駐車?yán)鞴潭ㄖЪ軘嗔训墓收细倪M(jìn)研究

李 航，辛慶鋒，吳海軍，高曉辰，張敬玉，金元麗

駐車?yán)鞴潭ㄖЪ軘嗔训墓收细倪M(jìn)研究

李 航，辛慶鋒，吳海軍，高曉辰，張敬玉，金元麗

（浙江吉智新能源汽車科技有限公司，浙江 杭州 310014）

某車型在鹽城試驗(yàn)場進(jìn)行耐久試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)了駐車?yán)鞴潭ㄖЪ軘嗔训馁|(zhì)量問題，故障里程為1 200 km，同時(shí)在高寒試驗(yàn)時(shí)也出現(xiàn)了同樣的故障，文章以該故障為基礎(chǔ)，通過對駐車?yán)鞯墓ぷ髟硪约霸谡嚟h(huán)境的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析，提出了多種改進(jìn)方案。經(jīng)改進(jìn)件的試制、裝車和道路耐久路試等程序，驗(yàn)證改進(jìn)方案可行，該故障得到了有效解決，未將該隱患輸出到市場中，避免了市場車輛可能出現(xiàn)的抱怨，同時(shí)對類似故障模式的預(yù)防也有很好的設(shè)計(jì)借鑒意義。

駐車?yán)鞴潭ㄖЪ?；斷裂故障；改進(jìn)驗(yàn)證

前言

駐車制動(dòng)拉索是手駐車制動(dòng)機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵部件，駐車制動(dòng)拉索的效率與強(qiáng)度直接影響駐車功能的實(shí)現(xiàn)，駐車性能的優(yōu)劣也影響了乘客和行人的安全，所以國家標(biāo)準(zhǔn)GB 7258對整車的駐車性能提出了強(qiáng)制要求，車輛上市前必須經(jīng)過嚴(yán)格的道路測試，以確保所有功能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

1 駐車制動(dòng)拉索的工作原理

駐車制動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用是使車輛在路面或者斜坡上停駐，防止車輛滑行[1]。駐車制動(dòng)機(jī)構(gòu)是主要包含駐車操作桿、駐車?yán)?、駐車制動(dòng)器，從圖1可以看出，駐車?yán)鲗Ⅰv車操縱桿與駐車制動(dòng)器串聯(lián)起來，將駐車操縱桿上的作用力與行程傳遞到駐車制動(dòng)器上，從而實(shí)現(xiàn)駐車制動(dòng)。駐車?yán)饔职死鞴潭ㄖЪ?、鋼絲繩和護(hù)管，鋼絲繩是力和行程的傳遞部件，護(hù)套的作用是保持鋼絲繩工作環(huán)境穩(wěn)定，防止泥沙等異物接觸鋼絲繩，避免鋼絲繩生銹卡滯的部件，拉索固定支架是固定拉索走向布置的部件，在運(yùn)動(dòng)段會收到護(hù)套的拉力，如拉索運(yùn)動(dòng)段設(shè)計(jì)不合理或者制造缺陷，會造成支架出現(xiàn)異常故障。

1—駐車操作桿；2—駐車?yán)鳎?—駐車制動(dòng)器；4—拉索固定支架；5—鋼絲繩；6—護(hù)管。

2 駐車制動(dòng)拉索的故障模式

該駐車制動(dòng)拉索的故障模式直接表現(xiàn)為拉索固定支架斷裂。故障里程：1 200 km；故障地點(diǎn)：鹽城試驗(yàn)場；故障車輛：結(jié)構(gòu)耐久試驗(yàn)車；故障位置：拉索與車身連接處。初步結(jié)論：拉索固定支架強(qiáng)度不足，導(dǎo)致拉索固定支架運(yùn)動(dòng)過程受力偏大，疲斷裂。斷裂位置見圖2。

圖2 拉索固定支架斷裂示意

3 拉索支架斷裂原因分析

駐車固定拉索支架斷裂的原因可能有多方面，本文采用魚骨圖的形式，從設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)等方面對支架斷裂故障進(jìn)行全方位的排查，來查找斷裂的根本原因。

圖3 原因分析魚骨圖示意

3.1 駐車?yán)髦Ъ軘嗔训脑O(shè)計(jì)原因

原因①、④、⑤：拉索預(yù)緊力偏大、支架強(qiáng)度不足與螺栓力矩不足。

駐車手柄與駐車?yán)餮b配完成后，需對駐車手柄的力進(jìn)行預(yù)緊，即需在鋼絲繩中預(yù)加載拉力，保證有駐車需求時(shí)有足夠的制動(dòng)力，根據(jù)汽車駐車制動(dòng)拉索的布置與設(shè)計(jì)[2]描述，駐車?yán)鞴潭ㄖЪ懿皇芰蛘呤芰^小，故排除該故障原因。

