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，進行副車架襯套壓出力檢測時，襯套出現壓出力偏小問題。本文章主要對產生此問題的原因進行分析。根據副車架總成性能要求，通過試驗驗證最終確定問題真因主要為襯套外管強度不足、包膠過厚、壓力機進給速度未明確，其在裝配過程中出現外管壓潰，導致襯套壓出力偏小問題。

關鍵詞：壓出力偏??；外管強度；壓潰；包膠厚度

襯套是懸架系統中的一個連接部件，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，從而提高汽車的舒適性和操縱穩定性。襯套外壁與安裝套管過盈配合連接，內管與銷軸過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隔離高頻固有頻率，降低路面不平引起的車內噪聲；襯套在不改變低頻段隔振特性的前提下，大大改善系統在高頻段的隔振效果。襯套實現上述功能除本身的可靠性外，其與相關零部件配合位置連接的可靠性同樣至關重要，連接失效后不但會行車異響，輪胎磨損，操穩變差，甚至造成事故。

長城公司某款車型試制階段檢測副車架襯套壓出力時，壓出力要求為10kN，實測值為3.2kN、3.4kN 、5.3kN、6.7kN，10.4kN等，多數產品檢測不合格。襯套結構及檢測工裝示意圖如下。

1 故障分析

1.1 壓力機進給速度分析

在檢測此車型副車架襯套壓出力時發現，若襯套外徑尺寸與副車架套管內徑尺寸保持不變，壓力機以不同進給速度壓出襯套，得到的襯套最大壓出力有明顯差異。對于外管有包膠的襯套，壓力機進給速度在一定范圍內越大，襯套壓出力也越大。根據以往車型開發經驗，把壓力機進給速度設定為5mm/s所檢測的壓出力比較符合實際產品使用性能要求。

1.2襯套與套管配合過盈量分析

在襯套壓脫力偏小的情況下，通常是襯套與套管的配合過盈量偏小造成的。故在襯套外徑為 59mm保持不變時，把套管內徑尺寸分別調整為 59mm、 59mm、 59mm，其對應的壓出力見表1（單位：kN）：

[＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&][ 序號

內徑

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，三種產品所測壓出力均不合格（要求≥10kN），且沒有明顯差異。剖開 59、 59產品壓出后的襯套發現，襯套外管都均被壓潰（外管直徑變?。９什荒軆H從增加襯套與套管的過盈量來考慮，還需要增強襯套外管強度。

1.3襯套包膠厚度分析

此車型襯套結構較特殊，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，類似襯套產品的包膠厚度約為0.5mm。故可通過調整襯套包膠厚度來調整襯套壓出力。

2 整改方案制定

由于襯套結構較特殊，需要綜合考慮來制定整改方案。具體如下：

①壓力機進給速度設定為5mm/s；

②襯套外徑 59mm不變，調整套管內徑尺寸為 59mm；

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

④襯套包膠厚度由1.0mm調整為0.5mm。

3 方案驗證

按上述方案制作襯套與套管，經兩者實車裝配且放置24h后，進行襯套壓出力的檢測，結果均合格，且襯套外管無壓潰現象（具體見表2）。

[＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&][序號

套管內徑mm

襯套外徑mm

過盈量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：表中套管內徑設計要求為 59mm，襯套外徑設計要求為 59mm，襯套壓出力設計要求≥10kN。

4 總結

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，產品設計初期要根據整車的設計載荷要求進行懸架及襯套的CAE受力仿真分析，針對薄弱及風險位置提前做出改進，對關鍵位置要有特殊要求，后期樣件制作時重點關注，及時跟蹤生產過程中的生產信息和試驗驗證的信息，以便及時的優化調整，滿足整車的性能和質量要求。

4.2 問題分析應現地現物，圍繞故障件進行展開，并適當借鑒其他類似產品的開發經驗，集思廣益。

4.3從機理出發，分析關鍵特性，重點對關鍵特性進行控制。

參考文獻：

[1]機械設計手冊[M].北京：機械工業出版社，2004.

[2]劉惟信.汽車設計[M].北京：清華大學出版社，2001.

[3]劉鴻文.材料力學[M].北京：高等教育出版社，1992.

作者簡介：武偉，男，身份證號341203198502061512，長城汽車股份有限公司底盤研究院。