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宝马控制臂断裂案例分析

2018-07-07烟台左竹松

汽车维修技师 2018年2期
关键词:钢圈杆子受力

烟台/左竹松

宝马也会断轴?!我们真就遇到了这么一例!

如图1所示这辆宝马3系轿车,到店修理时,左前轮已经残废了,几乎歪成90°角。

┃ 图1 下摆臂“骨折”

专业地说,是悬架控制臂“骨折”。当悬架上的任何一根控制臂失效都会导致车轮“出位”,高速行车中断轴,将十分危险。

任何失效背后都藏着超越表面的真凶,绝非简单的“断轴”二字可以涵盖。控制臂怎么会断呢?它到底是“因”还是“果”?引起了我的巨大好奇。

【车主描述】

我们为此仔细询问了车主。

时间:2017年10月12日清晨,车型F35(三系GT),购车时间为2016年10月,行驶里程为71630km,天气风和日丽,地点为空旷的停车场。车主说“在准备倒车调头时,倒车约1m左右时,底盘听到“嘣”的一声响,感觉是被什么东西敲了一下,下车检查,发现左前轮歪在一边坏了,无法继续行驶。”好在万幸没有在正常行驶中发生这一幕,真是很幸运,车辆没有失控。

【这根控制臂太细了?】

这根断掉的控制臂(如图2所示)大约手指粗细,会不会是设计得太细了导致断裂?

┃ 图2 悬架

曾听闻网友吐槽某些日系车悬架控制臂“细得像筷子”,于是很多人都觉得,控制臂粗才好。这得辟谣一下。

其实,拉杆两头都是活动端,它的受力只能是“拉”或“压”,不存在“弯折”,我们把拉杆的两端连起来,就是受力方向。

如图3所示,只要杆子是直的,即便是做得细一些,也能承受惊人的拉、压外力;如果杆子是弯的,必须足够粗壮,才能应付同等的外力。

┃ 图3 弯控制臂的断裂风险更高

用木棍可以把卡车顶住,就是这个道理。

宝马F35底盘的两根前悬架控制臂(如图4所示),直的那根很细,弯的那根很粗,而且越是弯的厉害的地方就得越粗,就是这个道理(弯曲控制臂是为了避让底盘结构)。

┃ 图4 弯、直两根控制臂对比

换句话说,对于直控制臂,大家可以不用计较粗细。

从逻辑上看,要是因为杆子太细的话,那就是设计问题,那这款宝马断轴也绝非个案。而事实并非如此,那一定另有隐情。

【调查断轴的真凶!】

我们把控制臂正常与断裂照片做一个对比(如图5所示),通过金属断面可以直接观察到控制臂因受疲劳损伤而断裂的。

前面我们也分析了,控制臂是很抗压力的,所以造成它弯曲的原因不会是“压力太大”。还有一种假设,就是控制臂先发生了弯曲,自然就hold不住那么大的受力了。那就寻找杆子弯曲的真正原因吧!

还好钛合金眼给力,通过对断臂翻来覆去地端详,本人在控制臂上发现了一个个很隐蔽的伤痕,疲劳裂纹如图6所示。

其中有一个疲劳裂纹和断裂口几乎重合,很容易被认为是断裂伤痕的一部分。但仔细观察断面,在断裂伤痕里发现颜色变化,脆性断裂面3是新伤,颜色很浅(很干净)。在疲劳扩展区4中,颜色由深向浅发生过渡,这说明在完全断裂之前的一段时间,在车子使用中裂纹逐渐扩大,如图7所示。

那么,让车主莫名其妙的“嘣”的一声,应该是控制臂断裂的声音。

与客户沟通,要了一张现场照片(如图8所示),做了一下现场还原。客户在刚刚后轮移下台阶,车辆瞬间受到一冲击波动。由于控制臂已断了近一半,因此受此影响彻底断裂。那到底什么原因使控制臂产生裂纹呢?

损坏的轮胎、变形的钢圈及弯曲控制臂出卖了一切,如图9所示。

┃ 图5 断裂的控制臂和正常的控制臂

┃ 图6 疲劳痕迹

┃ 图7 断面分析图

┃ 图8 现场照片

┃ 图9 轮胎、钢圈及控制臂

终于,损坏的轮胎、变形的钢圈及弯曲控制臂出卖了真相。我们把控制臂断口拼回去,原本应为笔直的控制臂,可目测出弯曲变形。一般来说,在正常行驶情况下,哪怕是极端路况,悬架中的控制臂也不会出现断裂。后来我们根据车辆钢圈变形有碰撞痕迹的情况来分析,可能是由于之前该车多次遭受过撞击,导致控制臂受力并出现轻微变形,在日积月累的行驶过程中在变形部位出现金属疲劳,直到彻底断裂。

【结论】

这是我们探寻下来唯一靠谱的推理,完全符合整个故障的演变历程。

汽车是一台十分复杂的机器,几万个部件既相互支撑,又相互制约。从我们维修中经常会遇到重案、疑案,不少“汽车问题”很有故事,其中相当一部分与车主最初的主观感觉背道而驰,更不要说不明真相的车主了,所以才有那么多哭笑不得的“维权”。

不知道宝马车主会不会因为本人澄清了一起“车主维权”而给个奖章,至少我们希望各位朋友遇到车辆故障和失效,能够冷静对待,科学用车,理性维权。

4S店保养检测流程也要针对这一故障进行修正,建议增加“目测底盘悬挂”这一重要检查环节。

理论上控制臂发生断裂,严格意义讲应不光需要目测,同时也要通过对故障件电镜分析、化学元素分析及板材力学性能分析,来确定控制臂制是否是疲劳断裂。本案例,限于客观条件,分析只能停留在宏观目测这个层面,请大家见谅。

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