鄭翊

（三一汽車制造有限公司 410000）

1 問題背景

汽車“異響”通常是指一種非正常的、不該存在的聲音響動(dòng)，與聲音關(guān)聯(lián)的就是實(shí)體部件的非正常狀態(tài)，現(xiàn)代汽車結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各系統(tǒng)內(nèi)部或之間的部件由于振動(dòng)、松動(dòng)、干涉等原因都可能導(dǎo)致整車異響[1]。某三廂車型偶然發(fā)現(xiàn)一個(gè)路試異響問題，路試時(shí)在工況路為釘阻路、減速帶30 km/h時(shí)發(fā)生嚴(yán)重的金屬碰撞聲，左右都有，碰撞聲右側(cè)更嚴(yán)重，為批量缺陷。此異響非常嚴(yán)重，且會(huì)造成油漆破損，售后風(fēng)險(xiǎn)非常高。本文針對(duì)這些疑問，進(jìn)行了相應(yīng)的分析計(jì)劃。

2 突發(fā)原因分析

異響問題首先必須確認(rèn)聲音來源，區(qū)分是汽車停駛時(shí)發(fā)出聲響還是行駛時(shí)發(fā)出聲響[2]。在路試場(chǎng)地上，查看缺陷車過釘阻路段，發(fā)現(xiàn)行李艙蓋在Y向劇烈晃動(dòng)，晃動(dòng)中行李艙蓋碰到側(cè)框發(fā)出明顯的金屬碰撞聲，路試幾次后就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)破漆現(xiàn)象。經(jīng)過藍(lán)油實(shí)驗(yàn)的進(jìn)一步確認(rèn)，確實(shí)發(fā)現(xiàn)行李艙蓋與側(cè)框有接觸，說明異響源就是行李艙蓋碰側(cè)圍。

本次抱怨檢測(cè)中心在郵件反饋中特別要求車間路試小組務(wù)必按照30 km/h釘阻路面及減速帶檢查所有車輛，攔下異響車。速度和路面條件是其中的兩個(gè)關(guān)鍵詞。針對(duì)此疑問，我們把過釘阻路的速度進(jìn)行了調(diào)整，異響發(fā)生的程度和概率從大到小為30 km/h＞20 km/h＞40 km/h。在30 km/h下，行李艙蓋晃動(dòng)量最大，異響最嚴(yán)重，且缺陷率大幅增加，而40 km/h下異響程度最輕，難以發(fā)現(xiàn)，缺陷率也最低。路試中對(duì)于釘阻路面的速度要求是不大于40 km/h，而通常的情況下，都是按照最大速度40 km/h的速度通過釘阻路面，說明行駛速度從40 km/h變化到30 km/h是導(dǎo)致本次缺陷發(fā)生的變化因素。

3 根本原因分析及解決措施

之前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，行李艙蓋路試異響的根本原因就是在路試特有的條件下，行李艙蓋晃動(dòng)量過大從而跟側(cè)圍發(fā)生碰撞產(chǎn)生異響。，如圖1所示，行李艙蓋關(guān)閉狀態(tài)下對(duì)行李艙蓋施加固定力的因素及影響行李艙蓋晃動(dòng)中影響Y向位置的因素，如行李艙蓋鉸鏈（1）、側(cè)圍Puffer和行李艙蓋Puffer的Y向間距（2），行李艙蓋Puffer的固定力（3）、行李艙蓋鎖咬合和鎖扣板的位置（4），行李箱密封條對(duì)行李艙蓋的作用力（5），行李艙蓋彈簧（6），并且已知行李艙蓋與側(cè)圍理論縫隙3.5 mm，側(cè)圍Puffer和行李艙蓋Puffer的Y向間距（2）的理論數(shù)值是1.4 mm。

將以上的因素大致分成兩類。行李艙蓋在關(guān)閉狀態(tài)下，行李艙蓋鉸鏈、行李艙蓋彈簧以及行李箱密封條、行李艙蓋Puffer、行李艙蓋鎖和鎖扣板的咬合，屬于主動(dòng)去固定行李艙蓋的部分。而行李艙蓋在路試動(dòng)態(tài)過程中，行李艙蓋與側(cè)框的設(shè)計(jì)縫隙3.5 mm，側(cè)圍Puffer和行李艙蓋Puffer的間距理論要求1.4 mm，都是被動(dòng)防止行李艙蓋碰到側(cè)圍。固定行李艙蓋的力越大，行李艙蓋與側(cè)圍的縫隙越大，側(cè)圍Puffer和行李艙蓋puffer間縫隙越小，更有利于消除異響。所以針對(duì)此問題，還是從這兩方面去入手。

