汽車試驗(yàn)學(xué)課件 第10章 汽車總成與部件試驗(yàn)5

10.5.1前橋總成的試驗(yàn)10.5.2鋼板彈簧的試驗(yàn)10.5.3減振器的試驗(yàn)10.5.4車輪的試驗(yàn)10.5行駛系統(tǒng)總成與部件的試驗(yàn)10.5.1前橋總成的試驗(yàn)

1.前橋總成試驗(yàn)的目的及標(biāo)準(zhǔn)

前橋總成試驗(yàn)的目是測(cè)試前橋總成的剛度、疲勞壽命等，為前橋總成的設(shè)計(jì)和產(chǎn)品檢驗(yàn)提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

前橋總成剛度試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)是汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QC/T494-1999《汽車前軸剛度試驗(yàn)方法》，可根據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)，開展前橋總成的剛度試驗(yàn)。

前橋總成疲勞壽命試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)是汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QC∕T513-1999《汽車前軸臺(tái)架疲勞壽命試驗(yàn)方法》，可根據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)，開展前橋總成的疲勞壽命試驗(yàn)。10.5.1前橋總成的試驗(yàn)

2.前橋總成的剛度試驗(yàn)

前橋總成剛度試驗(yàn)的目的是測(cè)試前橋總成的整體剛度，為評(píng)價(jià)前橋總成的剛度提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)。前橋總成垂直剛度試驗(yàn)的方法：以0.2～0.5倍的滿載載荷的間隔施加垂直試驗(yàn)載荷，直到載荷上限，載荷上限為2.5～5.5倍的滿載載荷。然后以同樣的間隔減載，恢復(fù)到0.1倍的滿載載荷，測(cè)量前軸各測(cè)量點(diǎn)的變形量，同時(shí)測(cè)量車輪外傾角的變化。在彈性區(qū)內(nèi)測(cè)量時(shí)，可以不做減載試驗(yàn)的測(cè)量。圖10-26前橋總成垂直剛度的試驗(yàn)臺(tái)架10.5.1前橋總成的試驗(yàn)

3.前橋總成的疲勞壽命試驗(yàn)前橋總成的疲勞壽命試驗(yàn)的目的是測(cè)試橋總成的疲勞壽命，保證前橋總成預(yù)期的工作壽命。前橋總成的疲勞壽命試驗(yàn)的方法：液壓疲勞試驗(yàn)機(jī)通過加載梁在鋼板彈簧座處向前橋總成施加等幅的正弦交變載荷，載荷的下限值為0.5倍的靜滿載前軸荷，載荷的上限值為3.5倍的靜滿載前軸荷，載荷精度為±1%，液壓疲勞試驗(yàn)機(jī)的工作頻率不高于500次/min，試驗(yàn)至前橋總成出現(xiàn)斷裂時(shí)停機(jī)，記錄停機(jī)時(shí)間、損壞部位和斷裂情況，進(jìn)行化學(xué)成份、金相分析，并測(cè)定脫炭層深度。試件數(shù)量不少于5件。圖10-41前橋總成疲勞壽命的試驗(yàn)臺(tái)架1液壓疲勞試驗(yàn)機(jī)2加載梁3轉(zhuǎn)向節(jié)軸套4支承10.5.2鋼板彈簧的試驗(yàn)

1.鋼板彈簧試驗(yàn)的目的及標(biāo)準(zhǔn)鋼板彈簧試驗(yàn)的目是測(cè)試鋼板彈簧的性能，主要包括：垂直負(fù)荷下鋼板彈簧的永久變形和疲勞壽命等，為鋼板彈簧的設(shè)計(jì)和產(chǎn)品檢驗(yàn)提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)。鋼板彈簧試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T19844-2018《鋼板彈簧技術(shù)條件》。在執(zhí)行汽車試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的鋼板彈簧性能的試驗(yàn)中，根據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)，開展鋼板彈簧性能的試驗(yàn)。10.5.2鋼板彈簧的試驗(yàn)

