某車型后輪偏磨調(diào)查分析

饒立群，劉任忠，孫利平，古曉科，何明雪

摘? 要：本文對市場上某車型的后輪偏磨現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查分析。首先對車輛進(jìn)行了四輪定位測試，分析了四輪定位參數(shù)信息;然后根據(jù)車輛壓痕量、彈性線圖等信息，推算了實(shí)際荷重値后，對特制后橋殼進(jìn)行CAE分析。最后綜合以上分析，得出了某車型后輪偏磨的初步調(diào)查結(jié)果。

關(guān)鍵詞：后輪偏磨;四輪定位;CAE分析

中圖分類號：U463? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ?文章編號：1005-2550（2021）05-0076-03

Investigation and Analysis of Partial Friction of

Rear Wheels of a Certain Model

RAO Li-qun， LIU Ren-zhong， SUN Li-ping， GU Xiao-ke， HE Ming-xue

（ Zhengzhou NISSAN Automobile Co.， LTD.， Zhengzhou 450016 ， China ）

Abstract： In this paper， the current situation of the rear wheel partial wear of a certain model on the market has been investigated and analyzed.Firstly， the the four-wheel positioning parameters have been analyzed， according to the vehicle four-wheel positioning tests. And then， the actual load value has been calculated based on the information of the vehicle indentation， elastic line diagram， etc. After that， CAE analysis on the specially made axle housing has been Carried out also. Finally， based on the above analysis， the preliminary investigation results are obtained.

1? ? 前言

國內(nèi)某品牌車輛接到市場售后反饋：在行駛里程5萬公里內(nèi)，車輛有后輪偏磨問題。眾所周知，后輪偏磨將影響車輛在行駛、轉(zhuǎn)向及制動過程中的穩(wěn)定性和安全性。針對此問題，本文結(jié)合故障車輛的四輪定位及載荷分析，得出初步調(diào)查結(jié)果。

2? ? 后輪偏磨問題分析

2.1? ?故障車輛描述

通過對用戶車輛調(diào)查，得知該車輛行駛里程共計(jì)49623km，車輛主要用于長途貨運(yùn)（汽車配件），平時(shí)主要載質(zhì)量未發(fā)生超載現(xiàn)象。在車輛的主要行駛路況中，高速路占1/3，城市及國道占2/3，有高速通過顛簸路面情況。

2.2? ?車輛四輪定位分析

為了分析該車后輪偏磨問題，我們對該車輪進(jìn)行了四輪定位分析。四輪定位是以車輛的四輪參數(shù)為依據(jù)，通過調(diào)整該參數(shù)以確保車輛良好的行駛性能并具備一定的可靠性，主要包括主銷后傾（角）、主銷內(nèi)傾（角）、前輪外傾（角）和前輪前束四個(gè)內(nèi)容。

根據(jù)表1車輛四輪定位測試結(jié)果顯示可知，該車輛由于輪胎不平衡造成跳動;輪胎平衡后進(jìn)行四輪定位檢測，發(fā)現(xiàn)后輪定位數(shù)值超標(biāo)，后胎內(nèi)側(cè)偏磨;更換后橋殼前，外傾角NG，前束OK，更換后橋殼后，外傾角、前束都OK。

2.3? ?車輛壓痕的分析

該輪胎氣壓長期處于半載狀況（300KPa），針對外傾角的異常，對此處壓痕進(jìn)行分析。

由圖1可知，載荷與變形量的關(guān)系為

Y=0.48116+52.3953x-0.00269576x2? ? ? ? ? ? ? ? ?（1）

式中：Y為變形量;x為載荷。

由于板簧和后軸的間隙為75mm，當(dāng)位移是37（板簧空載時(shí)變形量）+75=112mm時(shí)，荷重Y=5834N。

由圖2可知，當(dāng)后軸變形量為13mm時(shí)，對應(yīng)的載荷大概為4000N，因此可以推算出后的變形量=13mm時(shí)，后軸單側(cè)荷重大概是5834+4000=9834N。因此，存在在某些極端條件下，后軸承受的載荷較大的現(xiàn)象。

2.4? ?對后橋殼CAE分析

2.4.1 模型分析

本次分析以后橋CAD數(shù)模為基礎(chǔ)，創(chuàng)建有限元模型。根據(jù)要求分別用四邊形單元與六面體單元對其進(jìn)行離散，控制單元質(zhì)量，并把三角形殼單元數(shù)量控制在總體殼單元數(shù)量的5%以內(nèi)。在強(qiáng)度分析過程中，使用SAPH440材料力學(xué)性能對后橋總成模擬結(jié)果進(jìn)行評價(jià)。有限元分析坐標(biāo)系的建立和后橋在整車數(shù)模中的坐標(biāo)系方向一致，即以整車前輪中心為坐標(biāo)原點(diǎn)。整車前后方向?yàn)閤向，以前輪中心連線為Y向，鉛重方向?yàn)閆向，建立整車坐標(biāo)系，各種工況的載荷的施加方向按照整車坐標(biāo)系。

2.4.2 工況工析

本次分析主要考查后橋殼在車輛極限工況下的強(qiáng)度性能。車輛在過深坑時(shí)，最大加速度能夠達(dá)到25g，因此選取此工況進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)實(shí)際情況，約束后橋殼與板簧連接處Z向自由度，對后橋殼軸頭處分別施加Z向、X向施加25g、7g加速度激勵，分析水平力作用工況下應(yīng)力分布云圖。對關(guān)鍵區(qū)域所用計(jì)算網(wǎng)格進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整后，計(jì)算結(jié)果如圖4和圖5所示：最大應(yīng)力依然較大，超出材料的屈服極限，有發(fā)生塑性變形的可能，但此種工況實(shí)際中出現(xiàn)的可能性較小。

2.5? ?問題對策

根據(jù)對顧客車輛的調(diào)查分析，初步推定是由于外傾角的數(shù)值偏大導(dǎo)致偏磨，單品的外傾角接近于上限值，裝車后及滿載時(shí)，外傾角的變化致使超過圖紙要求值，且在某些路況下，后橋殼有變形的可能，也會引起外傾角偏大，外傾角過大可能是引起偏磨的因素之一，要求圖紙外傾角基準(zhǔn)不變，調(diào)整外傾角上下偏差，如下圖6所示：

3? ? 結(jié)論

通過上述CAE分析可知，對關(guān)鍵區(qū)域所用計(jì)算網(wǎng)格進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整后，最大應(yīng)力依然較大，超出材料的屈服極限，有發(fā)生塑性變形的可能。

針對前述的試驗(yàn)和分析情況，結(jié)論如下：

（1）通過對后橋殼新品的測量結(jié)果來看，結(jié)果差異較大，但外傾角都有偏大的傾向（供應(yīng)商的測量結(jié)果是合格的，但接近于上限值）;

（2）根據(jù)壓痕的分析，某些車輛的承載的實(shí)際荷重可能較大;

（3）裝車后及承載的變化有引起后輪外傾角變大的傾向，需進(jìn)一步驗(yàn)證。

（4）在某極端工況下，后橋殼有變形的可能性;

（5）后輪偏磨，可能是由整車的后輪外傾角超差引起的。

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