汽车断轴问题为何产生?如何解决?

2018-04-02 17:50:03·  来源:上汽安全与CAE技术  
 
汽车为什么会“断轴”?要弄清楚这个问题,需要先了解底盘悬架结构。
近几年汽车界最火的词非“断轴”莫属,断轴事故已屡见不鲜。



汽车为什么会“断轴”?要弄清楚这个问题,需要先了解底盘悬架结构。大部分轿车的前悬采用“麦弗逊悬挂”,先来看看这种悬挂的结构如下图:



这种是最基本的麦弗逊悬架,车轮通过“下摆臂”安装在很强壮的“副车架”上,绑定车轮不能逃离;通过“弹簧减震器”安装在很强壮的车身上,实现车轮上下跳动。当车轮受到巨大的冲击时,麦弗逊悬架存在三个可能断轴的区域:
1) 转向拉杆
转向拉杆用于传递转向机的拉力,外侧固定在转向节支臂上,内侧与转向机连接,材料一般为碳钢,因直径较小,受到撞击或挤压后可能变形。




2) 转向节(俗称羊角)与下摆臂连接区域
转向节一般采用铸铁或铸铝,造工艺不良,如果转向节与下摆臂连接区域壁厚较薄,或者铸造工艺不良,可能造成断轴的后果。






3) 下摆臂与副车架连接区域
下摆臂是汽车悬架系统的主要导向和传力零件,一侧与转向节相连,另一侧通过衬套与副车架相连。传统摆臂衬套一般通过螺栓与摆臂安装支架固定.



近年出现了一种分体式摆臂衬套,两端插销与衬套内管过盈装配,再分别用两个螺栓固定到副车架上。这种结构的优势在于节省设计空间,减少安装支架。正常情况下想要拔出插销至少需要3吨的力,但当遇到巨大外力冲击,插销挤压内套管变形,那就很容易脱开了(最近那神车断轴都是因为这个)。




那是不是说麦弗逊悬挂就不安全呢?大可不必担心,这是一种低成本但很成熟的结构形式,其实只要设计合格、制造合格的量产车,无论用什么悬挂形式都是安全的,而且麦弗逊悬挂也可以很优秀,比如宝马X3和奔驰GLK都采用这种结构。
什么情况容易断轴?
(1)转弯,转向不足或转弯速度过快,外侧轮胎撞到路沿时,可能引起转向拉杆断裂引起断轴。



(2)停车过于靠边,离开时前轮转向硬挤路沿,转向拉杆可能发生断裂引起断轴。



(3)过坑洼路面,如果路上忽然遇到一个大坑,一般都习惯性的猛踩刹车,此时减震器顶死,悬架系统将受到很大的纵向冲击力,摆臂连接车轮部位容易发生断裂引起断轴。



(4)交通事故中撞击一侧的轮胎,也比较容易断轴。



厂家如何避免断轴?
各家主机厂在底盘设计之初都会考虑如何避免断轴,借助计算机模拟和道路试验进行验证。当然各家的工况定义各有不同,强度有高有低。搞自主就不能太计较成本,为了客户安全我们也真是拼了。









司机如何避免断轴?
当然再好的车也比不上安全驾驶,请牢记以下三点:
1) 首要的还是注意行车安全,转弯速度不要过快,注意观察车辆离路沿的距离,做到“一慢,二看,三通过”,停车时避免紧贴着路沿。
2) 尽量避开路面坑洼行驶,因为你不知道前面的坑有多深,万一避不开过坑时也不要猛踩刹车,因为急刹车会导致减震器顶死,过坑时失去缓冲作用。
3) 车辆在发生交通事故后务必仔细检查底盘零件特别是前面提到的三个薄弱区域是否有暗伤损坏。 
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