1. Εισαγωγή
Η δαγκάνα του φρένου είναι βασικό στοιχείο του συστήματος πέδησης των τροχών. Η λειτουργία του πείρου καθοδήγησης της δαγκάνας είναι να συνδέει τη δαγκάνα με το στήριγμα έτσι ώστε η δαγκάνα να μπορεί να κινείται αξονικά. Όταν το όχημα φρενάρει, η δαγκάνα κινείται κατά μήκος του πείρου οδήγησης με τη δράση της υδραυλικής πίεσης. , για να σφίξετε το δίσκο του φρένου για να σχηματιστεί ένα φρένο, και ταυτόχρονα όταν αφήσετε το πεντάλ, η δαγκάνα μπορεί να επιστρέψει για να επιτευχθεί το αποτέλεσμα της απελευθέρωσης του φρένου. Όταν το όχημα φρενάρει με υψηλή ταχύτητα, η περιστροφική αδράνεια του δίσκου του φρένου θα μεταδοθεί στον οδηγό πείρο της δαγκάνας, επομένως ο πείρος οδήγησης της δαγκάνας πρέπει να έχει καλή αντίσταση διάτμησης και ταυτόχρονα να εξασφαλίζει εξαιρετική απόδοση θορύβου κατά το φρενάρισμα. Οι παραπάνω τεχνικές δυνατότητες μπορούν να περάσουν τη δοκιμή ή να μετρηθούν με ανάλυση CAE.
2 Επεξήγηση της θραύσης του πείρου οδήγησης της δαγκάνας
Κατά τη 24-δοκιμή καναλιού του οχήματος δοκιμής, ο οδηγός πείρος της μπροστινής αριστερής δαγκάνας έσπασε κατά τον 467ο κύκλο. Μετά την αντικατάσταση του οδηγού πείρου, το κάταγμα εμφανίστηκε ξανά στον 500ο κύκλο. Σύμφωνα με τις τυπικές απαιτήσεις, η δοκιμή εξαρτημάτων συστήματος πέδησης πρέπει να πληροί τον κύκλο 480 χωρίς εξαίρεση. Ο αριθμός των σπασμένων κύκλων του μπροστινού οδηγού πείρου δεν πληροί τις τυπικές απαιτήσεις. Το τμήμα θραύσης του πείρου οδήγησης είναι το σημείο μετάβασης της διαμέτρου του άξονα του πείρου. Σύμφωνα με την ανάλυση θραύσης, το κάταγμα ανήκει στο κάταγμα κόπωσης υπό την επίδραση της διατμητικής δύναμης. Ένα άλλο φαινόμενο είναι ότι η πίσω δαγκάνα δεν έχει καμία ανωμαλία στον οδηγό πείρο μετά από 800 δοκιμές κύκλου.
3 Ανάλυση αιτίας του σπασίματος της ακίδας οδηγού
Κάτω από τη συμβατική κατάσταση σχεδίασης, κατασκευής και συναρμολόγησης του πείρου οδήγησης, η δύναμη διάτμησης είναι σχετικά μικρή. Ταυτόχρονα, ο πείρος οδηγός σχηματίζεται από τη διαδικασία ψυχρής κατεύθυνσης και το ίδιο το προϊόν έχει ισχυρή αντίσταση στη διάτμηση. Η κανονική κατάσταση δεν θα κουράσει το κάταγμα. Η μη φυσιολογική αστοχία θραύσης του πείρου οδήγησης δεν παρουσιάστηκε στην πραγματική δοκιμή δρόμου. Προκειμένου να διαπιστωθεί η βασική αιτία του μη φυσιολογικού σπασίματος του πείρου οδήγησης, αυτό το έγγραφο διεξάγει έρευνα από την οπτική γωνία του σχεδιασμού, της κατασκευής και των μεθόδων δοκιμής και διαμορφώνει μέτρα βελτίωσης για την αποφυγή παρόμοιων αστοχιών στην αγορά. ερώτηση.
