万博体育平台网址腐蝕失效會發生什么特斯拉因

已浏览: 121次 日期:2020-04-12 作者:万博体育平台网址

本次召回范圍內的部分車輛存在長期暴露于強效除冰鹽等高腐蝕的環境時,將轉向機電機固定在轉向機殼體上的螺栓可能被腐蝕并斷裂,万博体育平台网址造成轉向機電機發生移位、傳動皮帶打滑,從而導致轉向助力減弱或喪失,可能會增加車輛發生碰撞的風險,存在安全隱患。下面本文將從特斯拉召回為例,分析螺栓斷裂失效產生的原因、螺栓選擇和裝配應注意什么。

據外媒報道,美國時間2020年2月12日,特斯拉公司決定在北美召回1.5萬輛ModelX,起因是該款車型存在失去轉向助力的隱患。特斯拉官方稱,本次召回適用于2016年10月中旬以前生產的大多數ModelX車型,之后生產的則不受影響,共涉及14193輛美國汽車和843輛加拿大汽車,暫不涉及中國市場。

2018年初,特斯拉宣布,由于動力轉向系統故障,將在全球范圍召回12.3萬輛ModelS轎車。召回范圍覆蓋在2016年4月前出廠的所有ModelS轎車。而導致召回原因是,特定螺栓在寒冷氣候下腐蝕可能導致動力方向盤失靈。而在寒冷環境下,道路上被大量潑灑用于融雪的路鹽可能加速問題部件的腐蝕速度。

由上述召回車輛的出廠時間我們不難發現,2018年,特斯拉首次因特定螺栓召回時將范圍圈定為2016年4月前出廠的所有ModelS轎車,但實質上2016年4月15日至2016年10月16日期間生產的部分ModelX系列汽車也存在同樣的問題,而這些車輛帶著安全隱患又繼續行駛了兩年時間,時至今日問題才被發現得以公布。造成同樣問題二次召回的局面,究竟是特斯拉首次召回時刻意隱瞞其他車輛問題,還是公司對其他產品相同潛在問題排查不利,我們尚無從知曉。

這個螺栓的連接裝配后,基本沒有外露部分,原則上不會造成螺栓本身的腐蝕。分析可能的原因是融雪劑會滲入到螺紋孔中,造成螺紋、螺紋孔的腐蝕,特別是螺紋孔腐蝕后,如果螺紋孔的設計嚙合長度又比較短,可能就會造成螺紋孔的滑牙,或者即使不滑牙也會引起預緊力的下降,在長期的疲勞載荷作用下會導致螺栓的疲勞斷裂。

從這些措施中也可以看出實際上螺栓本身設計或質量都是沒有問題的,主要是由于被連接件可能會產生腐蝕,特別是接觸面之間腐蝕,加上齒輪箱殼體法蘭壁厚比較薄,造成被連接件的剛度比較大,如果在接觸面出現一定的腐蝕后,被連接件夾緊長度出現很微小的變化,也會造成預緊力的下降,從而在疲勞載荷作用下就會產生結合面開口的問題,從而造成較大的疲勞應力,螺栓有些能就會出現疲勞斷裂。

此處轉向機電機安裝螺栓召回的主要原因是:由于融雪劑的作用造成被連接件,特別是結合面之間出現一定的腐蝕作用,造成被連接件夾緊長度微小的減小,從而減低螺栓的預緊力,最終在疲勞載荷作用下,產生螺栓的疲勞斷裂。

1)為了確定一個產品設計是否可靠,有很多方法可以進行破壞性測試來驗證確認。通常很多生產廠最喜歡的是,有意地在受控環境中(給定工況和載荷譜)破壞一個組件(例如試驗到緊固件斷裂為止),以確定一個或多個組件(包括緊固件)的性能,最終獲得一些導致產品失效的原因。這方面導致的緊固件失效是人為有意導致的,這種方式及結果是否完全合理不好簡單評價。

2)還有消費者有意無意地經常性濫用產品的問題。舉個例子來說,一個人花了更多的時間在一個廉價的桌上擺弄他的沉重的公文包和行李箱,而不是在桌子上工作。不久,支撐桌子的緊固件就會松動或破裂而失效,這種緊固件故障可能導致人身傷害,但制造商不太可能召回產品,因為是客戶使用不當導致了問題。

3)沃爾沃汽車在2017年3月召回了三種車型,原因是用于固定側簾安全氣囊的螺栓出現故障。固定安全氣囊的螺栓制造過程質量沒有有效管控,可能會因內部氫脆而迅速斷裂。沃爾沃工程師們認為,整個安全氣囊設計結構上是合理的,但由于緊固件制造過程產生的潛在缺陷導致需要對整個氣囊總成進行更換。

我們在制造過程中需要檢查緊固件,以確定合適的晶粒流動模式,檢查員用鹽酸和水將樣品緊固件的頭部分段煮沸1分鐘,這樣就可以很容易地評估晶粒的流動。例如,我們的汽車客戶使用的所有頭螺栓和螺釘必須滿足SAEUSAC8規范的晶粒流動模式。

(1)不建議重復使用,重復使用的螺母上的螺紋比配對螺栓上的螺紋稍軟,此外,由于螺紋摩擦增加,每次額外使用時,這些螺紋都會被壓縮并不斷失去夾緊載荷。您可以看到這種情況對車輪螺柱的影響,這些螺柱通常在行駛120000英里左右后失效。

(4)制造商防止緊固件失效的另一種方法是只購買完全符合所有設計規范的緊固件。幾年前,波音公司開始更加嚴格地執行其拒絕向公司供應所有不合格緊固件的政策。此舉是對美國聯邦航空局(FAA)計劃罰款波音275萬美元的回應,原因是該公司2008年在777型飛機上安裝了不合格的緊固件。

(2)正確理解緊固件的潤滑性(摩擦和扭矩系數等)有助于最終用戶在使用扭矩時獲得最佳夾緊載荷。然而,緊固件上不需要的潤滑劑,如裝配工手中的一點油,可能會導致過緊。這會通過增加夾緊力來改變連接處的扭矩張力值。當緊固件未充分擰緊至較低的夾緊載荷時,超過該夾緊載荷的周期性或波動性載荷可能很快導致疲勞。

(4)擰緊不足也有可能是由于嵌件松弛造成的。例如,當螺栓嵌入軟材料中時,無法完全壓緊連接處。螺母裝配不當是擰緊不足的另一個原因。當螺母擰下得太快時,會產生反彈效應,擰緊處會稍微回彈松動。此外,由于螺栓長度范圍內的扭轉性松弛,擰緊螺栓頭部而不是螺母會減少10%到15%的夾緊載荷。

(5)螺紋需要盡可能保持清潔,盡管有少量潤滑劑,以便于安裝和拆卸。即使螺紋上的微小顆粒物也會降低緊固件在安裝過程中的摩擦系數。這會增加結合處張力和應力,使緊固件容易發生故障。緊固件摩擦系數平均為0.15,但根據潤滑劑和緊固件鍍層的不同而有所不同。