圖1 后蓋關(guān)閉狀態(tài)下對(duì)后蓋施加固定力的因素及影響后蓋晃動(dòng)中影響Y向位置的因素

首先針對(duì)左右兩側(cè)差異，我們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)匹配數(shù)據(jù)上面左右有2個(gè)差異點(diǎn)：①側(cè)圍Puffer間距左側(cè)1.5～2.0 mm，右側(cè)2.5～3.0 mm，左右兩側(cè)差異在1.0 mm。② 前部行李艙蓋與側(cè)圍縫隙左右兩側(cè)相差1 mm，左側(cè)縫隙在3.6 mm，右側(cè)在2.6 mm，因此右側(cè)的匹配狀態(tài)對(duì)異響來說更不利。這兩點(diǎn)跟車身尺寸及行李艙蓋調(diào)整相關(guān)的，Puffer間距左右差異是因?yàn)榫褪怯覀?cè)總拼Puffer安裝孔到匹配面的落差不利0.4 mm，左側(cè)有利0.9 mm，行李艙蓋與側(cè)圍縫隙左右存在差異是因?yàn)樾欣钆撋w與側(cè)框右側(cè)平整度偏深導(dǎo)致。

但是左側(cè)被動(dòng)部分合格，但是同樣出現(xiàn)異響，說明問題主要是發(fā)生在主動(dòng)部分，即行李艙蓋固定力不足，Y向晃動(dòng)量太大。在釘阻路上，整車會(huì)上下左右晃動(dòng)，行李艙蓋也隨著上下左右晃動(dòng)，要避免行李艙蓋碰到側(cè)圍，一方面是減小整車的晃動(dòng)，即更好的路面情況，這個(gè)不在考慮范圍內(nèi)；另一方面肯定是要加強(qiáng)行李艙蓋在Y向的受力來固定住行李艙蓋。從圖2可以看出，Y向的固定一方面靠行李艙蓋鉸鏈（如鉸鏈的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、側(cè)圍部分和行李艙蓋部分鉸鏈連接處的Y向鉚接力、鉸鏈螺栓的扭矩，另一方面靠行李艙蓋在X和Z向受力后產(chǎn)生的Y向摩擦力（行李艙蓋與密封條之間、行李艙蓋Puffer和鎖橫梁蓋板之間、行李艙蓋彈簧和行李艙蓋）以及行李艙蓋鎖和鎖扣板的咬合程度。

針對(duì)上述的因素，首先通過查看鉸鏈、行李艙蓋鎖、鎖扣板的位置及現(xiàn)場(chǎng)鉸鏈螺栓的扭矩，都符合要求。其次，查看摩擦力，摩擦力的大小跟壓力、表面粗糙程度相關(guān)，表面特性圖紙上有明確的要求，一般來說也不會(huì)出問題。剩下的就是壓力。

參考靜態(tài)壓入力，三廂車機(jī)械彈簧行李艙蓋受力分析中有一個(gè)重要的指標(biāo)是關(guān)閉速度。關(guān)閉速度增加，要將行李艙蓋關(guān)閉需要施加更大的力，行李艙蓋姿態(tài)就越固定，關(guān)閉速度應(yīng)小于1.0 m/s。收集缺陷車的關(guān)閉速度及其他的力學(xué)監(jiān)控性能，關(guān)閉速度在0.5～0.6 m/s，均在范圍內(nèi)。擰出行李艙蓋Puffer，增加關(guān)閉速度，異響消失，但行李艙蓋關(guān)閉變困難，開啟聲音變大，對(duì)于行李艙蓋舒適性有抱怨。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，當(dāng)增加關(guān)閉速度到0.7 m/s時(shí)，能夠有效解決異響問題，而且也能夠接受行李艙蓋舒適性。因此，確認(rèn)關(guān)閉速度做到0.7 m/s做為問題的臨時(shí)措施。

臨時(shí)措施也存在其他問題，除了帶來的車間行李艙蓋調(diào)整難度增加，通過鎖扣板X向和Puffer調(diào)整，第一會(huì)犧牲行李艙蓋舒適性，第二隨著時(shí)間的推移，因?yàn)樾欣钕涿芊鈼l和衣帽架Puffer材料特性。當(dāng)行李艙蓋關(guān)閉一段時(shí)間后，行李箱密封條和衣帽架Puffer會(huì)發(fā)生一定量的衰減，用戶在使用一段時(shí)間后，仍然可能發(fā)生抱怨，所以還是要找到更好的解決辦法。