3.1 Ανάλυση της επίδρασης των παραγόντων σχεδιασμού του προϊόντος στους οδηγούς πείρους
Ο πείρος οδηγός συνδέει τη δαγκάνα με το στήριγμα του σώματος της δαγκάνας. Κατά το φρενάρισμα, η δαγκάνα μετακινείται στο πλάι του δίσκου του φρένου υπό την πίεση του λαδιού. Όταν η πλάκα τριβής έρθει σε επαφή με το δίσκο του φρένου, η δαγκάνα κινείται κατά μήκος του πείρου οδήγησης ως άξονα. Κατά τη διαδικασία μετακίνησης, θα επηρεαστεί. Η δύναμη διάτμησης κατά μήκος της ακτινικής κατεύθυνσης του δίσκου του φρένου και η βαρύτητα της κατεύθυνσης Z που προκαλεί το ίδιο βάρος της δαγκάνας, η συνδυασμένη δύναμη των δύο δυνάμεων θα προκαλέσει κάποια πρόσκρουση στον πείρο οδήγησης σε ανώμαλους δρόμους. Το αν η δύναμη κρούσης θα προκαλέσει το σπάσιμο του πείρου οδήγησης απαιτεί θεωρητική ανάλυση CAE. Εν όψει αυτού του σφάλματος, πραγματοποιήθηκε μια συγκριτική ανάλυση CAE της ακαμψίας και της αντοχής των μπροστινών και οπίσθιων πείρων οδηγών: 1) Συνθήκες περιορισμού: 1-6 βαθμοί ελευθερίας στο σημείο σύσφιξης, βλέπε Εικόνα 1.
Σχήμα 1 Σχηματικό διάγραμμα του αναλυτικού φορτίου και της φόρτισης περιορισμού του μπροστινού και του πίσω οδηγού πείρους 2) Συνθήκες φόρτωσης: η ακτινική δύναμη φορτίου στην κεφαλή του πείρου οδήγησης είναι 5000N. μετά την ανάλυση, οι παραμορφώσεις της κεφαλής του μπροστινού και του πίσω πείρου οδήγησης όταν το φορτίο είναι 5000N είναι αντίστοιχα 0,5mm και 0,48mm, η διατμητική τάση ανταποκρίνεται στην επιτρεπόμενη τάση του υλικού. Ο ίδιος τύπος δομής οδηγού πείρου δοκιμάστηκε και ο σχεδιασμός του πείρου οδηγού άλλων μοντέλων είναι σύμφωνος με τη δομή του ελαττωματικού τμήματος. Δείχνει ότι ο πείρος οδηγός δεν έχει σχεδιαστικό ελάττωμα και δεν θα προκαλέσει προβλήματα όπως αστοχία κατάγματος.
3.2 Ανάλυση της επίδρασης των συνθηκών δοκιμής στο κάταγμα του οδηγού πείρου
Ο πάγκος δοκιμής καναλιού 24-οχήματος είναι ένας πάγκος δοκιμών προσομοίωσης δρόμου, ο οποίος υιοθετεί τη μέθοδο δοκιμής προσομοίωσης δρόμου και μπορεί να αναπαράγει το 90 τοις εκατό των αστοχιών δρόμου στο εργαστήριο. Αυτή η μέθοδος δοκιμής μπορεί γρήγορα να ελέγξει εάν υπάρχουν ελαττώματα σχεδιασμού στη δομή του προϊόντος. Επί του παρόντος, είναι επίσης ο κύριος τρόπος για τους mainstream OEM να επαληθεύουν δομικά μέρη. Οι συνθήκες δοκιμής για την πέδηση σε αυτή τη μέθοδο δοκιμής είναι:
