某乘用車懸置系統支架可靠性性能提升

苗文杰，廖武，李龍晶，梁林，張永康

（安徽江淮汽車股份有限公司技術中心，安徽 合肥 230601）

某乘用車懸置系統支架可靠性性能提升

苗文杰，廖武，李龍晶，梁林，張永康

（安徽江淮汽車股份有限公司技術中心，安徽 合肥 230601）

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.12.058

針對某車型懸置系統支架斷裂的問題，通過對各種影響因素進行詳細分析，確定產生該問題的主要原因。針對各個影響因素進行整改優化，經過理論分析與試驗驗證，通過優化支架結構、支架材料、裝配工藝有效解決了支架斷裂問題，將其控制在設計要求范圍內，提升了懸置系統可靠性及整車可靠性。

懸置系統支架；斷裂；可靠性

CLC NO.: U463.33 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)12-170-03

引言

懸置系統作為整車子系統，尤其是懸置支架，在整車各工況下行駛安全發揮重要作用，保證動力總成正常運轉乃及整車安全。對于汽車懸置系統而言，懸置支架的失效可能會導致動力總成故障，更甚者，當汽車高速行駛時，可能會危及駕駛員及乘客的生命安全，汽車懸置系統支架的可靠性成為汽車研發過程中關注的重中之重的指標[1]。

本文主要針對某車型研發過程中存在的懸置系統支架斷裂問題，通過因素分析法對各個影響因素進行整改及優化，最終將懸置支架的可靠性控制在合理范圍內，有效提升了懸置系統可靠性及整車可靠性。

1、問題說明

某車型在前期試驗以及用戶使用過程中發現，存在懸置支架斷裂的問題。針對此問題，對故障車輛以及目前懸置支架狀態進行了調查。故障里程大多在3000-5000公里左右，而且故障不是出現在十分惡劣的使用工況下，如圖1所示。

圖1 故障現象

2、原因分析

通過對材料性能相關材料研究，結合改問題的具體情況，運用故障樹分析法對可能導致支架斷裂的因素進行了分析，如圖2所示。

圖2 故障樹分析

從圖中可以，導致懸置支架斷裂的因素主要有以上四個方面，針對以上四個方面分別進行調查。

2.1 螺栓螺母扭矩不足

通過對生產現場下線車輛的懸置支架固定螺栓螺母的力矩進行測量，發現下線車輛的力矩滿足設計要求（60～ 80N·m），所以力矩不是導致該問題的因素。

表1 緊固件扭矩測試結果

2.2 支架質量缺陷

對支架結構進行分析，對支架進行校核，發現支架的壁厚局部不滿足設計要求，要求壁厚為5±0.5（如圖3所示），實測4mm，壁厚比設計薄，壁厚薄會導致強度降低，斷裂風險就會加大。這是可能導致斷裂的因素之一。

圖3 支架結構

2.3 支架強度不足

對懸置支架進行CAE分析，左懸置支架材料為A380，屈服極限160Mpa，根據CAE的分析結果（圖4所示），最大應力為187Mpa，安全系數小于1，是導致支架斷裂的因素之一。

圖4 CAE分析結果

2.4 裝配工藝不當

對懸置支架和動力總成的裝配工藝進行調查，發現AGV小車在提升副車架到位后，變速箱懸置安裝面與懸置支架下安裝面存在30mm左右間隙（無法貼合），生產線員工往往靠打緊螺母的方式將動力總成帶上來，且存在左懸置支架安裝孔和變速箱螺柱干涉卡住的現象，因為存在間隙強行往上帶動力總成時，也會出現變速箱螺柱和支架安裝孔干涉嚴重的情況，也會對打緊狀態產生影響，如圖5所示。

圖5 改善前裝配狀態示意圖

3、制定整改措施

3.1 提升支架強度

針對極限工況下支架強度不足的情況，對支架進行變更，將支架材質由鑄鋁改為鑄鐵，并且改變支架的結構，由一體式支架改為2個支架，如圖6所示。

圖6 整改方案

對變更后的支架進行CAE分析，鑄鐵屈服極限310Mpa，根據CAE分析結果（圖6所示），支架所受最大應力為117MPa，安全系數大于2，滿足強度要求。

3.2 改進裝配工藝

針對目前裝配時動力總成無法舉升到位，導致懸置支架與動力總成之間存在間隙的問題，生產線對AGV設備進行改善，加長動力總成支撐桿長度，保證動力總成舉升到位時，懸置支架與動力總成之間無間隙，消除螺栓螺母打緊過程中的影響因素，如圖8所示。

圖7 CAE分析結果

圖8 改善后裝配狀態示意圖

4、測試驗證

4.1 臺架試驗

對變更后的支架進行臺架試驗，破壞力要求大于等于20kN，測試結果滿足要求，加載20kN，支架無破壞，如圖9所示。

4.2 可靠性路試

變更后的支架搭載整車進行可靠性路試，完成可靠性路試，支架未出現斷裂，滿足整車性能要求。

綜上所述，采用整改措施后有效地解決了懸置支架斷裂的問題，支架破壞力性能提升，在設計要求范圍內，實物驗證也滿足要求，因此采用整改措施后支架斷裂問題得到解決。

圖9 臺架試驗

5、總結

針對某乘用車車型開發過程中遇到的懸置支架斷裂的嚴重問題，通過對各影響因素進行理論分析，找到解決該問題的關鍵因素并確定了整改方案。通過將整改方案落實，有效地提升了懸置支架的破壞力性能，此外，通過理論分析、臺架驗證、實測測試等多方案驗證的方法進一步確認了整改措施的有效性，解決了懸置支架斷裂的嚴重問題，提升了懸置系統的可靠性。

[1] 許金泉.材料強度學[M].上海交通大學出版社.2009.

[2] 常春.材料成形基礎[M].機械工業出版社.2009.

The Reliability Improvement of Mount System Bracket Belong to One Passenger Car

Miao Wenjie, Liao Wu, Li Longjing, Liang Lin, Zhang Yongkang
（Anhui Jianghuai Automobile Co. Ltd., Anhui Hefei 230601）

For the moment fracture problem of mount system bracket, it's found the primary reason through fault tree analysis of various influence factors in detail. Advanced optimize method for every influence factor. After theoretical analysis and experimental verification, by optimize bracket structure, material and assembly process, the problem is effectively solved. The reliability of the mount system and the vehicle is improved.

bracket of mount system; fracture; reliability

U463.33

A

1671-7988 (2016)12-170-03

苗文杰（1987—），男，底盤設計工程師，就職于安徽江淮汽車股份有限公司，主要從事乘用車懸置系統的設計工作。