系统

自动换挡控制系统能根据发动机的负荷（节气门开度）和汽车的行驶速度，按照设定的换挡规律，自动地接通或切断某些换挡离合器和制动器的供油油路，使离合器结合或分开、制动器制动或释放，以改变齿轮变速器的传动化，从而实现自动换挡。

自动变速器的自动换挡控制系统有液压控制和电液压（电子）控制两种。

液压控制系统是由阀体和各种控制阀及油路所组成的，阀门和油路设置在一个板块内，称为阀体总成。

不同型号的自动变速器阀体总成的安装位置有所不同，有的装置于上部，有的装置于侧面，纵置的自动变速器一般装置于下部。

在液压控制系统中，增设控制某些液压油路的电磁阀，就成了电器控制的换挡控制系统，若这些电磁阀是由电子计算机控制的，则成为电子控制的换挡系统。

（5）换挡操纵机构

自动变速器的换挡操纵机构包括手动选择阀的操纵机构和节气门阀的操纵机构等。

驾驶员通过自动变速器的操纵手柄改变阀板内的手动阀位置，控制系统根据手动阀的位置及节气门开度、车速、控制开关的状态等因素，利用液压自动控制原理或电子自动控制原理，按照一定的规律控制齿轮变速器中的换挡执行机构的工作，实现自动换挡。

[5]

2.4变速器常见故障和诊断

2.4.1变速器异响

（1）空档发响

现象：

发动机低速运转，变速器处于空档位置有异响，踏下离合器板时响声消失。

原因：

变速器与发动机安装时曲轴与变速器第一轴中心线不同心，或变速器壳变形；第二轴前轴承磨损、污垢、起毛；变速器常啮齿轮磨损，齿侧间隙过大，或个别齿轮牙齿破裂；常啮齿轮未成对更换，啮合不良；轴承松旷、损坏、齿轮轴向间隙大；拔叉与接合套间隙过大。

（2）挂挡后发响

现象：

变速器挂入档位后发响,且车速越高声响越大。

原因：

轴的弯曲变形，花键与滑动齿轮毂配合松旷；齿轮啮合不当，轴承松旷；纵机构各连接处松动，拨叉变形。

（3）变速器跳档

现象：

变速器自动跳回空档。

原因：

齿轮齿长方向磨成锥形；自锁装置失效；轴、轴承磨损松旷；纵机构变形松旷，使齿轮在齿长方向啮合不足。

（4）挂挡困难

现象：

不能顺利挂入档位。

原因：

拨叉轴变形；自锁和互锁装置卡滞；变速杆损坏；同步器耗损或有缺陷；变速轴弯曲或花键损坏。

（5）变速器乱档

现象：

所挂挡位于所需档位不符，或一次挂入两个档。

原因：

换档杆预拨块间磨损；互锁装置失效。

（6）变速器发热

现象：

机动车驾驶一段路后，用手摸变速器，有烫手感觉。

原因：

轴承过紧；齿轮啮合间隙过小；润滑不良。

（7）变速器漏油

原因：

密封垫损坏；紧固螺栓松动；变速器壳破裂。

[4]

2.4.2齿轮与花键的检修

常见损伤：

磨损、齿面疲劳脱落及斑点、轮齿断裂及破碎。

检修：

齿面小斑点可用油石修磨，损伤严重应更换；齿轮端面磨损长度超过齿长的15％应更换；啮合面应在齿高中部，接触面积应大于齿轮工作面的60％；各部分间隙应符合规定。

2.4.3轴的检修

常见损伤：

磨损、变形、破裂。

检修：

用百分表测量弯曲变形，超标更换；用千分尺检查轴颈磨损程度，超标可焊修、镀铬或更换；轴上定位凹槽磨损、轴齿、花键齿损伤超标应更换。

2.4.4同步器检修

（1）锁环式同步器的检修

常见损伤：

各部分的磨损。

检修：

用厚薄规测量锁环和换档齿轮端面间的间隙，超限应更换；滑块、接合套