張燦為　張偉棟　楊勇

摘 要：文章簡(jiǎn)要介紹了制動(dòng)軟管臺(tái)架耐久驗(yàn)證方法，針對(duì)臺(tái)架耐久出現(xiàn)的故障，從仿真分析和臺(tái)架進(jìn)行原因確認(rèn)。針對(duì)原因制訂了優(yōu)化方案，同樣從仿真分析和臺(tái)架對(duì)優(yōu)化方案進(jìn)行效果確認(rèn)，問(wèn)題得到了解決。

關(guān)鍵詞：液壓制動(dòng)軟管;臺(tái)架耐久;破裂

中圖分類號(hào)：U463.55? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ?文章編號(hào)：1671-7988（2020）03-134-03

前言

行車必制動(dòng)，制動(dòng)性能關(guān)乎整個(gè)車輛的安全，整個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)的零件均被設(shè)定為安全件。其中液壓制動(dòng)軟管總成作為制動(dòng)系統(tǒng)中重要的零件之一，它是一種連接于制動(dòng)硬管和卡鉗之間的柔性導(dǎo)管，由制動(dòng)軟管和管接頭通過(guò)永久性聯(lián)接而成。

液壓制動(dòng)軟管總成的作用有兩個(gè)：一是傳輸或存儲(chǔ)供卡鉗加壓時(shí)的流體壓力介質(zhì)，以達(dá)到制動(dòng)的目的，這就要求滿足一定的密封性;二是在傳輸流體介質(zhì)的同時(shí)滿足懸架與車身之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的需求，這就要求軟管比較柔軟，且具有較高的韌性和耐屈撓性。

1 臺(tái)架耐久破裂問(wèn)題

為了快速驗(yàn)證某車型軟管在生命周期內(nèi)的耐屈撓性，在臺(tái)架上進(jìn)行模擬實(shí)車耐久試驗(yàn)。根據(jù)實(shí)車懸架跳動(dòng)的行程和轉(zhuǎn)向的角度，設(shè)定模擬臺(tái)架的跳動(dòng)行程和轉(zhuǎn)向角度。

由于該車型懸架跳動(dòng)存在上極限、中間狀態(tài)、下極限3種工況，轉(zhuǎn)向存在左轉(zhuǎn)限、中間狀態(tài)、右極限3種工況，將跳動(dòng)和轉(zhuǎn)向進(jìn)行組合則前懸架存在9種極限工況。臺(tái)架上需要將這9種極限工況都模擬出來(lái)，設(shè)定臺(tái)架振動(dòng)循環(huán)方式如下：

參數(shù)設(shè)定完畢后，臺(tái)架模擬實(shí)車耐久試驗(yàn)正式開(kāi)始。當(dāng)臺(tái)架運(yùn)行至跳動(dòng)17萬(wàn)次后，軟管在連接支架處出現(xiàn)開(kāi)裂、漏油（如下圖2所示），不滿足設(shè)計(jì)要求（跳動(dòng)≥62萬(wàn)次、轉(zhuǎn)向≥48萬(wàn)次后軟管無(wú)泄漏、裂紋等異常現(xiàn)象）。

2 問(wèn)題解析

2.1 原因分析

故障件產(chǎn)生破裂的部位在支架與護(hù)套連接處，軟管的布置如下圖3所示。通過(guò)與新件的對(duì)比，初步判斷故障原因：護(hù)套距離支架較近，且護(hù)套與支架分別為兩個(gè)獨(dú)立的部件，在其連接處容易產(chǎn)生應(yīng)力集中。在軟管運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，支架與護(hù)套連接處長(zhǎng)期受突變應(yīng)力，最終產(chǎn)生疲勞開(kāi)裂。

2.2 理論確認(rèn)

