章昊，原孝菊

（安徽江淮汽車股份有限公司技術(shù)中心，安徽 合肥 230601）

關(guān)于前減震器扭矩衰減問題的分析

章昊，原孝菊

（安徽江淮汽車股份有限公司技術(shù)中心，安徽 合肥 230601）

某輕客前懸架減震器與前橋轉(zhuǎn)向節(jié)連接扭矩衰減，車輛行駛過程中存在安全隱患。通過前減震器扭矩衰減問題分析，確定衰減的根本原因和解決措施，消除懸架系統(tǒng)連接失效的風險。

前減震器；扭矩；衰減

CLC NO.:U472.4 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)07-240-04

引言

汽車底盤件容易出現(xiàn)質(zhì)量問題從而造成安全隱患，其中扭矩衰減異常占底盤件問題的很大一部分。文中根據(jù)某輕客前減震器與轉(zhuǎn)向節(jié)連接扭矩異常問題的分析，確定扭矩衰減的根本原因，從而改進整車底盤系統(tǒng)的設(shè)計與質(zhì)量。

1、減震器簡介

汽車在行駛中，懸架系統(tǒng)的彈性元件收到?jīng)_擊會產(chǎn)生振動，故需要在懸架中與彈性元件并聯(lián)安裝減震器。單筒式液壓減震器，常應(yīng)用于各類汽車之中，能迅速衰減由車輪通過彈性元件傳給車架的沖擊和振動，避免車架承受過大的沖擊載荷，提高汽車行駛的平順性。

某輕客的車身與前橋轉(zhuǎn)向節(jié)通過前懸架的減震器進行連接，以多顆M12的螺栓、螺母進行緊固，形成可靠有效的車身承載系統(tǒng)，保證減震器充分發(fā)揮減震作用。

2、問題描述(Define)

汽車前懸架的減震器與前橋轉(zhuǎn)向節(jié)連接，是整車的關(guān)鍵工序。在車輛使用過程中，其作用舉足輕重。作為底盤重要部件，某輕客前減震器與轉(zhuǎn)向節(jié)連接設(shè)計安裝扭矩要求為45Nm-70Nm。工藝標準：氣動定扭工具，精度±10%，工具標定值58Nm。經(jīng)檢測，裝配后扭矩偏小，線邊檢測扭矩30Nm-40Nm之間，遠小于設(shè)計扭矩要求。

為避免整車下線后的二次復緊，實現(xiàn)生產(chǎn)線裝配及檢測扭矩的達標，文中運用六西格瑪?shù)腄MAIC、SPC控制圖等工具對此扭矩衰減問題進行分析及解決。

3、測量階段(Measure)

3.1 故障統(tǒng)計

在總裝生產(chǎn)現(xiàn)場底盤線，按照產(chǎn)品和工藝設(shè)計標準進行裝車驗證，并對現(xiàn)場同一批次的產(chǎn)品進行裝配后的扭矩測量，在底盤線對車輛故障裝配點檢測共計20臺，160個安裝點，合格僅20個，不合格140個點，合格率12.5%，必須重新進行定扭復緊。

表1 前減震器與轉(zhuǎn)向節(jié)連接扭矩（設(shè)計：45Nm-70Nm，工具標定58Nm）

備注：實際樣本為20臺車，此處表格中僅展示了8臺車共計64個裝配點的樣本參數(shù)值。

結(jié)論：經(jīng)統(tǒng)計，扭矩值低于下限值，扭矩衰減嚴重，不滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求。

圖1

3.2 測量系統(tǒng)

3.2.1 測量設(shè)備：表盤扳手DB100N

3.2.2 參考標準：企業(yè)標準某商用車裝調(diào)及試驗技術(shù)條件(擰緊檢測法)