原因②：拉索運(yùn)動(dòng)段設(shè)計(jì)余量、周邊間隙不足。

圖4 拉索極限長度校核示意

表1 拉索長度設(shè)計(jì)復(fù)核

序號支架斷裂影響因素檢查標(biāo)準(zhǔn)檢查結(jié)果備注 1拉索長度要求滿足性根據(jù)后懸架的上下跳動(dòng)極限來決定拉索的長度的最大值合格兩拉線固定點(diǎn)距離386 mm，懸架下極限跳動(dòng)拉線伸長量4.5 mm，設(shè)計(jì)長度392.5 mm 2拉索長度要求滿足性拉索長度保證極限工況下（強(qiáng)化路）運(yùn)動(dòng)余量，拉線不拉伸支架，施加支架額外拉力不合格高環(huán)路無故障，強(qiáng)化路面拉索固定支架出現(xiàn)斷裂

駐車?yán)鞯牟贾眯枰獜目ㄣQ拉臂處開始，通過后橋、車身等部位連接到駐車操作桿處，制動(dòng)卡鉗裝配于后橋上，后橋通過銷軸裝配在下車體中，車輛運(yùn)行過程中后橋以車身安裝點(diǎn)為轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)上下跳動(dòng)，拉索在該位置也隨后橋運(yùn)動(dòng)，故拉索在此段的設(shè)計(jì)需保證后橋在上下跳動(dòng)極限位置有長度余量，保證拉索固定支架不受外力拉斷[3]。對此，本文復(fù)核了拉索長度是否滿足要求，從表中可看出，在極限工況時(shí)，拉索長度偏短，有可能造成拉索固定支架斷裂。具體見表1。

原因③：拉索周邊距離不足，運(yùn)動(dòng)干涉。拉索運(yùn)動(dòng)段與周邊間隙設(shè)計(jì)要求為≥25 mm，實(shí)際只有14 mm，該問題也是導(dǎo)致拉索固定支架在運(yùn)動(dòng)過程中干涉斷裂原因之一。

圖5 拉索與周邊間隙示意圖

3.2 駐車?yán)髦Ъ軘嗔阎圃煸?/h3>

車身與后橋接口以及拉索固定點(diǎn)的制造工藝包括了沖壓、機(jī)加與焊接三項(xiàng)工藝均有可能對接口尺寸產(chǎn)生影響[4]，本文將主要的制造影響因素列出，剖析故障原因。

3.2.1 原因⑧：后橋拉索固定點(diǎn)與限位槽尺寸制造誤差

圖6 拉索支架固定點(diǎn)在后橋位置示意

后橋拉索固定點(diǎn)與限位槽的位置度實(shí)際測量值見表2，固定點(diǎn)與限位槽的實(shí)際位置存在偏差，是拉索支架斷裂的原因之一。

表2 后橋拉索固定點(diǎn)位置度

序號拉索固定點(diǎn)安裝孔位置度拉索固定點(diǎn)安裝槽位置度標(biāo)準(zhǔn)要求符合性 16.916.26±3不符合 215.7614.63±3 311.8210.42±3

3.2.2 原因⑥：車身安裝點(diǎn)的尺寸制造偏差

車身安裝點(diǎn)用于后橋固定點(diǎn)的安裝，該位置的偏差會造成后橋位置的整體偏差，最終是拉索的兩固定點(diǎn)之間的長度尺寸產(chǎn)生影響。車身的安裝點(diǎn)示意見圖7，坐標(biāo)點(diǎn)檢測數(shù)據(jù)見表3。

圖7 車身安裝點(diǎn)示意

表3 安裝點(diǎn)尺寸檢驗(yàn)結(jié)果

序號坐標(biāo)軸車身安裝點(diǎn)三坐標(biāo)設(shè)計(jì)值車身安裝點(diǎn)實(shí)際三坐標(biāo)偏差符合性 51X2 081.72 081.2－0.4YES Y614.7616.5+1.8NO Z86.686.4－0.3YES 52X2 080.82 080.80YES Y613.6616.1+2.5NO Z28.027.2－0.7YES 53X2 041.12 041.50.4YES Y533.1534.81.7NO Z30.029.8－0.2YES

從表3數(shù)據(jù)可以看出，車身安裝點(diǎn)的最大制造誤差為1 mm，后橋固定點(diǎn)與車身安裝點(diǎn)的制造誤差總計(jì)15 mm，根據(jù)上文提到的在極限跳動(dòng)時(shí)，拉索的行程余量不足，造成拉索對固定支架產(chǎn)生額外的拉力，經(jīng)長時(shí)間反復(fù)拉拽，造成了固定支架斷裂的故障。

4 駐車制動(dòng)拉索設(shè)計(jì)對標(biāo)

針對該問題，本文對拉索運(yùn)動(dòng)段的設(shè)計(jì)進(jìn)行了不同車型對標(biāo)，以佐證上述原因分析的合理性。

表4 拉索固定段長度對標(biāo)分析

序號車型A車型B車型C現(xiàn)車型 數(shù)模尺寸218252307386 二維尺寸248273325392.5 差異3021186.5

經(jīng)對標(biāo)分析，該車型的駐車?yán)鬟\(yùn)動(dòng)段的長度存在設(shè)計(jì)偏短的問題，增加運(yùn)動(dòng)段拉索長度是可行方案。

