縱臂彈性襯套異響原因及改進措施

金根明 賀曉鋼

（寧波躍進汽車前橋有限公司，浙江 寧波 315021）

1 概述

彈性襯套廣泛應用于汽車零部件，起到傳力、緩沖、減振等作用。襯套在汽車行業被廣泛使用，尤其在汽車底盤總成連接中發揮不可或缺的作用。我公司在一款汽車底盤件后縱臂的開發過程中，采用襯套與車身連接的方式，遇到襯套在極端路況下的異響問題，通過對該問題產生的原因分析，采取了有效的改進措施，消除了異響，保證了產品質量。

2 問題的產生

在我司開發的一款后懸總成過程中，后懸在極端路況試驗時產生異響，通過排除法對各總成逐一排查，最終發現異響是由于襯套引起。該襯套是中空結構，起到增加產品柔性，在車輛起步和急剎情況下提高乘員舒適性的作用。彈性襯套開發中為了達到產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、極端環境試驗過程中，兩橡膠撞塊直接接觸，在襯套運動扭轉過程產生異響。

3 原因分析及改進措施

圖1

圖2

3.1 原因分析：

綜上得出以下分析結果：

① 影響因素一：天氣變冷，在氣溫達到零下時，橡膠硬度變高；

② 影響因素二:車輛在正弦路面運行過程中，由于兩撞塊之間過大的正壓力及扭轉位移。

由于橡膠硬度變高，在撞塊間正壓力變大并相對扭轉過程中，兩橡膠的相互摩擦產生異響。

后縱臂彈性襯套本身作用就是在車輛運行過程中減震、降噪，提高車輛舒適性。產品在開發過程中重點關注產品的疲勞性能（壽命）及剛度性能（舒適性），為了達到產品疲勞性能，經過多次試驗及改進，通過增加縮徑量（縮徑量由原來的2mm增大到3.5mm），大幅提高產品疲勞性能，產品疲勞由30萬次開裂提高到130萬次沒有開裂。但此時，由于增大縮徑量，使產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運動量及作用力增加，因而產生摩擦異響。

3.2 采取的改進措施：

增大縮徑量：前期縮徑量為1.5-2mm，為了滿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。

具體改進是優化橡膠撞塊間隙：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，同時不能對產品剛度性能影響過大。經過多輪測試驗證確定改間隙在1.5mm左右為最佳。具體實施流程是：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：因縱臂襯套異響問題，由原來的無間隙改成留出了1.5mm間隙。這樣可以解決因橡膠塊無間隙問題引起的車輛運動過程中產生的異響。由于間隙小在襯套硫化工藝過程中，易造成橡膠塊之間處產生飛邊，經分析驗證，該飛邊不會對產品性能造成影響，同時也不會造成異響問題。另外如果該處間隙過大將影響產品剛度性能，降低車輛的舒適性，同時在極端路況下由于沖擊過大會產生兩撞塊間過大的碰撞沖擊。

4 試驗與驗證

整改后縱臂彈性襯套疲勞達到臺架試驗130萬次無開裂，符合大綱100萬次無開裂的要求。該產品狀態經過1萬公里強化路試后，產品無開裂現象，證明了產品的可靠性達到設計目標。整改后橡膠撞塊相對運動時摩擦小，經試裝驗證，消除了異響情況。且線性段性能不變，剛度性能更接近標桿件結構狀態，且疲勞優于CKD件（圖2）。

結語

彈性襯套在汽車中應用廣泛，當今社會汽車不僅僅是代步工具，人們在使用汽車的過程中對其舒適性、可靠性的要求越來越高。汽車制造企業為了迎合顧客的需求，在汽車的開發過程中需要不斷提高整車的舒適性。在底盤總成中主要是剛性件之間相互連接，通過彈性襯套起到柔性連接的作用，而襯套的不斷改進為提高整車的舒適性提供了可能。為了在原有的基礎上提高整車舒適性，襯套由原來實心結構向空心結構改進，在改進過程中，設計人員又要考慮產品的可靠性（疲勞壽命），因此需要不斷試驗，確保產品達到設計目標。而我司該款后縱臂的異響問題，就是在設計改進產品舒適性過程中，提高產品可靠性時產生的。問題產生后我司設計各種方案，通過多輪試驗確定最終方案，采取以上措施，成功解決了后縱臂的異響問題，且可靠性優于CKD件，保證了產品質量。

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