某车型抗扭支架橡胶衬套的开裂缺陷分析

王新奎

摘 要：悬置系统是汽车动力总成中很关键的一个系统，在整车NVH性能方面起到很重要作用。其中，抗扭支架起到很重要的作用;其最常见缺陷就是橡胶衬套开裂。导致开裂的潜在因素有很多，比如设计性能不足，制造过程缺陷，装配过程问题等。工程师在遇到此类问题时，往往无从下手。文章以某轿车抗扭支架衬套的开裂为例，系统地介绍了如何分析问题、制订和验证整改方案;整个过程对悬置系统的设计开发工作也有指导意义。

关键词：缺陷分析;抗扭支架;橡胶衬套;发动机;悬置系统

中图分类号：U463  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2020）13-150-03

Analysis of the Anti-torque Bracket Rubber Bush Crack on one Vehicle

Wang Xinkui

（Geely GRI， Zhejiang Ningbo 315336）

Abstract： Engine Mount is one key subsystem of Powertrain on one traditional vehicle. It play the important role for vehicle NVH performance. And the anti-torque bracket is the key part of mount system. Its common defect is rubber bush crack. There are a lots of factors can cause this defect， such as design， production， assembly， etc. Therefore， engineer is always confused when facing this defect. The purpose of this article is to systematically show how to deal with this kind of defect via one anti-torque bracket crack case on one sedan. It is also one kind of Lesson & Learn， which can help vehicle design engineer to design and develop one good mount system.

Keywords： Defect Analysis; Anti-torque Bracket; Rubber Bushes; Engine; Mounts System

CLC NO.： U463  Document Code： A  Article ID： 1671-7988（2020）13-150-03

前言

在某款轿车的开发过程中，经常发现发动机悬置抗扭支架的橡胶衬套有开裂现象。虽然这种开裂很轻微，不会导致任何安全隐患，但却影响到整车的NVH性能;可能会导致量产终端用户的抱怨。所以，公司和零部件供应商都很重视这个缺陷问题。

经过从设计规范、零部件试验、供应商制造工艺，到运输、储存，再到主机厂装配、整车道路试验、路况载荷采集和分析等所有环节进行排查，找到了根本原因和制订了整改方案;并最终通过整车道路耐久试验充分验证了整改方案的有效性。

1 衬套开裂情况描述

1.1 试验车出现开裂时的行驶里程分布情况

1.2 开裂现象和对整车的主客观影响

如表1所示，在此车型的整个道路试验过程中共有13辆试验车出现衬套开裂现象。细微裂纹基本都是在距橡胶与金属支架硫化结合部位约5mm处开始出现，之后随着行驶里程增加而逐渐增大（图1）。

经过对这13例缺陷进行持续跟踪，发现刚开始出现裂纹时，主观上感受不到整车NVH状态有变化;但随着裂纹变大，逐渐可以感受到异常抖动和异响（表2）。

通过检测怠速蠕行工况下驾驶员周边三个位置（表3），以及抗扭支架衬套表面的振动情况，更直观地看到了衬套开裂导致的NVH性能劣化（图2）：

2 开裂的原因分析

通过运用FTA故障树分析工具，經过从设计规范、零部件试验、供应商制造工艺，到运输、储存，再到主机厂装配、整车道路试验和路况载荷等所有环节进行排查，找到了潜在根本原因（图3）。

3 根本原因确认

根据分析结果，疑似设计规范不满足实际路况;所以随机抽取5辆试验车进行了道路试验（衬套位置安装了压力传感器）。为了同时考察试验场和城市路况，分为两组：专业组三辆车由专业路试员驾驶，业余组两辆车由普通员工驾驶;分别进行了不同里程的道路试验（表4）。

道路试验完成后，通过对传感器记录的数据分析，发现专业组的两辆车在路试过程中记录的最大载荷超出了橡胶衬套的设计性能规范，但业余组两辆车路试过程中记录的最大载荷都在设计规范内（图4）。

所以，最终确定导致此发动机抗扭支架橡胶衬套开裂的根本原因是衬套的设计性能不满足实际路况下的载荷。

4 解决方案和验证

解决方案比较简单，通过调整橡胶的配方，在不影响NVH性能的前提下，提高了橡胶的耐久性能。新状态衬套经整车道路强化试验后未出现开裂现象，  证实方案有效。

5 结论

导致此车型发动机抗扭支架橡胶衬套开裂缺陷的根本原因是衬套的设计性能不满足实际道路工况下的载荷;在行驶过程中橡胶会快速老化，进而导致橡胶衬套开裂。

这也从侧面说明，汽车悬置产品的设计开发工作必须要考虑到实际道路工况的载荷，并根据经验设置一定的安全系数，这样才能设计、生产出来满足终端客户的产品。

参考文献

[1] Behrooz Mashadi， David Crolla，Vehicle Powertrain System白先旭，刘永强，译.汽车动力总成系统.北京，机械工业出版社，2018.

[2] 张勇斌.汽车性能与评价.北京，化学工业出版社，2017.

[3] 庞剑，何华，堪刚.汽车噪声与振动.北京：北京理工大学出版社， 2006.