（1）垂直負(fù)荷下鋼板彈簧的永久變形試驗(yàn)垂直負(fù)荷下鋼板彈簧的永久變形試驗(yàn)的目是測(cè)試鋼板彈簧的永久變形量，獲得鋼板彈簧的彈性性能。垂直負(fù)荷下鋼板彈簧的永久變形試驗(yàn)的方法：液壓加載機(jī)通過V型加載塊對(duì)鋼板彈簧緩慢、連續(xù)垂直加載，直到產(chǎn)品圖樣上規(guī)定的最大試驗(yàn)負(fù)荷，再緩慢、連續(xù)卸載，最大試驗(yàn)負(fù)荷為鋼板彈簧在性能試驗(yàn)時(shí)給定的負(fù)荷，可取1.5倍汽車滿載靜負(fù)荷；卸載后，通過電渦流式傳感器，測(cè)量鋼板彈簧的自由弧高，自由弧高為鋼板彈簧在自由狀態(tài)或無負(fù)載下的弧高。以同樣的方法加載、卸載3次，最后再測(cè)量其自由弧高。前后兩次自由弧高的差值為鋼板彈簧的永久變形量，標(biāo)準(zhǔn)要求其永久變形量應(yīng)小于0.5mm。圖10-28一端卷耳一端滑板的等截面鋼板彈簧試驗(yàn)的支承方式1V型加載塊2鋼板彈簧3銷軸4滑車5固定板10.5.2鋼板彈簧的試驗(yàn)

（4）垂直負(fù)荷下鋼板彈簧的疲勞壽命試驗(yàn)

垂直負(fù)荷下鋼板彈簧的疲勞壽命試驗(yàn)的目的是測(cè)試鋼板彈簧的疲勞壽命，保證鋼板彈簧在預(yù)期的壽命內(nèi)可靠地工作。

垂直負(fù)荷下鋼板彈簧的疲勞壽命試驗(yàn)的方法：通過偏心輪—加載機(jī)構(gòu)，按曲柄連桿機(jī)構(gòu)的原理，向鋼板彈簧施加往復(fù)載荷，在鋼板彈簧上形成交變垂直載荷，鋼板彈簧在應(yīng)力幅323.6MPa、最大應(yīng)力833.5MPa的試驗(yàn)條件下進(jìn)行，試驗(yàn)頻率不大于3Hz，試驗(yàn)應(yīng)連續(xù)進(jìn)行；試驗(yàn)中鋼板彈簧表面不應(yīng)顯著發(fā)熱，可以進(jìn)行風(fēng)冷。鋼板彈簧如出現(xiàn)下列情況之一，即為失效，此時(shí)的循環(huán)次數(shù)作為該鋼板彈簧的壽命：任一片鋼板彈簧出現(xiàn)宏觀裂紋或斷裂；彈簧的弧高或剛度發(fā)生明顯變化。鋼板彈簧的壽命要求不低于10萬次。通過下式計(jì)算出試驗(yàn)振幅和平均變形：圖10-29鋼板彈簧疲勞壽命試驗(yàn)的夾緊與支承方式（10-13）（10-14）1作動(dòng)器2負(fù)荷傳感器3球鉸或軸銷4夾具5鋼板彈簧6銷軸7滑車10.5.3減振器的試驗(yàn)

1.減振器試驗(yàn)的目的及標(biāo)準(zhǔn)減振器試驗(yàn)的目是測(cè)試筒式減振器的性能，主要包括：減振器的示功和速度特性等，為減振器的設(shè)計(jì)和產(chǎn)品檢驗(yàn)提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

減振器試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)是汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QC/T491-2018《汽車減振器性能要求及臺(tái)架試驗(yàn)方法》和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T23919-2009《三輪汽車和低速貨車減振器》。在執(zhí)行汽車試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的減振器性能的試驗(yàn)中，根據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn)，開展減振器性能的試驗(yàn)。10.5.3減振器的試驗(yàn)

