某車型前減振器儲油桶開裂漏油問題分析優(yōu)化

蔡禮剛 孔林

（漢騰汽車有限公司）

在車輛開發(fā)過程中，為保證設(shè)計(jì)車型的可靠性和耐久性能，車輛正式上市銷售之前都需進(jìn)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(fā)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(xiàn)開裂漏油。

減振器下端通過支架與轉(zhuǎn)向節(jié)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(yīng)力集中點(diǎn)。為驗(yàn)證理論分析的正確性，制定3個(gè)對比方案，并對焊縫處應(yīng)力進(jìn)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(qū)缺口）；3）下端支架與儲油桶連接處，支架翻邊區(qū)域不焊接。

圖1 減振器下端支架焊縫處應(yīng)力仿真

為進(jìn)一步考察3種方案的差異性，找出最優(yōu)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(yīng)力進(jìn)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(yīng)力均在下端支架與儲油桶連接區(qū)域，與理論分析一致；2）方案1和方案2最大應(yīng)力相同，均為98 MPa，方案3最大應(yīng)力最小，為87 MPa。根據(jù)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(chǎn)生應(yīng)力集中導(dǎo)致的疲勞開裂。

2 臺架試驗(yàn)驗(yàn)證

為進(jìn)一步驗(yàn)證理論分析的正確性，選定最優(yōu)方案，對3種方案的樣件分別進(jìn)行臺架試驗(yàn)驗(yàn)證，如圖2所示。將轉(zhuǎn)向節(jié)支架固定，按圖2中F方向，在滿載狀態(tài)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(yùn)行50萬次結(jié)束或減振器發(fā)生開裂、漏油即結(jié)束。根據(jù)臺架試驗(yàn)結(jié)果，3種方案減振器儲油桶發(fā)生開裂或漏油時(shí)的耐久次數(shù)依次為104 302，31 142，333 218次。由于方案3耐久試驗(yàn)次數(shù)最多，可暫定為最優(yōu)方案。

圖2 減振器儲油桶臺架試驗(yàn)受力圖

3 路試驗(yàn)證

按暫定的最優(yōu)方案制作樣件裝車，進(jìn)行底盤強(qiáng)化路試，強(qiáng)化里程7 180 km后無開裂和漏油現(xiàn)象，滿足強(qiáng)化里程6 000 km的目標(biāo)要求。

4 結(jié)論

零部件設(shè)計(jì)初期，可以通過仿真模擬分析找出應(yīng)力集中區(qū)域，使焊縫設(shè)計(jì)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(chǎn)生應(yīng)力集中而導(dǎo)致疲勞撕裂。麥弗遜懸架前減振器應(yīng)通過側(cè)向耐久試驗(yàn)、縱向耐久試驗(yàn)驗(yàn)證其結(jié)構(gòu)的可靠性。