3.2.3 技術(shù)條件：企標中1.20.2：連接扭矩（45-70）Nm，檢測扭矩不低于下限值45Nm。

圖2

3.3 FAT分析及關(guān)鍵潛在因子清單

根據(jù)現(xiàn)場反饋的扭矩衰減情況，對可能造成扭矩異常的問題進行FAT分析，并查找關(guān)鍵潛在因子：

表2

4、分析階段(Analyze)

針對上述潛在的因子進行逐一的調(diào)查驗證與分析：

4.1 操作人員的技能水平較差

分析驗證：①前減震器與轉(zhuǎn)向節(jié)連接為關(guān)鍵工序，其作業(yè)人員已進行過多次考核，持證上崗，技能水平可以保證；②此崗位兩年內(nèi)無人員變更，且存在其余多個關(guān)鍵工序的裝配質(zhì)量均符合工藝要求。

結(jié)論：非要因。

4.2 打緊前減震器與轉(zhuǎn)向節(jié)連接點的工具狀態(tài)不符合要求

分析驗證：①此工序現(xiàn)場使用的工具：沖擊扳手+咔噠扳手。每天上崗前，對扳手進行校驗，每3個月將咔噠扳手送至省計量局送檢，確保合格后使用。②現(xiàn)場員工使用S=19的套筒，未按工藝要求使用S=18的套筒。經(jīng)驗證，螺栓頭與此套筒咬合不緊密，套筒的選用對連接點扭矩存在部分影響但不明顯。

結(jié)論：非要因。

4.3 前減震器與轉(zhuǎn)向節(jié)連接處及連接螺栓設(shè)計不合理

分析驗證：對現(xiàn)場實物狀態(tài)進行校核，前減震器與轉(zhuǎn)向節(jié)連接螺栓為六角螺栓平墊組合件Q1401230，并不具備防松的功能，且同一轉(zhuǎn)向節(jié)上的4個螺紋孔存在3種設(shè)計狀態(tài)。在裝配完成后，車身底盤件存在應(yīng)力和不均的載荷沖擊，導致連接點扭矩衰減。

結(jié)論：要因。

圖3

圖4

4.4 前減震器與轉(zhuǎn)向節(jié)來件與圖紙不符

分析驗證：①經(jīng)過對轉(zhuǎn)向節(jié)螺紋孔等尺寸的測量，此處螺紋孔為M12-6H，符合設(shè)計要求；②實際裝配，在控制實物、間隙尺寸等相同時，測量結(jié)果顯示左右兩側(cè)的扭矩有差異但不明顯。

結(jié)論：非要因。

圖5

圖6

4.5 工藝標準不完善，員工未按正確的工藝執(zhí)行

分析驗證：①工藝要求：在裝配過程中，對角打緊，控制裝配過程中的局部應(yīng)力不均造成的扭矩誤差；②實際裝配：轉(zhuǎn)向節(jié)來回翻轉(zhuǎn)不便，員工按照自己的習慣自行裝配；③驗證效果：調(diào)整裝配順序后，扭矩較為穩(wěn)定，衰減程度降低。

結(jié)論：要因。

4.6 現(xiàn)場風動工具氣源不穩(wěn)定，不符合工具使用要求

分析驗證：對比相同連接點，使用同一工具，不同的氣源，測量的結(jié)果存在波動較大。右轉(zhuǎn)向節(jié)連接點使用的氣源穩(wěn)定，測量結(jié)果較為穩(wěn)定，結(jié)果不合格；左轉(zhuǎn)向節(jié)連接點使用的氣源不穩(wěn)定，測量結(jié)果波動大，結(jié)果同樣不合格；當左轉(zhuǎn)向節(jié)連接點使用右側(cè)的氣源，測量結(jié)果較為穩(wěn)定，亦不合格。

結(jié)論：非要因。

4.7 測量系統(tǒng)、手段存在誤差，不符合要求

分析驗證：該車間扭矩均采用擰緊法檢測，僅此工序扭矩異常，工具定期標定送檢合格，且經(jīng)3名關(guān)鍵工序人員檢測，測量結(jié)果無較大偏差。

結(jié)論：非要因。

5、改進階段(Improve)及控制階段(Control)