2.減振器示功的試驗(yàn)減振器示功試驗(yàn)的目的是獲得減振器的示功特性和示功圖，為懸架的設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)減振器的示功性能提供依據(jù)。減振器示功試驗(yàn)的方法：液壓驅(qū)動(dòng)器帶動(dòng)減振器的上端上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)速度的幅值可取0.13m/s、0.26m/s、0.52m/s、1.04m/s之一，運(yùn)動(dòng)的行程為100mm，運(yùn)動(dòng)的頻率100次/min。在液壓驅(qū)動(dòng)器的液壓管路中安裝壓力傳感器，通過液壓驅(qū)動(dòng)器的油壓測(cè)量作用在減振器上的力；在液壓驅(qū)動(dòng)器的缸體上安裝激光等位移傳感器，通過安裝在液壓缸上的激光等位移傳感器測(cè)量減振器的行程，繪得減振器的示功圖如圖10-31所示。在圖10-31中，減振器在伸張行程，阻力為正值，其阻力為復(fù)原阻力Fr；在壓縮行程，阻力為負(fù)值，其阻力為壓縮阻力Fc。圖10-30減振器的試驗(yàn)臺(tái)架圖10-31減振器的示功圖1底座2下連接軸3支架4減振器5上連接軸6液壓驅(qū)動(dòng)器10.5.3減振器的試驗(yàn)圖10-30減振器的試驗(yàn)臺(tái)架10.5.3減振器的試驗(yàn)

3.減振器速度特性的試驗(yàn)減振器速度特性試驗(yàn)的目的是檢測(cè)減振器在不同速度下的阻力，減振器的設(shè)計(jì)和產(chǎn)品檢驗(yàn)提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)。減振器速度特性試驗(yàn)的多工況合成法：按示功試驗(yàn)的方法，通過調(diào)整液壓驅(qū)動(dòng)器活塞運(yùn)動(dòng)的頻率，得到不同速度的多組示功圖，再根據(jù)多組示功圖，繪得減振器的速度特性，如圖10-47所示。減振器速度特性試驗(yàn)的直接記錄法：通過液壓驅(qū)動(dòng)器的油壓測(cè)量作用在減振器上的力F，再通過安裝在活塞桿上的傳感器直接測(cè)量減振器的速度v，繪得減振器的速度特性圖如圖10-48所示。測(cè)量減振器速度的傳感器可用磁電式或霍爾式或激光傳感器。圖10-32多工況合成法繪制的減振器的速度特性圖10-33直接記錄法繪制的減振器的速度特性10.5.4車輪的試驗(yàn)

1.車輪試驗(yàn)的目的及標(biāo)準(zhǔn)車輪試驗(yàn)的目是測(cè)試車輪的性能，主要包括：車輪動(dòng)態(tài)彎曲疲勞和動(dòng)平衡試驗(yàn)等，為車輪的設(shè)計(jì)、產(chǎn)品檢驗(yàn)和使用提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

車輪試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5334-2021《乘用車車輪彎曲和徑向疲勞性能要求及試驗(yàn)方法》、GB/T5909-2021《商用車車輪彎曲和徑向疲勞性能要求及試驗(yàn)方法》和GB/T18505-2013《汽車輪胎動(dòng)平衡試驗(yàn)方法》。在執(zhí)行汽車試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的車輪性能的試驗(yàn)中，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5334-2021《乘用車車輪彎曲和徑向疲勞性能要求及試驗(yàn)方法》、GB/T5909-2021《商用車車輪彎曲和徑向疲勞性能要求及試驗(yàn)方法》，開展車輪的動(dòng)態(tài)彎曲疲勞等試驗(yàn)；根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T18505-2013《汽車輪胎動(dòng)平衡試驗(yàn)方法》，開展車輪動(dòng)平衡的試驗(yàn)。10.5.4車輪的試驗(yàn)

