林艷麗 王中平

（江鈴汽車股份有限公司產(chǎn)品開(kāi)發(fā)技術(shù)中心 江西南昌 330052）

汽車鏈條式備胎升降器常見(jiàn)故障分析

林艷麗 王中平

（江鈴汽車股份有限公司產(chǎn)品開(kāi)發(fā)技術(shù)中心 江西南昌 330052）

備胎升降器作為汽車關(guān)鍵配件之一，主要作用是能裝載一輛車的所有車輪及備胎車輪總成，并且能舉升、固定、下降一輛車的充氣或沒(méi)有充氣的、帶或者不帶輪胎的備胎總成和行駛車輪總成。本文以汽車鏈條式備胎升降器為研究對(duì)象，筆者結(jié)合參加過(guò)的實(shí)際項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)以及質(zhì)量改進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)鏈條式備胎升降器常見(jiàn)故障進(jìn)行分析。

鏈條；備胎升降器；故障

1 鏈條式備胎升降器結(jié)構(gòu)概述

鏈條式備胎升降器是通過(guò)凸輪軸的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)內(nèi)滑輪、外滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)，外滑輪通過(guò)鏈條帶動(dòng)輪胎架升降，以取出和裝固輪胎；其結(jié)構(gòu)主要包括鏈條、外罩殼、備胎固定板、外滑輪、開(kāi)口銷、銷軸、緊固件、外滑輪固定板、內(nèi)滑輪、凸輪軸、凸輪等，車輛正常行駛時(shí)，鏈條式備胎升降器應(yīng)能平穩(wěn)的拖住備胎，并且在拆卸和安裝備胎時(shí)鏈條應(yīng)保持順滑狀態(tài)下降和上升；

2 鏈條式備胎升降器常見(jiàn)故障分析

2.1 鏈條式備胎升降器卡滯

在拆卸和安裝備胎時(shí)備胎不能順利下降或上升，即卡滯現(xiàn)象。

2.1.1 鏈條和外罩殼十字孔錯(cuò)位

鏈條是腰型鏈環(huán)經(jīng)過(guò)環(huán)環(huán)相扣而成，經(jīng)過(guò)外罩殼的十字孔受向上或者向下的拉力進(jìn)出外罩殼。如果在初次安裝鏈條式備胎升降器以及備胎時(shí)鏈條和外罩殼的十字孔沒(méi)有捋順，即鏈條與外罩殼十字孔錯(cuò)位，那么就會(huì)導(dǎo)致用戶在拆卸備胎時(shí)發(fā)生卡滯現(xiàn)象。

防止因鏈條和外罩殼的十字孔錯(cuò)位而導(dǎo)致鏈條式備胎升降器卡滯的方法就是在初次安裝鏈條式備胎升降器和備胎時(shí)捋順鏈條與外罩殼的十字孔，捋順的方法可以采用降、升備胎的方法，即初次打緊備胎后放松備胎、再打緊備胎，這樣的重復(fù)操作就是一個(gè)捋順的過(guò)程。

2.1.2 鏈條和外滑輪錯(cuò)位、鏈條和內(nèi)滑輪錯(cuò)位

鏈條在外罩殼里面繞轉(zhuǎn)內(nèi)滑輪，同時(shí)從外罩殼的十字孔出來(lái)繞轉(zhuǎn)外滑輪，如果鏈條和外滑輪或者內(nèi)滑輪發(fā)生了錯(cuò)位，也是會(huì)導(dǎo)致用戶在拆卸備胎時(shí)發(fā)生卡滯現(xiàn)象。

防止因鏈條和內(nèi)滑輪、外滑輪錯(cuò)位而導(dǎo)致鏈條式備胎升降器卡滯的方法與上述鏈條和外罩殼十字孔錯(cuò)位的方法是一致的。

2.1.3 外罩殼的強(qiáng)度不足

（1）鏈條式備胎升降器是靠凸輪和外罩殼內(nèi)壁摩擦力來(lái)保持內(nèi)滑輪和外滑輪的轉(zhuǎn)動(dòng)使鏈條上升、下降，以達(dá)到備胎上升、下降的目的。如果外罩殼壁強(qiáng)度不足，凸輪與外罩殼內(nèi)壁的接觸點(diǎn)可能會(huì)發(fā)生凹陷，從外表面看是外罩殼鼓包，這時(shí)凸輪就陷進(jìn)外罩殼內(nèi)壁而不能自由轉(zhuǎn)動(dòng)，即發(fā)生了鏈條式備胎升降器卡滯。

（2）鏈條是通過(guò)備胎升降軸的驅(qū)動(dòng)經(jīng)過(guò)外罩殼的十字孔進(jìn)、出外罩殼帶動(dòng)內(nèi)、外滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使備胎上升和下降。如果外罩殼的十字孔強(qiáng)度不足，鏈條的進(jìn)、出破壞了外罩殼的十字孔，那么這時(shí)鏈條不能順利進(jìn)、出，即發(fā)生了鏈條式備胎升降器卡滯。