5.1 改進驗證

5.1.1 措施一：更改標準件

建議將緊固標準件設(shè)計變更為帶防松功能的標準件，排除標準件不防松造成的扭矩異常。經(jīng)對標競品車型，其在防松的處理上應(yīng)用了厭氧性防松膠；內(nèi)部對比前后橋等底盤安全件，亦采用有防松膠的螺栓，可達到扭矩不衰減和無損拆卸2—3次的效果。

更改為防松的標準件Q1401230S后，消除了因底盤載荷振動，連接點設(shè)計結(jié)構(gòu)不同造成的扭矩衰減，避免了設(shè)計變更轉(zhuǎn)向節(jié)鑄造件的結(jié)構(gòu)和機加工而產(chǎn)生的二次開模費用。

圖7

圖8

5.1.2 整改措施二：完善工藝要求

①調(diào)整連接點的打緊順序和工藝要求，先預緊后定扭并要求嚴格執(zhí)行；②將現(xiàn)場使用的工具更換為高精度的離合斷氣工具和咔噠扳手，同時嚴禁使用不符合工藝要求的套筒。

5.2 改進效果

表2 前減震器與轉(zhuǎn)向節(jié)連接扭矩

5.3 生產(chǎn)一致性控制

5.3.1 設(shè)計變更

總結(jié)驗證階段的方法，產(chǎn)品設(shè)計標準明確標準件帶防松膠（Q1401230S），標準件表面處理新增防松膠，在產(chǎn)品圖紙中明確并受控下發(fā)各單位切換執(zhí)行。

5.3.2 工藝變更及現(xiàn)場固化

經(jīng)過工藝分解技術(shù)狀態(tài)，新標準件防松膠凝固后其破壞扭矩較大，可保證其扭矩滿足設(shè)計標準；同時對現(xiàn)場作業(yè)工具和裝配方式進行細節(jié)固化，通過工藝手段實現(xiàn)了生產(chǎn)一致性管控。

6、結(jié)論

從上述分析中可知，通過對設(shè)計連接件的改進以及工藝手段的控制，可以在一定范圍內(nèi)消除底盤件設(shè)計結(jié)構(gòu)不足造成的扭矩異常，加強了連接的可靠性。目前采用該控制措施的車型，經(jīng)市場反饋效果良好，實現(xiàn)了產(chǎn)品設(shè)計的目標。

7、結(jié)束語

隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車的安全和舒適性要求越來越高，進而提出了精致化的設(shè)計和工藝。為保證底盤螺栓連接的可靠性，需綜合考慮產(chǎn)品的設(shè)計、裝配、性能等，在產(chǎn)品設(shè)計階段考慮的潛在失效模式越多，后期的失效風險越小，同時工藝的保障性也能夠同步提升。

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[4] 余志生.汽車理論[M].北京:機械工業(yè)出版社,2000.

[5] 馬林,何楨.六西格瑪管理[M].北京:中國人民大學出版社,2004.

About the shock absorber damping torque analysis of the problem

Zhang Hao, Yuan Xiaoju
( Anhui jianghuai automobile Co. Ltd. Technology center, Anhui Hefei 230601 )

The torque has been attenuated which come from a connection of the front Vibration Damper and the Steering Knuckle in a Light-vehicle, it is a security risk while someone is driving. In order to eliminating the risk of the suspension system connection failure, a root cause of attenuation will be identified and solved through the analysis.

Front Vibration Damper; Torque; Attenuation

U472.4

A

1671-7988(2016)07-240-04

章昊，助理工程師，就職于安徽江淮汽車股份有限公司技術(shù)中心，曾從事過總裝工藝，目前從事底盤設(shè)計工作，主要研究汽車底盤技術(shù)。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.07.077