如何解决牵引车后挡泥板支架断裂？进口车设计方案分析

近期商车邦在做市场调研时，很多用户反映某些品牌牵引车经常出现后挡泥板支架断裂。在重卡各种故障当中，后挡泥板支架断裂是典型的“小故障大麻烦”，更换或维修挡泥板支架的费用虽然不高，但是引发的二次事故导致用户花费的时间和费用远大于挡泥板支架本身。例如：牵引车后牌照丢失，车辆不能正常上路行驶，司机必须去车管所申请补办牌照，浪费运营时间2-5天，减少利润3000元左右；如果横梁被挂车轮胎碾压后引发爆胎，更换轮胎1个小时，费用2000元。

出现后挡泥板支架断裂怎么办？很多司机并不是去更换，而是采用焊接的土办法，在车架和钢管横梁之间焊接一根角钢，将之前的悬臂梁变为三角形固定，其支架刚度增加后，振动幅度有所降低，可以延缓支架再次断裂，但是最终无法解决根本问题。笔者再次提醒广大用户：车架上禁止焊接操作，因为焊接会引发材料性能变化，如果焊接位置应力集中，甚至会导致车架出现裂纹。

后挡泥板支架到底是不是终身寿命件？目前行业还没有统一的说法。有的企业认为“是”，如果牵引车整车B10寿命是120万公里，则在此期间不应该出现后挡泥板支架断裂的故障；有的企业则认为“不是”，挡泥板支架需要经常检查和维护，一旦出现支架严重振动或者松动问题，司机必须进行螺栓打紧、裂纹补焊等处理，如果裂纹扩展超过了三分之一周长，则必须进行更换。

如何才能彻底解决后挡泥板支架断裂问题？笔者认为还是需要从设计源头找方案。

目前，国内外牵引车后挡泥板支架的设计理念主要有两种：一是“以柔制刚”，使用柔性元件进行减振；二是“以刚制刚”，采用刚性连接，依靠自身刚度和强度抵抗振动。

“以柔制刚”方案是在挡泥板圆管横梁和固定支座之间增加弹性元件（通常为橡胶），为圆管横梁带来减振作用，并且通过调节弹性元件的性能参数来避免共振现象。例如：沃尔沃和斯堪尼亚，这两个品牌的挡泥板支架设计得非常巧妙。

沃尔沃挡泥板支架的底座采用铝合金材质，四个螺钉固定在车架上，然后通过两个螺栓固定压板来装配钢管横梁。固定支座和钢管横梁之间有橡胶软垫；斯堪尼亚挡泥板支架的底座采用钢板冲压落料后折弯工艺，用四个螺钉固定在车架上。再通过两个压板、四个螺栓、橡胶软垫来装配钢管横梁。笔者用手压方式来简单测试挡泥板支架的刚度，可以让横梁产生比较明显的上下位移。


沃尔沃牵引车的后挡泥板支架

斯堪尼亚牵引车的后挡泥板支架
“以刚制刚”方案就是挡泥板支架与车架采用刚性连接。挡泥板支架底座采用铸造工艺，用三个或四个螺栓与车架连接，铸造底座和钢管横梁进行普通焊接或者摩擦焊。普通焊接很容易出现焊接裂纹，是挡泥板断裂的根源。摩擦焊的焊接质量比普通焊接要好很多，相对而言故障率会降低。目前奔驰和国内很多重卡都采用这种技术方案，其优点是结构简单、价格便宜，但是重量也会有所增加，依然还存在断裂的风险。


奔驰牵引车的后挡泥板支架
让笔者有点看不懂的是MAN牵引车的挡泥板支架，在钢管横梁内部焊接一个挡块和大螺母，直接使用一个螺栓固定，这种设计方案与众不同，笔者认为介于柔性和刚性之间，属于半刚性连接。笔者向MAN售后维修部门进行咨询，给出的解释是使用没有问题，如果有松动就会整体转动，司机很容易发现，只要拧紧螺栓就可以。


MAN牵引车的后挡泥板支架连接方式
从车型来看，后挡泥板支架故障较多的是板簧悬架的6X4车型，由于车架的平衡轴之后是悬臂梁结构，通过剪刀差放大原理其尾部的振动幅度增大；后挡泥板支架也是悬臂梁结构，振幅必然再次增大，在较大振幅的作用下，钢管横梁和底座焊接位置必然出现严重的循环应力，最终出现断裂问题。相对而言，空气悬架车型可以避免挡泥板支架的振动，因此很少出现断裂故障。这也是进口车很少出现挡泥板支架断裂的原因之一。

其实国内很多企业也曾经开展过后挡泥板支架柔性连接的技术方案研究，但由于中国道路状况非常复杂，在不同道路上对挡泥板支架的激励（传递动力使其作功或活动）完全不一样，很难进行精准的设计。一旦路况改变后其激励源发生变化，挡泥板支架的柔性元件不仅不会发挥减振作用，还会出现共振、振幅严重放大的现象。另外，国内供应商生产的橡胶柔性元件受时间、温度等影响，其性能参数会发生变化，如果出现老化失效，依然会导致断裂故障。所以，国内重卡行业基本放弃了柔性连接的技术方案。


美国超级卡车的后挡泥板支架
建议国内重卡企业可以深入研究MAN的技术方案，以及美国超级卡车的技术方案，从路谱激励源开始研究，将整个力学传递路径建立模型，通过CAE分析、振动台试验、整车道路试验的方式进行分析测试，最终找到解决后挡泥板支架断裂问题的最佳方案。

最后，挡泥板支架设计虽小，但从中也反映出自主品牌重卡和欧美重卡的技术差距。从配置上而言两者之间的差距已经越来越小，但真正的差距，还是在细节方面。