蔣斌，尹雯雯，畢興為，胡世東，戴孟祺

（1.上汽通用汽車有限公司武漢分公司，湖北 武漢 430000；2.泛亞汽車技術(shù)中心有限公司，上海 200000）

前言

車輛在大眾生活中使用的越來(lái)越普及，車輛的舒適操控和使用感受越來(lái)越受到關(guān)注，車輛的行駛狀態(tài)也越來(lái)越受到重視。車輛行駛過(guò)程的跑偏從個(gè)人使用感受來(lái)說(shuō)，可能會(huì)影響駕駛過(guò)程中的操控感受，也可能會(huì)導(dǎo)致輪胎不同程度的非正常磨損，降低輪胎的使用壽命；從安全方面來(lái)說(shuō)，如果車輛長(zhǎng)時(shí)間這樣行駛的話，尤其在高速上行駛時(shí)遇上這樣的情況的話，則很容易造成交通事故。車輛的跑偏不僅僅與前輪的定位有關(guān)系，后輪的定位也有著至關(guān)重要的影響，其中后輪的推進(jìn)角作為一項(xiàng)關(guān)鍵因素影響著車輛跑偏情況。在理想狀態(tài)下，車輛的推進(jìn)角狀態(tài)應(yīng)該為0，推進(jìn)角越大，則車輛直線行駛的穩(wěn)定性差，當(dāng)后輪的軌跡向右，在這種情況下車輛顯示向左側(cè)路邊行進(jìn)的趨勢(shì)。在扭力梁懸架車型的生產(chǎn)制造過(guò)程中容易出現(xiàn)推進(jìn)角超差的問(wèn)題，本文將針對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行排查分析并展開(kāi)論述。

1 推進(jìn)角的定義和計(jì)算方法

車輛幾何中心線（Vehicle Center Line）----通過(guò)前后軸中心點(diǎn)的線（圖1）；

圖1 車輛幾何中心線

圖2 推進(jìn)角

推進(jìn)線（thrust Line）---后輪總前束的二等分線。是在兩軸車輛上計(jì)算前輪的單獨(dú)前束參考線；

推進(jìn)角（thrust angle）---是指推進(jìn)線和幾何中心線形成的夾角(圖2)。推進(jìn)線決定了后輪的行駛方向，最理想的情況是此角度為零。一般輕型車輛的推進(jìn)角設(shè)定范圍為-0.3°至0.3°之間。

2 推進(jìn)角影響因素

推進(jìn)角的影響主要為設(shè)計(jì)因素和制造因素兩個(gè)方面，如設(shè)計(jì)前期后橋本體尺寸、車身尺寸的合理范圍，主定位點(diǎn)的選擇和定位精度等尺寸影響推進(jìn)角，本文著重分析制造過(guò)程中的影響因素，從以下五個(gè)方面進(jìn)行介紹：

2.1 AGV 小車（圖3）

（1）AGV 小車與吊具同步性

車輛拼合工位，車輛車身由機(jī)運(yùn)線吊具帶動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，車底盤(pán)零件由AGV 小車進(jìn)行帶動(dòng)，兩者以同樣速度（工藝線速度）行走，設(shè)備同時(shí)監(jiān)測(cè)AGV 與吊具同步距離，出現(xiàn)偏差會(huì)停止，保證車身和底盤(pán)的同步拼合。

圖3 AGV 小車

（2）AGV 小車定位方式

AGV 小車為放置車底盤(pán)零件的浮動(dòng)托臺(tái),托臺(tái)可以平面四個(gè)方向進(jìn)行浮動(dòng)，但零件的定位支撐在托臺(tái)上進(jìn)行固定，確保車底盤(pán)零件相對(duì)位置準(zhǔn)確。關(guān)鍵點(diǎn)在于底盤(pán)零件定位支撐點(diǎn)和定位方式的選擇，其關(guān)系到精度也影響著兩者的拼合尺寸,定期的檢測(cè)和標(biāo)定定位位置精度是對(duì)于整個(gè)定位準(zhǔn)確的保障。

（3）AGV 小車定位銷尺寸

AGV 小車與車身定位銷外徑、位置度影響著車輛底盤(pán)定位上的準(zhǔn)確位置，AGV 小車與后橋定位銷外徑、位置度關(guān)系著后橋在托臺(tái)上的定位精度，兩者零件的相對(duì)位置和間隙影響著整體的配合、定位精度。AGV 小車與后橋橫梁定位銷外徑、位置度也影響著定位準(zhǔn)確度。

