某車型副車架襯套壓出力偏小原因淺析

武偉 張宏君 高杰

摘 要：某款車型在試制階段，進(jìn)行副車架襯套壓出力檢測(cè)時(shí)，襯套出現(xiàn)壓出力偏小問(wèn)題。本文章主要對(duì)產(chǎn)生此問(wèn)題的原因進(jìn)行分析。根據(jù)副車架總成性能要求，通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證最終確定問(wèn)題真因主要為襯套外管強(qiáng)度不足、包膠過(guò)厚、壓力機(jī)進(jìn)給速度未明確，其在裝配過(guò)程中出現(xiàn)外管壓潰，導(dǎo)致襯套壓出力偏小問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：壓出力偏小；外管強(qiáng)度；壓潰；包膠厚度

襯套是懸架系統(tǒng)中的一個(gè)連接部件，一般用于各連接件間鉸接處（如：前懸架上擺臂與副車架連接處的大、小襯套；后懸架與車身連接處的縱臂襯套），屬于彈性元件。起到吸收沖擊、減小震動(dòng)，從而提高汽車的舒適性和操縱穩(wěn)定性。襯套外壁與安裝套管過(guò)盈配合連接，內(nèi)管與銷軸過(guò)盈配合或螺栓緊固連接，起彈性支撐、連接的作用；襯套有助于懸架系統(tǒng)隔離高頻固有頻率，降低路面不平引起的車內(nèi)噪聲；襯套在不改變低頻段隔振特性的前提下，大大改善系統(tǒng)在高頻段的隔振效果。襯套實(shí)現(xiàn)上述功能除本身的可靠性外，其與相關(guān)零部件配合位置連接的可靠性同樣至關(guān)重要，連接失效后不但會(huì)行車異響，輪胎磨損，操穩(wěn)變差，甚至造成事故。

長(zhǎng)城公司某款車型試制階段檢測(cè)副車架襯套壓出力時(shí)，壓出力要求為10kN，實(shí)測(cè)值為3.2kN、3.4kN 、5.3kN、6.7kN，10.4kN等，多數(shù)產(chǎn)品檢測(cè)不合格。襯套結(jié)構(gòu)及檢測(cè)工裝示意圖如下。

1 故障分析

1.1 壓力機(jī)進(jìn)給速度分析

在檢測(cè)此車型副車架襯套壓出力時(shí)發(fā)現(xiàn)，若襯套外徑尺寸與副車架套管內(nèi)徑尺寸保持不變，壓力機(jī)以不同進(jìn)給速度壓出襯套，得到的襯套最大壓出力有明顯差異。對(duì)于外管有包膠的襯套，壓力機(jī)進(jìn)給速度在一定范圍內(nèi)越大，襯套壓出力也越大。根據(jù)以往車型開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，把壓力機(jī)進(jìn)給速度設(shè)定為5mm/s所檢測(cè)的壓出力比較符合實(shí)際產(chǎn)品使用性能要求。

1.2襯套與套管配合過(guò)盈量分析

在襯套壓脫力偏小的情況下，通常是襯套與套管的配合過(guò)盈量偏小造成的。故在襯套外徑為 59mm保持不變時(shí)，把套管內(nèi)徑尺寸分別調(diào)整為 59mm、 59mm、 59mm，其對(duì)應(yīng)的壓出力見(jiàn)表1（單位：kN）：

[＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&][ 序號(hào)

內(nèi)徑

59

59

59][1

5.6

6.712

7.723][2

4.6

5.938

3.245][3

5.3

6.819

5.951][4

5.5

5.082

7.147][5

4.3

7.07

6.577][6

6.2

9.093

4.249][7

4.7

3.032

7.279][8

4.3

7.372

6.147]

