行駛系統之汽車前橋及主要部件的磨損
(1)汽車前橋故障特征
汽車前橋鋼板彈簧座之間在垂直方向產生變形, 且大多數為兩鋼板彈簧座向上翹,中間向下彎曲,彎曲為4° 左右;在水平方向產生彎曲變形,且大多數為兩鋼板彈簧座向前 凸,凸峰偏左。沿縱向對稱軸線產生扭曲變形。以右鋼板彈簧座 平面為基準,向前扭曲與向后扭曲約各占50%,向前扭曲的扭轉角為6°左右;向后扭曲的扭轉角為8°3(/左右;兩主銷孔 軸線間的變形,且多是銷孔軸線上端前扭,右銷孔扭轉角一般大于 左銷孔;兩主銷孔軸線與鋼板彈簧定位孔軸線縱剖面上的距離變 化(即前軸拳形部位彎曲變型),右端大于左端;主銷內傾角變化很 多超過8°,且大部分是內傾角增大,增值為2°20\ —般左主 銷孔的變化大于右主銷孔,•左主銷孔內傾角增大(即拳形部位向上 彎),而右主銷孔內傾角變小(即拳形部位向下彎曲);鋼板彈簧座 定位孔磨損在1 mm以內的,呈不規則圓坑形;主銷孔普遍磨損, 主銷孔兩端磨損大于中間,下端磨損又大于上端,右銷孔大于左銷 孔;45號鋼鍛造的前軸,裂紋多在左鋼板彈簧座的右側。
(2)故障原因
前軸損壞原因分析:垂直和側向反作用力在前軸的垂直平面 內產上彎矩,造成前軸中部及主銷孔附近在垂直方向彎曲,在鋼板 彈簧座附近、主銷孔附近及前軸中部斷面的彎曲與彎曲應力較大。 汽車轉彎時,外側向反作用力使前軸向上彎曲;內側向反作用力則 使前軸向下彎曲。我國交通規則規定靠右行駛,右轉向轉彎半徑 小、則離心力大,造成左懸架受力大,地面的反作用力也大,因此所
受彎矩也就大,這就造成了前軸左端向上彎曲大于右端向上彎曲, 即左銷孔內傾角增大、右銷孔內傾角減小的傾向。地面縱向力的 作用方向是由前向后,使主銷附近向后彎曲。所產生的力矩使主 銷孔軸線繞前軸縱向剖面扭轉,從而造成主銷孔附近上端向前、下 端向后扭曲。由車輛靠右行駛,且右轉較多,而在右轉彎時,右車 輪速度小于左車輪,故右車輪受縱向力大于左車輪,這就造成主銷 孔軸線向前扭轉,前軸中部向前、中部扭曲,右面大于左面。這也 是右主銷孔磨損大于左主銷孔、右主銷孔軸線與鋼板彈簧定位孔 軸線(或定位孔對稱點)偏羞距離大于左面的原因之一。由于作用 在前軸上的垂直彎距大于水平彎矩,故主銷孔及上下端面的橫向 磨損大于縱向;又因向上的作用力大,使主銷孔下部磨損大于上部。
上述各力作用使前軸彎曲變形,因而主銷孔軸線間距離變小。
作用在前軸上的各力使主銷在孔中有兩個方向扭轉的趨勢, 前軸主銷孔與主銷系過渡配合,中部的楔形橫銷,控制主銷上下竄 動和轉動。在前軸受力時,主銷只能以橫銷為支點擺動,由于兩端 擺幅大,所以主銷孔上下部分磨損大于中間。鋼板彈簧座平面、定 位孔和嫘栓承孔的磨損,主要是由于鋼板彈簧緊固螺栓松動后,汽 車在運動中,鋼板彈簧與座、定位銷與承孔、螺栓與承孔產生相對 運動而造成的。由于汽車行駛時受力復雜多變,所以它們磨損是 不規則的。如前所述,前軸受力復雜多變,以垂直彎矩為大。當汽 車制動時,前軸負荷增大;汽車通過凹凸不平路面時,前軸受沖擊 負荷,由此容易引起金屬疲勞,而在彎曲應力較大處產生裂紋。