某車型前減振器儲油桶開裂漏油問題分析優化

蔡禮剛 孔林

（漢騰汽車有限公司）

在車輛開發過程中，為保證設計車型的可靠性和耐久性能，車輛正式上市銷售之前都需進行3萬km綜合耐久路試。減振器異響、漏油、開裂等問題是路試過程中比較常見的重要問題，文章針對減振器儲油桶開裂問題，從受力分析、CAE仿真模擬等手段找出發生問題的初步原因，并制定有效對策。

1 問題及原因分析

某車型在3萬km綜合耐久路試中，行駛至29 468 km，前減振器下端焊接支架處出現開裂漏油。

減振器下端通過支架與轉向節固定連接，上端與車身輪罩連接，受力源主要來自于車身。車身傳遞給活塞桿的力通過減振器儲油桶傳遞至下端支架，下端支架與儲油桶焊接處成為應力集中點。為驗證理論分析的正確性，制定3個對比方案，并對焊縫處應力進行CAE仿真模擬分析，如圖1所示：1）下端支架與儲油桶連接處接觸部位全部焊接；2）下端支架與儲油桶連接處滿焊（含非接觸區缺口）；3）下端支架與儲油桶連接處，支架翻邊區域不焊接。

圖1 減振器下端支架焊縫處應力仿真

為進一步考察3種方案的差異性，找出最優方案，利用CAE仿真分析軟件搭建模型，對3種方案焊縫處的應力進行比較分析后得出：1）3種方案減振器儲油桶受到的最大應力均在下端支架與儲油桶連接區域，與理論分析一致；2）方案1和方案2最大應力相同，均為98 MPa，方案3最大應力最小，為87 MPa。根據以上分析，初步判定減振器儲油桶開裂漏油是由于下端支架與儲油桶連接處焊接過多，產生應力集中導致的疲勞開裂。

2 臺架試驗驗證

為進一步驗證理論分析的正確性，選定最優方案，對3種方案的樣件分別進行臺架試驗驗證，如圖2所示。將轉向節支架固定，按圖2中F方向，在滿載狀態活塞桿位置加載-2 500 N，+1 000 N的力（“+”表示與箭頭指示方向相同，“-”表示方向相反），頻率為5 Hz。運行50萬次結束或減振器發生開裂、漏油即結束。根據臺架試驗結果，3種方案減振器儲油桶發生開裂或漏油時的耐久次數依次為104 302，31 142，333 218次。由于方案3耐久試驗次數最多，可暫定為最優方案。

圖2 減振器儲油桶臺架試驗受力圖

3 路試驗證

按暫定的最優方案制作樣件裝車，進行底盤強化路試，強化里程7 180 km后無開裂和漏油現象，滿足強化里程6 000 km的目標要求。

4 結論

零部件設計初期，可以通過仿真模擬分析找出應力集中區域，使焊縫設計合理，避免由于焊接過多、焊接后形成焊接硬化或其他缺陷，產生應力集中而導致疲勞撕裂。麥弗遜懸架前減振器應通過側向耐久試驗、縱向耐久試驗驗證其結構的可靠性。