稳定杆连接杆球销力矩衰减研究

赵小峰，李春良

(1.长城汽车股份有限公司技术中心，河北保定 071000；2.河北省汽车工程研究中心，河北保定 071000)

稳定杆连接杆球销力矩衰减研究

赵小峰1,2，李春良1,2

(1.长城汽车股份有限公司技术中心，河北保定 071000；2.河北省汽车工程研究中心，河北保定 071000)

针对汽车稳定杆连接杆球销力矩衰减问题，给出了问题的确认方法和注意事项；分别从产品质量、产品设计、产品装配三方面给出分析力矩衰减原因的思路和方法，并给出两种力矩校核的方法，此方法也可用于设计前期的力矩校核。

连接杆；力矩衰减；力矩校核

0 引言

在汽车设计上，稳定杆连接杆[1]在行车过程中主要承受由于轮胎上下跳动带动稳定杆两端跳动时产生的拉压力，在承受多次耐久冲击后，稳定杆连接杆易产生固定螺母力矩衰减、连接杆断裂、异响等问题。一般前悬模块中前稳定杆连接杆上端连接减震器，后悬模块中后稳定杆连接杆上端连接后横向稳定杆，下端连接后下摆臂总成。图1为稳定杆连接杆在汽车底盘中的位置。

图1 稳定杆连接杆在汽车底盘中的位置图

稳定杆连接杆结构如图2所示。

图2 稳定杆连接杆结构图

1 研究方法

稳定杆连接杆螺母力矩衰减问题调查步骤如下：

1.1 问题确认

(1)拆解之前先测一下力矩，确认漆线有没有移位，拍照留取证；也可通过与驾驶员详谈进一步了解问题发生的过程，及时地记录各种问题点。

(2)拆解之后需要测量的就是连杆球销的直径、配合件安装孔直径以及与此位置相关的各种安装尺寸。若连接部位使用的是自锁螺母[2]，可将螺母重新拧入，估算一下螺母还有无自锁力矩；若连接部位采用涂胶方式，要及时确认涂胶量及涂胶位置是否符合要求。

(3) 故障件要及时更换，便于后期测量各零部件的各种性能(如：硬度、保证载荷、锁紧力矩)，最主要是衡量一下配合件是否有更换必要。

在接到螺母反松后，一定要叮嘱驾驶员不要私自将螺母力矩重新打紧，重新打紧后无法确认螺母反松后力矩是否还符合力矩衰减30%的范围要求。

1.2 产品质量排查

(1)自锁螺母

检测螺母的保证载荷、螺纹、硬度、脱碳层、锁紧力矩(满足GB/T 3098.9要求)等相关性能；测量连杆球销螺纹、硬度；测量配合件相关尺寸。

(2)非自锁螺母(涂胶)

涂胶量确认，检测螺母的保证载荷、螺纹、硬度、脱碳层等相关性能；测量连杆球销螺纹、硬度；测量配合件相关尺寸。

确认以上零部件尺寸及性能满足设计要求。

1.3 产品设计方面

产品设计是否满足要求，主要校核所设力矩值是否满足要求[3]，核算过程不考虑连杆球销承受外载荷的情况，螺栓的轴向力等于螺栓的预紧力。力矩校核所需要用的参数： 连杆球销螺纹摩擦因数μth、支撑端面摩擦因数μb、螺纹综合摩擦因数μtol、螺距P、螺纹中径d2、安装孔直径db、法兰面直径D0、螺纹应力截面积As、力矩值T(选取最小值)。

力矩校核：

方法一：

根据GB/T 16823.3-2010可知：

Db=(D0+db)/2

F×μb=F1

式中：F为轴向力；F1为径向摩擦力。

假定稳定杆连接杆实车受力为F2，只要满足F2

方法二：

根据GB/T 16823.3-2010可知：

Db=(D0+db)/2

F×μb=F1

假定稳定杆连接杆实车受力为F2，只要满足F2

稳定杆连接杆受力值F2可以通过两种方法获得：实车采集或理论校核。实车采集可以采用贴应变片的方式获得，行车工况应当选取坏路况。理论校核方法如下：

稳定杆连接杆可视为一个二力杆，由于应力传递是从一端传递到另一端，产生的力会经过中间的连接杆进行传递，所以可直接采集连接杆上经过的应力即可，应变片粘贴位置如图3所示。

图3 应变片粘贴位置图

计算方法如下，稳定杆在整车中的位置参考图4。

图4 稳定杆在整车中的位置

计算所需要知道的参数为：

(1)稳定杆扭转线刚度：C(N/mm)；

(2)车轮下跳行程：A(mm)，上跳行程B(mm)；

(3)轮心距离车辆纵向平分面距离Y(mm)；

(4)稳定杆两端距离车辆纵向平分面距离X(mm)。

利用杠杆比可算出稳定杆上、下跳动过程中产生的力：

F2=C×[(A+B)×(X/Y)]

稳定杆的上下跳行程(A+B)×(X/Y)还可通过搭建整车DMU校核得出。

1.4 装配方面排查

(1)涂胶量确认；

(2)打紧力矩确认。若是电动扳手拧紧，可用手动力矩扳手测量一下拧紧值差异。

确认以上工艺是否满足设计要求。

2 结束语

提供了解决稳定杆连接杆球销力矩衰减的处理方法。要点是要及时确认问题，现地现物，按照以上方法逐一排查，如果项目进度紧急，可同时进行，如此定能查出力矩返松的真正原因。在设计前期，一定要校核连杆球销的力矩[4]，保证力矩在设计上无问题，提高解决问题的效率。

【1】范晓轩,张伟,陈剑峰,等.轿车稳定杆连杆球头粘滑测试工装设计[C]//2015中国汽车工程学会年会论文集，2015.

【2】张占元.自锁螺母的防松及滚压收口的应用[J].飞机设计,2002(1):49-52. ZHANG Z Y.Application Research on Blocking of Self-locking Nuts and Reducing by Rolling[J].Aircraft Design,2002(1):49-52.

【3】濮良贵，纪名刚.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2001.

【4】黄健.汽车装配自动拧紧机[D].上海：上海交通大学，2008.

【5】卜炎.螺纹联接设计与计算[M].北京：高等教育出版社，1995:1-4.

Research of Torque Decrease of Stab Bar Link Ball-pin

ZHAO Xiaofeng1,2，LI Chunliang1,2

(1.Research & Development Center of Great Wall Motor Company,Baoding Hebei 071000,China;2.Automotive Engineering Technical Center of Hebei,Baoding Hebei 071000,China)

In order to solve the problem of torque decrease of stab bar link ball-pin, the confirmation method and the matters needing attention were provided. Three aspects must be considered to solve the problem, which were product quality, product design and product assembling. Two kinds of method for torque check were also provided, which were applicable to the torque check in preliminary design process.

Stab bar link; Torque decrease ; Torque check

2016-09-06

赵小峰(1984—)，男，硕士，研究方向为汽车底盘设计。E-mail:282973694@qq.com。

10.19466/j.cnki.1674-1986.2017.01.017

U463.33

B

1674-1986(2017)01-067-03