5 支架斷裂的改進(jìn)方案

拉索固定支架斷裂的故障原因已經(jīng)查明，同時(shí)也進(jìn)行了對標(biāo)分析，經(jīng)討論決策，對拉索制定了多種改進(jìn)方案，具體見表5。

表5 駐車制動(dòng)拉索改進(jìn)方案

序號改進(jìn)方案 1車身與后橋固定點(diǎn)焊接夾具改進(jìn)，提升安裝精度 2拉索運(yùn)動(dòng)段長度加長23 mm，避免安裝精度不合格造成的長度不合格問題 3拉索運(yùn)動(dòng)段長度加長23 mm，拉索支架的方向進(jìn)行調(diào)整，避開拉索間隙小的部件

改進(jìn)方案1：經(jīng)至供應(yīng)商處對夾具進(jìn)行檢查，焊接夾具未有維護(hù)，產(chǎn)生了一定磨損，經(jīng)調(diào)整夾具，產(chǎn)品的尺寸一致性滿足了設(shè)計(jì)要求，改進(jìn)可行。

改進(jìn)方案2：拉索運(yùn)動(dòng)段加長23 mm，對報(bào)廢車輛進(jìn)行了驗(yàn)證，拉索裝配至車身與后橋，拉索與制動(dòng)軟管固定支架干涉，具體可查看圖8，改進(jìn)不可行。

圖8 拉索與制動(dòng)軟管固定支架

改進(jìn)方案3：拉索運(yùn)動(dòng)段增加23 mm，同時(shí)調(diào)整支架方向，具體見圖9，改進(jìn)的拉索經(jīng)裝車驗(yàn)證，車輛在井蓋路、扭曲路實(shí)測時(shí)，拉索未有拉拽支架的現(xiàn)象，方案可行。

圖9 拉索調(diào)整走向?qū)Ρ仁疽?/p>

6 方案驗(yàn)證

方案鎖定后，進(jìn)行了樣件制作與換裝，繼續(xù)進(jìn)行耐久測試，經(jīng)4.8萬公里測試，拉索未出現(xiàn)斷裂故障，最終確定改進(jìn)方案有效。

圖10 耐久后駐車?yán)鳡顟B(tài)示意

7 結(jié)論

駐車制動(dòng)拉索是駐車功能實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵部件，拉索固定支架的斷裂會降低駐車效率，同時(shí)沒有拉索支架的固定，駐車?yán)髟谲囕v行駛過程中運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無約束，會與其他部件干涉而造成不可預(yù)知的風(fēng)險(xiǎn)。本文通過對駐車?yán)鞯脑O(shè)計(jì)、周邊安裝件的制造、其他車型對標(biāo)以及試驗(yàn)方法等方面進(jìn)行原因分析，并制定了相應(yīng)措施，最終通過路試驗(yàn)證改進(jìn)方案，該改進(jìn)思路對后續(xù)車型的開發(fā)提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，具有很強(qiáng)的借鑒意義。

[1] 余志生.汽車?yán)碚揫M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1989.

[2] 崔祥波,游廷海,張德志.汽車駐車制動(dòng)拉索的布置與設(shè)計(jì)[J].汽車零部件,2017(12):9-13.

[3] 劉惟信.汽車制動(dòng)系的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)計(jì)算[M].北京:清華大學(xué)出版社,2004.

[4] 王友華,靖娟.某車型駐車?yán)髦Ъ苣B(tài)及強(qiáng)度仿真分析與優(yōu)化[J].汽車實(shí)用技術(shù),2019(04):81-83.

The Improvement of Parking Cable Bracket' Fracture

LI Hang, XIN Qingfeng, WU Haijun, GAO Xiaochen, ZHANG Jingyu, JIN Yuanli

( Zhejiang Jizhi New Energy Auto Technology Co., Ltd., Zhejiang Hangzhou 310014 )

During the durability test of vehicle in Yancheng test site, the quality problem of parking cable fixed bracket fracture occurred. The fault mileage is 1200km. At the same time, the same fault occurs in the alpine test. Based on the fault, this paper analyzes the working principle of the parking cable and its running state in the vehicle environment, and puts forward a variety of improvement schemes. Through the trial production, loading and road durability test of the improved parts, it is verified that the improvement scheme is feasible, the fault is effectively solved, the hidden danger is not output to the market, the possible complaints of vehicles in the market are avoided, and it also has a good design reference for the prevention of similar fault modes.

Parking cable fixing bracket;Fracture failure;Improvement verification

U472.42

A

1671-7988(2022)02-49-04

U472.42

A

1671-7988(2022)02-49-04

10.16638/j.cnki.1671-7988.2022.002.012

李航（1986—），男，學(xué)士學(xué)位，就職于浙江吉智新能源汽車科技有限公司，主要從事制動(dòng)方面的研究。