2.車輪動(dòng)態(tài)彎曲疲勞試驗(yàn)車輪動(dòng)態(tài)彎曲疲勞試驗(yàn)的目的是測(cè)試車輪的彎曲疲勞強(qiáng)度，保證車輪可靠行駛。車輪動(dòng)態(tài)彎曲疲勞的試驗(yàn)方法：按圖10-34中的加載點(diǎn)加載力F，并按表10-1的循環(huán)次數(shù)完成循環(huán)。試驗(yàn)時(shí)，車輪可以不轉(zhuǎn)動(dòng)，也可以轉(zhuǎn)動(dòng)。車輪不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，力F旋轉(zhuǎn)，在車輪上產(chǎn)生交變彎矩；車輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，力F不轉(zhuǎn)動(dòng)，同樣在車輪上產(chǎn)生交變彎矩。力F產(chǎn)生的最大力矩：（10-15）圖10-34車輪動(dòng)態(tài)彎曲疲勞試驗(yàn)示意圖10.5.4車輪的試驗(yàn)

出現(xiàn)下列情形之一，試驗(yàn)終止，并判定該試驗(yàn)車輪失效：

1)車輪不能繼續(xù)承受試驗(yàn)載荷。

2)原始裂紋產(chǎn)生擴(kuò)展或出現(xiàn)應(yīng)力導(dǎo)致侵入車輪斷面的可見裂紋?？捎秒姕u流式傳感器探傷車輪斷面的裂紋。3)在達(dá)到規(guī)定的循環(huán)次數(shù)之前，對(duì)于乘用車車輪，加載點(diǎn)的偏移量已超過初始加載偏移量的10%；對(duì)于商用車車輪，加載點(diǎn)的偏移量已超過初始加載偏移量的15%。表10-3車輪動(dòng)態(tài)彎曲疲勞試驗(yàn)強(qiáng)化系數(shù)及最低循環(huán)次數(shù)材料附著系數(shù)μ強(qiáng)化系數(shù)S最低循環(huán)次數(shù)鋼0.71.60300001.331500001.3330000b1.10150000b鋁0.71.60a12000025000b1.3330000060000b鋼車輪應(yīng)同時(shí)選用兩種強(qiáng)化系數(shù)試驗(yàn)，鋁車輪可只選用一種強(qiáng)化系數(shù)試驗(yàn)。a為鋁車輪優(yōu)先選用的強(qiáng)化系數(shù)。b最低循環(huán)次數(shù)只適用于備用車輪10.5.4車輪的試驗(yàn)

3.車輪動(dòng)平衡的試驗(yàn)車輪動(dòng)平衡試驗(yàn)的目的是動(dòng)平衡車輪和測(cè)試車輪的動(dòng)平衡量，減小車輪不平衡引起的汽車上下振動(dòng)和前輪擺動(dòng)。車輪動(dòng)平衡試驗(yàn)的方法：車輪通過墊片和手柄螺母固定在驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)軸上，驅(qū)動(dòng)裝置通過驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)裝置固定在箱體內(nèi)，顯示屏固定在箱體上方。試驗(yàn)時(shí)，輪胎充滿氣，環(huán)境溫度5℃～40℃，驅(qū)動(dòng)裝置通過驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)車輪以200r/min～800r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，車輪的質(zhì)心不在其軸線上，使車輪產(chǎn)生不平衡力，并作用在驅(qū)動(dòng)軸上，使驅(qū)動(dòng)軸產(chǎn)生彎曲；在驅(qū)動(dòng)軸附近的水平和垂直方向上，安裝了磁電式傳感器；車輪產(chǎn)生不平衡力越大，驅(qū)動(dòng)軸的彎曲越大，驅(qū)動(dòng)軸到磁電式傳感器的距離越小，通過磁電式傳感器測(cè)出車輪的不平衡量及相位，并在顯示屏上顯示；停機(jī)后，根