縱臂彈性襯套異響原因及改進(jìn)措施

金根明 賀曉鋼

（寧波躍進(jìn)汽車(chē)前橋有限公司，浙江 寧波 315021）

1 概述

彈性襯套廣泛應(yīng)用于汽車(chē)零部件，起到傳力、緩沖、減振等作用。襯套在汽車(chē)行業(yè)被廣泛使用，尤其在汽車(chē)底盤(pán)總成連接中發(fā)揮不可或缺的作用。我公司在一款汽車(chē)底盤(pán)件后縱臂的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，采用襯套與車(chē)身連接的方式，遇到襯套在極端路況下的異響問(wèn)題，通過(guò)對(duì)該問(wèn)題產(chǎn)生的原因分析，采取了有效的改進(jìn)措施，消除了異響，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。

2 問(wèn)題的產(chǎn)生

在我司開(kāi)發(fā)的一款后懸總成過(guò)程中，后懸在極端路況試驗(yàn)時(shí)產(chǎn)生異響，通過(guò)排除法對(duì)各總成逐一排查，最終發(fā)現(xiàn)異響是由于襯套引起。該襯套是中空結(jié)構(gòu)，起到增加產(chǎn)品柔性，在車(chē)輛起步和急剎情況下提高乘員舒適性的作用。彈性襯套開(kāi)發(fā)中為了達(dá)到產(chǎn)品疲勞壽命而增加縮徑量，增加縮徑量可以有效提高襯套疲勞壽命。但在這種情況下使產(chǎn)品橡膠撞塊之間間隙由1.5mm變小到幾乎為零，在極端路況、極端環(huán)境試驗(yàn)過(guò)程中，兩橡膠撞塊直接接觸，在襯套運(yùn)動(dòng)扭轉(zhuǎn)過(guò)程產(chǎn)生異響。

3 原因分析及改進(jìn)措施

圖1

圖2

3.1 原因分析：

綜上得出以下分析結(jié)果：

① 影響因素一：天氣變冷，在氣溫達(dá)到零下時(shí)，橡膠硬度變高；

② 影響因素二:車(chē)輛在正弦路面運(yùn)行過(guò)程中，由于兩撞塊之間過(guò)大的正壓力及扭轉(zhuǎn)位移。

由于橡膠硬度變高，在撞塊間正壓力變大并相對(duì)扭轉(zhuǎn)過(guò)程中，兩橡膠的相互摩擦產(chǎn)生異響。

后縱臂彈性襯套本身作用就是在車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程中減震、降噪，提高車(chē)輛舒適性。產(chǎn)品在開(kāi)發(fā)過(guò)程中重點(diǎn)關(guān)注產(chǎn)品的疲勞性能（壽命）及剛度性能（舒適性），為了達(dá)到產(chǎn)品疲勞性能，經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)及改進(jìn)，通過(guò)增加縮徑量（縮徑量由原來(lái)的2mm增大到3.5mm），大幅提高產(chǎn)品疲勞性能，產(chǎn)品疲勞由30萬(wàn)次開(kāi)裂提高到130萬(wàn)次沒(méi)有開(kāi)裂。但此時(shí)，由于增大縮徑量，使產(chǎn)品橡膠撞塊之間間隙變小由1.5mm基本縮小為零，天氣變化，氣溫較低后兩撞塊硬度變大，在極端路況下撞塊之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)量及作用力增加，因而產(chǎn)生摩擦異響。

3.2 采取的改進(jìn)措施：

增大縮徑量：前期縮徑量為1.5-2mm，為了滿(mǎn)足疲勞增大縮徑量到3.5-4mm，該流程是將襯套的外套管直徑增大2mm，硫化后將直徑縮徑到要求尺寸。

具體改進(jìn)是優(yōu)化橡膠撞塊間隙：由于撞塊間間隙小造成惡劣天氣，極端路況下異響，因此將撞塊間間隙加大，同時(shí)不能對(duì)產(chǎn)品剛度性能影響過(guò)大。經(jīng)過(guò)多輪測(cè)試驗(yàn)證確定改間隙在1.5mm左右為最佳。具體實(shí)施流程是：修改硫化模具，增大硫化后間隙，保證縮徑后間隙在1.5mm。

其它影響因素分析：因縱臂襯套異響問(wèn)題，由原來(lái)的無(wú)間隙改成留出了1.5mm間隙。這樣可以解決因橡膠塊無(wú)間隙問(wèn)題引起的車(chē)輛運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的異響。由于間隙小在襯套硫化工藝過(guò)程中，易造成橡膠塊之間處產(chǎn)生飛邊，經(jīng)分析驗(yàn)證，該飛邊不會(huì)對(duì)產(chǎn)品性能造成影響，同時(shí)也不會(huì)造成異響問(wèn)題。另外如果該處間隙過(guò)大將影響產(chǎn)品剛度性能，降低車(chē)輛的舒適性，同時(shí)在極端路況下由于沖擊過(guò)大會(huì)產(chǎn)生兩撞塊間過(guò)大的碰撞沖擊。

4 試驗(yàn)與驗(yàn)證

整改后縱臂彈性襯套疲勞達(dá)到臺(tái)架試驗(yàn)130萬(wàn)次無(wú)開(kāi)裂，符合大綱100萬(wàn)次無(wú)開(kāi)裂的要求。該產(chǎn)品狀態(tài)經(jīng)過(guò)1萬(wàn)公里強(qiáng)化路試后，產(chǎn)品無(wú)開(kāi)裂現(xiàn)象，證明了產(chǎn)品的可靠性達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。整改后橡膠撞塊相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)摩擦小，經(jīng)試裝驗(yàn)證，消除了異響情況。且線(xiàn)性段性能不變，剛度性能更接近標(biāo)桿件結(jié)構(gòu)狀態(tài)，且疲勞優(yōu)于CKD件（圖2）。

結(jié)語(yǔ)

彈性襯套在汽車(chē)中應(yīng)用廣泛，當(dāng)今社會(huì)汽車(chē)不僅僅是代步工具，人們?cè)谑褂闷?chē)的過(guò)程中對(duì)其舒適性、可靠性的要求越來(lái)越高。汽車(chē)制造企業(yè)為了迎合顧客的需求，在汽車(chē)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中需要不斷提高整車(chē)的舒適性。在底盤(pán)總成中主要是剛性件之間相互連接，通過(guò)彈性襯套起到柔性連接的作用，而襯套的不斷改進(jìn)為提高整車(chē)的舒適性提供了可能。為了在原有的基礎(chǔ)上提高整車(chē)舒適性，襯套由原來(lái)實(shí)心結(jié)構(gòu)向空心結(jié)構(gòu)改進(jìn)，在改進(jìn)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員又要考慮產(chǎn)品的可靠性（疲勞壽命），因此需要不斷試驗(yàn)，確保產(chǎn)品達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。而我司該款后縱臂的異響問(wèn)題，就是在設(shè)計(jì)改進(jìn)產(chǎn)品舒適性過(guò)程中，提高產(chǎn)品可靠性時(shí)產(chǎn)生的。問(wèn)題產(chǎn)生后我司設(shè)計(jì)各種方案，通過(guò)多輪試驗(yàn)確定最終方案，采取以上措施，成功解決了后縱臂的異響問(wèn)題，且可靠性?xún)?yōu)于CKD件，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。

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