Εικ. 2 Αποτελέσματα ανάλυσης παραμόρφωσης και τάσης του μπροστινού και του πίσω πείρου οδηγού 1) Η πίεση λαδιού φρένων έχει ρυθμιστεί στα 20Mpa. 2) Ο κύκλος δοκιμής είναι 480 και ο αριθμός των φρένων ανά κύκλο είναι 32. 3) Η δεξαμενή αποθήκευσης υγρού δοκιμής τοποθετείται κάτω από τη δαγκάνα. Κατά την πέδηση έκτακτης ανάγκης, η πίεση λαδιού του αγωγού είναι γενικά 8-10MPa και η πίεση λαδιού φρένων δεν υπερβαίνει τα 16 MPa κατά την επαλήθευση σχεδιασμού των εξαρτημάτων. Η ρύθμιση πίεσης λαδιού της δοκιμής προσομοίωσης δρόμου υπερβαίνει το εύρος επαλήθευσης σχεδιασμού. , η παραμόρφωση του δίσκου του φρένου κ.λπ. υπερβαίνει την προσδοκία σχεδιασμού και το μοντέλο δύναμης του πείρου οδήγησης αλλάζει. Η δεξαμενή αποθήκευσης υγρού τοποθετείται κάτω από τη δαγκάνα, η οποία θα αναγκάσει το υγρό φρένων του εμβόλου της δαγκάνας να ρέει πίσω μετά την πίεση και την απελευθέρωση του φρένου, και το έμβολο της δαγκάνας θα υποχωρήσει χωρίς προπίεση. Σε σταθερή κατάσταση, είναι εύκολο να προκληθεί η αλλαγή δύναμης του πείρου οδήγησης της δαγκάνας και ταυτόχρονα, ένας μεταλλικός ήχος χτυπήματος παράγεται στη δαγκάνα κατά τη διάρκεια της δοκιμής και ο ήχος χτυπήματος παράγεται 3 δευτερόλεπτα μετά το φρενάρισμα. Δείχνει ότι μετά το φρενάρισμα, το υγρό λαδιού επιστρέφει στη δεξαμενή αποθήκευσης υγρού, το διάκενο μεταξύ του δίσκου και του κενού μεταξύ του εμβόλου και της πλάκας αυξάνεται και η δαγκάνα λειτουργεί σε μη σχεδιασμένη κατάσταση, με αποτέλεσμα την αύξηση του τη δύναμη διάτμησης του πείρου οδήγησης.
3.3 Ανάλυση της επίδρασης της μπροστινής και πίσω δομής δαγκάνας στο κάταγμα του πείρου οδήγησης
Οι ακίδες οδηγοί που έσπασαν στη δοκιμή ήταν όλες μπροστινές δαγκάνες και η δομή και το μέγεθος των ακίδων οδηγών των πίσω δαγκανών ήταν παρόμοια με εκείνα των μπροστινών δαγκανών, αλλά δεν υπήρξε βλάβη. Υπάρχουν διαφορές στο βάρος και τη δομή της μπροστινής και της πίσω δαγκάνας. Οι μπροστινές δαγκάνες είναι 2 κιλά βαρύτερες από τις πίσω δαγκάνες. Ταυτόχρονα, οι πίσω δαγκάνες ενσωματώνουν τον μηχανισμό στάθμευσης. Το κενό είναι μόνο 0,55mm. Προκειμένου να επαληθευτεί εάν το διάκενο και το βάρος θα έχουν αρνητική επίδραση στον οδηγό πείρο υπό τις συνθήκες δοκιμής, αυτό το έγγραφο διεξάγει ανάλυση CAE στον οδηγό πείρο κάτω από διαφορετικά κενά. 1) Σκοπός ανάλυσης: η διαφορά δύναμης του πείρου οδήγησης κάτω από την αρχική θέση της μπροστινής και πίσω δαγκάνας του φρένου και η μέγιστη ανάσυρση του εμβόλου της δαγκάνας. 2) Συνθήκες περιορισμού: περιορισμός του βραχίονα στήριξης της δαγκάνας 3) Φορτίο φόρτωσης: 30 g μάζας επιτάχυνσης φορτώνεται στο κέντρο βάρους της δαγκάνας του φρένου.