從上表可得，三種產(chǎn)品所測(cè)壓出力均不合格（要求≥10kN），且沒(méi)有明顯差異。剖開(kāi) 59、 59產(chǎn)品壓出后的襯套發(fā)現(xiàn)，襯套外管都均被壓潰（外管直徑變?。?。故不能僅從增加襯套與套管的過(guò)盈量來(lái)考慮，還需要增強(qiáng)襯套外管強(qiáng)度。

1.3襯套包膠厚度分析

此車型襯套結(jié)構(gòu)較特殊，外管有一層較薄的橡膠。一般情況下，包膠越厚，襯套壓出力越小。此車型襯套包膠厚度約為1.0mm，類似襯套產(chǎn)品的包膠厚度約為0.5mm。故可通過(guò)調(diào)整襯套包膠厚度來(lái)調(diào)整襯套壓出力。

2 整改方案制定

由于襯套結(jié)構(gòu)較特殊，需要綜合考慮來(lái)制定整改方案。具體如下：

①壓力機(jī)進(jìn)給速度設(shè)定為5mm/s；

②襯套外徑 59mm不變，調(diào)整套管內(nèi)徑尺寸為 59mm；

③參考類似車型襯套，把此車型襯套外管抗拉強(qiáng)度由270MPa增大至370MPa（硬度HV115）；

④襯套包膠厚度由1.0mm調(diào)整為0.5mm。

3 方案驗(yàn)證

按上述方案制作襯套與套管，經(jīng)兩者實(shí)車裝配且放置24h后，進(jìn)行襯套壓出力的檢測(cè)，結(jié)果均合格，且襯套外管無(wú)壓潰現(xiàn)象（具體見(jiàn)表2）。

[＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&][序號(hào)

套管內(nèi)徑mm

襯套外徑mm

過(guò)盈量mm

壓入力kN

壓出力kN][1

58.92

59.29

0.37

28

19.5][2

58.86

59.2

0.34

28

19][3

58.91

59.28

0.37

30

18][4

58.92

59.26

0.34

28

19][5

58.86

59.16

0.3

30

19][6

58.86

59.11

0.25

23

17][7

58.84

59.11

0.27

25

18][8

58.87

59.15

0.28

25.5

18.5][9

58.91

59.27

0.36

28

22][10

58.85

59.21

0.36

26

21.8][11

58.9

59.28

0.38

35

22][12

58.87

59.28

0.41

32

20]

備注：表中套管內(nèi)徑設(shè)計(jì)要求為 59mm，襯套外徑設(shè)計(jì)要求為 59mm，襯套壓出力設(shè)計(jì)要求≥10kN。

4 總結(jié)

4.1襯套連接位置的可靠性直接影響行車輛的行駛及安全，產(chǎn)品設(shè)計(jì)初期要根據(jù)整車的設(shè)計(jì)載荷要求進(jìn)行懸架及襯套的CAE受力仿真分析，針對(duì)薄弱及風(fēng)險(xiǎn)位置提前做出改進(jìn)，對(duì)關(guān)鍵位置要有特殊要求，后期樣件制作時(shí)重點(diǎn)關(guān)注，及時(shí)跟蹤生產(chǎn)過(guò)程中的生產(chǎn)信息和試驗(yàn)驗(yàn)證的信息，以便及時(shí)的優(yōu)化調(diào)整，滿足整車的性能和質(zhì)量要求。

4.2 問(wèn)題分析應(yīng)現(xiàn)地現(xiàn)物，圍繞故障件進(jìn)行展開(kāi)，并適當(dāng)借鑒其他類似產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，集思廣益。

4.3從機(jī)理出發(fā)，分析關(guān)鍵特性，重點(diǎn)對(duì)關(guān)鍵特性進(jìn)行控制。

參考文獻(xiàn)：

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[3]劉鴻文.材料力學(xué)[M].北京：高等教育出版社，1992.

作者簡(jiǎn)介：武偉，男，身份證號(hào)341203198502061512，長(zhǎng)城汽車股份有限公司底盤研究院。