[發明專利]一種乘用車車輪緊固件組選型及擰緊力矩設計方法

在審

• 申請號: 202211453936.0
• 申請日: 2022-11-21
• 公開（公告）號: CN115711751A
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發明（設計）人: 謝浩森;高尚;費二威;王紹龍;王云龍;劉志潘;胡安輝;李剛;陳陽;高輝;張春雷;馬將軍
• 申請（專利權）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: G01M17/013
• 分類號: G01M17/013;G06F30/20;G06F30/15
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 張巖

本發明涉及一種乘用車車輪緊固件組選型及擰緊力矩設計方法，包括以下步驟：緊固件組強度校核：針對車輪緊固件組的受力情況，對多種極限工況進行CAE分析，計算得出輪心處受力情況，基于步驟A1的受力CAE計算結果對車輪緊固件組進行受力分析，對單個車輪緊固件受力情況進行確認，計算單個車輪緊固件處多種極限工況下受力情況，選出多種極限工況中出現的剪切力需求夾緊力和軸向力夾緊力最大值并累計相加，進行緊固件最小夾緊力計算校核，完成車輪緊固件組方案選型；對進行試驗驗證強度及耐久性。本發明設計方法規定明確了乘用車車輪緊固件組選型及擰緊力矩計算方法，試驗驗證方法，滿足乘用車車輪緊固件組開發。

技術領域

本發明屬于乘用車技術領域，具體涉及一種乘用車車輪緊固件組選型及擰緊力矩設計方法。

背景技術

隨著社會經濟的不斷進步，乘用車車輛的配置越來越多及外廓尺寸不斷增大造成整車重量的不斷增加。車輪一般通過4顆、5顆或8顆緊固件固定至輪轂軸承上，需要重視固定車輪用緊固件的選型及擰緊力矩計算。目前，單個緊固件已經有詳細的設計計算方法，但是多個緊固件組成緊固件組共同起作用時由于工況復雜，難以形成通用的計算方法。

輪緊固件組在實際使用中受力情況較復雜，承受車輛加速減速產生的整車前后方向的力，承受車輛轉彎時產生的整車側向方向的力，承受車輛顛簸時產生的整車上下方向的力，并且車輛加減速、轉彎、顛簸等工況可能會同時出現，使車輪緊固件組的計算更復雜。由于有爆胎或者更換冬季胎等情況導致車輪緊固件組存在多次重復使用的要求，車輪緊固件組設計需要具有足夠的安全余量滿足多次重復使用要求。針對此問題，現有的解決方式是具體工況具體分析，但車輪緊固件組一直未有明確的設計計算方法，車輪緊固件組作為重要保安件需要嚴謹可靠進行方案選型及擰緊力矩計算。

發明內容

本發明的目的就在于提供一種乘用車車輪緊固件組選型及擰緊力矩設計方法，明確了乘用車車輪緊固件組選型及擰緊力矩設計方式，以解決乘用車車重不斷增大導致車輪緊固件組需要重新選型并確定擰緊力矩的問題。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種乘用車車輪緊固件組選型及擰緊力矩設計方法，包括以下步驟：

A、緊固件組強度校核

A1、針對車輪緊固件組的受力情況，對多種極限工況進行CAE分析，計算得出輪心處受力情況；

A2、基于步驟A1的受力CAE計算結果對車輪緊固件組進行受力分析；

A3、對單個車輪緊固件受力情況進行確認，計算單個車輪緊固件處多種極限工況下受力情況；

A4、選出多種極限工況中出現的剪切力需求夾緊力和軸向力夾緊力最大值并累計相加，進行緊固件最小夾緊力計算校核，完成車輪緊固件組方案選型；

B、對進行試驗驗證強度及耐久性。

進一步地，步驟A1，所述工況為9種，分別為垂直沖擊、轉彎、倒車制動、最大制動、最大加速、側向沖擊、前進拉手剎、倒車拉手剎和路緣沖擊工況。

更進一步地，垂直沖擊、倒車制動、最大制動、最大加速、前進拉手剎以及倒車拉手剎時，加載位置為兩側輪心。

更進一步地，轉彎、側向沖擊以及路緣沖擊時，加載位置為左側輪心。進一步地，步驟A3，單個車輪緊固件受力情況進行確認時，車輪緊固件組不需要考慮密封需求。

進一步地，步驟A3，計算單個車輪緊固件處多種極限工況下受力情況包括：計算單個車輪的剪切力需求夾緊力和和軸向力夾緊力。

更進一步地，車輪的剪切力需求夾緊力包括切向力需求夾緊力和扭矩需求夾緊力。

更進一步地，將輪心處載荷按照緊固件組緊固件數量進行均分，并進行坐標變換，可得出單個車輪緊固件處多種極限工況下受力情況。