Σχ. 3 Σχηματική ανάλυση του φορτίου ανάλυσης δύναμης και της φόρτισης περιορισμού του πείρου οδήγησης Τα αποτελέσματα της ανάλυσης δείχνουν ότι η τάση του μπροστινού πείρου οδήγησης υπό τις παραπάνω συνθήκες είναι 184,72 MPa και 209,932 MPa, υποδεικνύοντας ότι η αύξηση της ποσότητας ανάσυρσης του εμβόλου της δαγκάνας θα επηρεάσει την κατάσταση τάσης του πείρου οδήγησης. Ταυτόχρονα, οι πιέσεις των πίσω οδηγών ακίδων κάτω από τις παραπάνω συνθήκες είναι 107.796MPa και 108.960MPa αντίστοιχα, οι οποίες διαφέρουν αρκετά από τις μπροστινές ακίδες οδήγησης, γεγονός που επαληθεύει επίσης γιατί οι ακίδες οδήγησης της πίσω δαγκάνας δεν απέτυχαν.
Σχήμα 4 Κατάσταση τάσης του πείρου οδήγησης στην αρχική θέση της μπροστινής δαγκάνας
Σχήμα 5 Η κατάσταση τάσης του κάτω πείρου οδήγησης όταν το έμβολο της μπροστινής δαγκάνας συμπτύσσεται κατά 4,4 mm
Εικόνα 6 Η κατάσταση τάσης του κάτω πείρου οδήγησης όταν το έμβολο της πίσω δαγκάνας συμπτύσσεται 0.55 mm
Σχήμα 7 Η κατάσταση τάσης του κάτω πείρου οδήγησης όταν η πίσω δαγκάνα υποχωρεί 0.55 mm
4 Ανάλυση κινδύνου θραύσης ακίδων οδηγού
Η παράλογη μέθοδος δοκιμής οδήγησε στο ανώμαλο κάταγμα του πείρου οδήγησης. Θα υπάρχει σε πραγματικές συνθήκες εργασίας; Σύμφωνα με τα στατιστικά ενός OEM, το 98 τοις εκατό της επιβράδυνσης πέδησης του οχήματος είναι κάτω από 0,3 g και η μέγιστη δύναμη πέδησης αυτού του μοντέλου σε ακραίες συνθήκες εργασίας είναι 1 g. Για να επιτευχθεί πίεση 20Mpa, απαιτείται δύναμη πεντάλ 1000N και ο οδηγός δεν μπορεί να το πατήσει. Επομένως, αν και το σφάλμα θραύσης της ακίδας οδηγού παρουσιάστηκε στην πλατφόρμα προσομοίωσης, αυτή η συνθήκη λειτουργίας δεν θα συμβεί στην πραγματικότητα και ο κίνδυνος είναι εξαιρετικά χαμηλός. Ταυτόχρονα, το όχημα έχει υποβληθεί σε τρίμηνη δοκιμή δομικής αντοχής στο πεδίο δοκιμών και δεν υπάρχει αναφορά για μη φυσιολογικούς οδηγούς πείρους, που να υποδηλώνουν ότι το προϊόν πληροί τις απαιτήσεις σχεδιασμού και ποιοτικού ελέγχου.
5. Συμπέρασμα
Οι δαγκάνες φρένων είναι εξαρτήματα ασφαλείας, ο σχεδιασμός του προϊόντος και η επαλήθευση είναι πολύ σημαντικές. Σε αυτό το άρθρο, ο σχεδιασμός του προϊόντος αναδιοργανώνεται μέσω της αντιμετώπισης προβλημάτων σφαλμάτων θραύσης και προσδιορίζεται η αξιοπιστία του σχεδιασμού του προϊόντος. Ταυτόχρονα, βελτιώνεται και το παράλογο μέρος της μεθόδου δοκιμής. Για παράδειγμα, η πίεση λαδιού δοκιμής ρυθμίζεται στη μέγιστη πίεση κλειδώματος, η οποία είναι σύμφωνη με την πραγματική χειρότερη κατάσταση λειτουργίας και η δεξαμενή αποθήκευσης υγρού τοποθετείται στη δαγκάνα, η οποία θα εξασφαλίσει την επαλήθευση. Η λογική καθιστά τα αποτελέσματα της επαλήθευσης πιο λογικά.