為了進(jìn)一步確認(rèn)原因，分別從理論和臺(tái)架進(jìn)行分析驗(yàn)證。首先在理論上引入仿真軟件對(duì)軟管進(jìn)行全行程（上下跳，左右轉(zhuǎn)向工況）動(dòng)態(tài)分析（如上圖5所示），分析結(jié)果（如下圖6所示）表明護(hù)套與支架間的應(yīng)力較大，達(dá)到了70N（要求≤30N），與推斷的結(jié)果一致。

2.3 臺(tái)架確認(rèn)

同時(shí)在臺(tái)架上制作兩組樣件，其中第一組去掉軟管上的護(hù)套，第二組部分去除軟管與護(hù)套間粘合膠，減小軟管與護(hù)套間的滑移力，隨后開(kāi)始模擬實(shí)車工況耐久試驗(yàn)。

第一組樣件在試驗(yàn)進(jìn)行到100萬(wàn)次后，軟管仍未出現(xiàn)任何異?，F(xiàn)象。第二組樣件在試驗(yàn)進(jìn)行到10萬(wàn)次后，護(hù)套開(kāi)始產(chǎn)生滑移，當(dāng)試驗(yàn)結(jié)束后（達(dá)到62萬(wàn)次），護(hù)套與支架之間的間隙已經(jīng)由初始的0增大至30mm，如下圖7所示。

從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，護(hù)套與支架間存在較大的應(yīng)力，護(hù)套的布置是軟管破裂的主要原因。

3 問(wèn)題優(yōu)化

3.1 優(yōu)化方案

護(hù)套的位置是導(dǎo)致軟管破裂的主要原因，而護(hù)套的作用是避免軟管與減振器干涉磨損，所以護(hù)套不能取消，那么問(wèn)題解決思路是從護(hù)套的布置位置下手。由于臺(tái)架驗(yàn)證試驗(yàn)時(shí)護(hù)套相對(duì)支架滑移了30mm，所以初步考慮將護(hù)套布置在距離支架30mm的地方。同時(shí)為了改善護(hù)套內(nèi)部的應(yīng)力，將原有長(zhǎng)護(hù)套分割為三段小護(hù)套，考慮護(hù)套間隙過(guò)大會(huì)導(dǎo)致護(hù)套失去保護(hù)作用，綜合考慮將護(hù)套間距設(shè)為10mm，結(jié)構(gòu)如下圖8、圖9所示。

3.2 理論確認(rèn)

優(yōu)化方案的驗(yàn)證同樣分為理論和臺(tái)架進(jìn)行，對(duì)優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行全行程動(dòng)態(tài)仿真分析（如相下圖10），分析結(jié)果顯示優(yōu)化后軟管上的最大應(yīng)力為14N（如下圖11所示），滿足設(shè)計(jì)要求（≤30N）。

3.3 臺(tái)架確認(rèn)

將優(yōu)化后的樣件裝在臺(tái)架上模擬實(shí)車耐久，當(dāng)試驗(yàn)運(yùn)行至62萬(wàn)次后，軟管無(wú)開(kāi)裂、膠輪無(wú)滑移等異?，F(xiàn)象。繼續(xù)追加試驗(yàn)至100萬(wàn)次，試驗(yàn)結(jié)果與之前相同，仍無(wú)任何異常。

通過(guò)上述分析和試驗(yàn)證明，優(yōu)化后的方案確認(rèn)有效，更改護(hù)套的位置及形狀，既不影響護(hù)套保護(hù)軟管的作用，同時(shí)優(yōu)化了軟管上的應(yīng)力，解決了軟管漏油的問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本次對(duì)液壓制動(dòng)軟管臺(tái)架耐久破裂問(wèn)題的分析、對(duì)策、驗(yàn)證，在保留護(hù)套原有保護(hù)功能的情況下，解決了破裂問(wèn)題。本文研究?jī)?nèi)容對(duì)后續(xù)液壓制動(dòng)軟管的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、護(hù)套的布置、問(wèn)題的解決提供了思路，有一定的參考價(jià)值。

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