上述這兩種由于外罩殼強(qiáng)度足部導(dǎo)致的鏈條式備胎升降器卡滯的失效模式，改進(jìn)方法就是需要綜合分析外罩殼的強(qiáng)度，包括使用材料及其鋼板厚度。筆者參加過(guò)的一個(gè)項(xiàng)目，外罩殼材料是Q235，產(chǎn)品在使用一段里程后，易出現(xiàn)外罩殼壁凹陷、十字孔變形等問(wèn)題，后經(jīng)過(guò)CAE分析、強(qiáng)度試驗(yàn)、耐久試驗(yàn)以及市場(chǎng)用戶跟蹤調(diào)查分析，外罩殼材料改用SAPH440有效解決了外罩殼強(qiáng)度不足的問(wèn)題。

2.2 鏈條式備胎升降器斷裂

2.2.1 鏈條強(qiáng)度不足

如果鏈條的強(qiáng)度和所匹配的輪胎重量不合適，在車輛行駛過(guò)程中承受輪胎重量的鏈環(huán)不斷受到?jīng)_擊，那么比較容易出現(xiàn)鏈條斷裂、備胎掉落的情況。

鏈條的強(qiáng)度主要是由鏈環(huán)的直徑、鏈環(huán)的材料來(lái)保證的，筆者參加過(guò)的一個(gè)項(xiàng)目中，鏈條的材料是20Cr，鏈環(huán)直徑是φ4.3，輪胎的重量是27kg，鏈條所能承受的最小拉力是20kN，經(jīng)過(guò)CAE分析和強(qiáng)度試驗(yàn)以及整車耐久試驗(yàn)驗(yàn)證，這種匹配可有效防止正常使用過(guò)程中鏈條斷裂的情況發(fā)生。

2.2.2 鏈條與外滑輪摩擦

備胎打緊后靜止?fàn)顟B(tài)鏈條和外滑輪沒(méi)有相互作用力，車輛行駛在一定的路面時(shí)，由于路面的激勵(lì)會(huì)使得鏈條與外滑輪存在一定的相互作用力，這種相互作用力也可以認(rèn)為是鏈條與外滑輪的摩擦力，如果外滑輪和鏈條的材質(zhì)耐磨性差的話，會(huì)大大縮短整個(gè)鏈條式備胎升降器的生命周期，這種情況在產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)以及驗(yàn)證階段就需要充分考慮外滑輪以及鏈條的耐磨性。

2.3 鏈條式備胎升降器噪音

2.3.1 機(jī)械噪音

如果備胎升降器出現(xiàn)機(jī)械噪音，一般考慮是由于車輛在動(dòng)態(tài)行駛時(shí)發(fā)生了機(jī)械干涉。

鏈條式備胎升降器系統(tǒng)的靜態(tài)間隙需考慮輪胎的最大漏氣量、輪胎最大壓縮量、最大輪胎尺寸和車架公差累積等因素。備胎升降器以及備胎安裝后需要滿足整車的離地間隙、接近角和離去角，備胎與周邊有可能具有破壞性的零部件之間的靜態(tài)間隙至少40mm，與非破壞性零部件至少19mm，備胎在升降過(guò)程中，與周邊零部件至少保持25mm的間隙。備胎胎壁與車架/身至少要有3個(gè)接觸位置，每個(gè)接觸面積至少625m2，邊長(zhǎng)至少10mm。這些都是為了更好的保證車輛在任何路面行駛都不會(huì)出現(xiàn)機(jī)械干涉而導(dǎo)致機(jī)械噪音。

2.3.2 NVH

目前市場(chǎng)上的鏈條式備胎升降器的備胎固定板與車輪的鋁輪或者鋼圈大多數(shù)是剛性連接，這種剛性連接在一定工況下會(huì)出現(xiàn)NVH相關(guān)的噪音甚至是振動(dòng)，筆者參加的一個(gè)項(xiàng)目中通過(guò)在備胎固定板上硫化橡膠層，以避免備胎固定板與鋁輪或者鋼圈的剛性連接，結(jié)果表明，這種方法有效解決了NVH方面的噪音和振動(dòng)。

3 結(jié)束語(yǔ)

鏈條式備胎升降器是比較傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，也是目前市場(chǎng)上廣泛采用的主要形式之一，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，成本較低。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)于汽車的需求日益強(qiáng)烈，汽車領(lǐng)域也得到了全面的生產(chǎn)和壯大，在這個(gè)過(guò)程中，人們對(duì)于汽θ車的各方面的要求也是越來(lái)越高，本文為鏈條式備胎升降器常見(jiàn)故障的解析希望能為同行提供一定的方法和思路。

[1]吳兆亮，邢志斌.某輕型卡車備胎支架設(shè)計(jì)[J].汽車實(shí)用技術(shù)，2015（8）.

[2]張平，馬榮健，單光學(xué)，李晶.Solidworks軟件在備胎架設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].專用汽車，2007（2）.

U472.4

A

1004-7344（2016）03-0224-01

2016-1-2

林艷麗（1982-），女，河南開(kāi)封人，底盤(pán)工程師，2007年畢業(yè)于河南科技大學(xué)，研究方向?yàn)槠嚨妆P(pán)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)及質(zhì)量改進(jìn)。