根據(jù)分析思路和數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)了另外2個(gè)不利的點(diǎn)。首先，Puffer本身厚度都偏小0.3～0.5 mm。其次，裝配時(shí)為了保證Puffer的密封性功能，現(xiàn)場(chǎng)使用榔頭敲擊，會(huì)導(dǎo)致Puffer進(jìn)一步壓縮，且壓縮量不穩(wěn)定。但是，就算進(jìn)一步改善裝配手法后，用手按進(jìn)后用榔頭輕拍，經(jīng)過白光掃描對(duì)比，Puffer的間距也會(huì)有0.7 mm的差異，考慮到密封性的要求，這個(gè)壓縮量是難以避免的，所以才會(huì)出現(xiàn)左側(cè)車身在有利快1.0 mm的情況下，左側(cè)Puffer間距還是在中值偏上。

因此，我們制定了其他幾個(gè)長(zhǎng)期措施，在公差內(nèi)進(jìn)行有利調(diào)整：①調(diào)整總拼行李艙蓋開檔，將行李艙蓋與側(cè)圍縫隙優(yōu)化至上偏差。②Puffer厚度優(yōu)化減小Puffer間距。③密封條壓縮負(fù)荷提高至上公差。④行李艙蓋鉸鏈的鉚接力增大至上公差。并且讓外購(gòu)件提供了樣件進(jìn)行換裝驗(yàn)證，這些措施均能夠改善此問題，但是也同樣發(fā)現(xiàn)無法保證異響完全解決。

結(jié)合之前的信息，有幾點(diǎn)是需要去深入研究的。①同樣的路試條件下，新老改款的車型對(duì)比，缺陷車型的行李艙蓋晃動(dòng)量相對(duì)太大。②各項(xiàng)因素基本都在公差范圍內(nèi)的，為何異響和舒適性難以兼顧。③低速小跨度路試速度的變化會(huì)導(dǎo)致行李艙蓋晃動(dòng)量變化很大，在前期的整車試驗(yàn)如液壓振動(dòng)或者壞路試驗(yàn)中，是否有類似的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。④作為防止行李艙蓋與側(cè)圍接觸的Puffer，Puffer間距的理論數(shù)值1.4 mm是否有考慮到puffer裝配后不可避免的壓縮量。

針對(duì)這些疑問，借鑒同一平臺(tái)下另一車型的分析資料我們發(fā)現(xiàn)了解決方案的異同點(diǎn)，相同的是都通過了提高關(guān)閉速度、增大密封條壓縮負(fù)荷、調(diào)整行李艙蓋開檔、減小關(guān)閉間隙、增加鉸鏈鉚接力等現(xiàn)場(chǎng)措施，在公差內(nèi)進(jìn)行優(yōu)化。所不同的是，另一車型在設(shè)計(jì)源頭上也做出了優(yōu)化，主要有3點(diǎn)。①行李艙蓋鉸鏈與行李艙蓋每側(cè)的固定點(diǎn)數(shù)量由2個(gè)改為3個(gè)。②優(yōu)化Y向緩沖塊結(jié)構(gòu)，增大兩者的接觸面積，Puffer間的理論間隙從1.4 mm優(yōu)化至0.5 mm。③優(yōu)化行李箱密封條的口型，密封條的膜厚從1.4～1.5 mm優(yōu)化至1.6～1.7 mm。此三個(gè)措施在行李艙蓋主動(dòng)和被動(dòng)方面都做了優(yōu)化，進(jìn)一步防止問題的發(fā)生。

因此，借鑒分析資料，嘗試換裝新的行李艙蓋密封條進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。如圖2所示，為缺陷車型、A參考車型、B參考車型密封條的特性，可以看到B參考車型的密封條壓縮負(fù)荷更大。

圖2 不同車型密封條特性對(duì)比

4 問題經(jīng)驗(yàn)和總結(jié)

通過某三廂車型行李艙蓋異響問題的分析和解決，發(fā)現(xiàn)在路面振動(dòng)激勵(lì)下發(fā)生車身扭轉(zhuǎn)振動(dòng)和車身橫向振動(dòng)，這種類型的車身噪聲，其噪聲能量主要集中于低頻區(qū)（5～300 Hz），給乘客強(qiáng)烈的不舒適感[3]。因此，針對(duì)此類噪音的分析解決有如下幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)。

不管是三廂車還是兩廂車，在行李艙蓋的受力模型中，所有需要考慮的要素都是類似的，如行李箱密封條、Puffer抽拔力、行李艙蓋彈簧(電動(dòng)彈簧、機(jī)械彈簧)特性、關(guān)閉間隙、鎖扣板的調(diào)整等。行李艙蓋匹配相關(guān)的路試異響、舒適性、功能性問題，首先要確認(rèn)問題源頭，特別是電器相關(guān)的原理，而不是被動(dòng)的先去查監(jiān)控因素的各項(xiàng)資料。