2.2 人員安裝

（1）AGV 托臺(tái)在與后橋、車身形成準(zhǔn)確的定位關(guān)系時(shí)，員工對(duì)后橋進(jìn)行緊固，使其固定到車身底板上，確保精準(zhǔn)的定位精度，如果在未形成準(zhǔn)確定位關(guān)系前提前對(duì)后橋進(jìn)行預(yù)緊固，導(dǎo)致后橋狀態(tài)偏移，可能產(chǎn)生偏差。

（2）后橋與車底板依靠托臺(tái)定位準(zhǔn)確后，員工應(yīng)該完成整個(gè)緊固過(guò)程，如果操作人員緊固后橋至車身時(shí)，后橋零件未預(yù)緊至規(guī)定扭矩，如提前退槍或者提前釋放，導(dǎo)致后橋與車身貼合不緊，在吊具的運(yùn)行當(dāng)中可能導(dǎo)致后續(xù)后橋位置的竄動(dòng)，從而產(chǎn)生偏移導(dǎo)致偏差產(chǎn)生。

2.3 動(dòng)力工具

緊固工具的緊固扭矩偏差，導(dǎo)致員工按照要求進(jìn)行緊固后，依然可能出現(xiàn)后橋零件與車身不貼合的情況，導(dǎo)致后橋與車身位置的竄動(dòng)，從而影響定位參數(shù)。

2.4 車身尺寸

車輛后橋托臂固定點(diǎn)作為車身主定位點(diǎn)，其位置度決定了拼合零件狀態(tài)，其需要通過(guò)定期三坐標(biāo)檢測(cè)來(lái)保證其準(zhǔn)確定位。

2.5 后橋安裝定位尺寸

（1）后橋生產(chǎn)線上零件定位支撐點(diǎn)的定位尺寸。

（2）后橋本體零件在生產(chǎn)制造過(guò)程中的關(guān)鍵尺寸，確保其本體在生產(chǎn)出廠前滿足其控制要求。

3 推進(jìn)角超差失效模式分析

扭力梁推進(jìn)角的常規(guī)失效模式分析：

（1）后橋零件在車身上的安裝點(diǎn)超差，導(dǎo)致后橋在車輛上的安裝姿態(tài)發(fā)生變化；

（2）后橋零件本體的尺寸超差(后橋本體超差/大小背板超差)，導(dǎo)致本體的安裝姿態(tài)偏差，從而影響到推進(jìn)角度；

（3）底盤(pán)拼合托臺(tái)的定位托臺(tái)尺寸偏差（精定位火箭炮偏差/零件定位偏差），導(dǎo)致其拼裝狀態(tài)的位置偏差；

（4）員工操作異常，導(dǎo)致零件未在準(zhǔn)確定位的情況下完成拼合，不在正常安裝狀態(tài)下安裝。

4 推進(jìn)角問(wèn)題案例（某轎車真實(shí)案例）

針對(duì)出現(xiàn)的推進(jìn)角超差問(wèn)題，通過(guò)其整個(gè)過(guò)程跟蹤和分析，針對(duì)問(wèn)題的分析方法進(jìn)行下解析：

（1）首先調(diào)查項(xiàng)目早期階段的推進(jìn)角數(shù)據(jù)（圖4）；

圖4 項(xiàng)目早期階段的推進(jìn)角數(shù)據(jù)

（2）調(diào)查車輛量產(chǎn)后的推進(jìn)角數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)狀態(tài)如下（圖5）；

圖5 車輛量產(chǎn)后的推進(jìn)角數(shù)據(jù)

根據(jù)數(shù)據(jù)信息和調(diào)查情況看出：車輛推進(jìn)角數(shù)據(jù)自開(kāi)始階段穩(wěn)定性不高，其均值偏離名義值的離散情況變差，偶爾有超出公差情況的發(fā)生，量產(chǎn)后推進(jìn)角的數(shù)據(jù)有惡化的趨勢(shì)

（3）針對(duì)問(wèn)題進(jìn)行七顆鉆石前四鉆分析，先對(duì)安裝工藝、工具、零件狀態(tài)進(jìn)行調(diào)查

1）安裝工藝：總裝裝配過(guò)程有明確的工藝指導(dǎo)文件，關(guān)鍵工藝中的拼合操作內(nèi)容也有明確的指導(dǎo)和技術(shù)要求，操作員工完成了正確的培訓(xùn)，現(xiàn)場(chǎng)查看員工按照工藝文件正確且規(guī)范的進(jìn)行操作；

2）工具使用：后橋零件的動(dòng)力工具扭矩標(biāo)定符合要求，工具也進(jìn)行了定期的檢定；

3）零件調(diào)查：?jiǎn)误w零件檢測(cè)報(bào)告滿足要求，100 個(gè)后橋單體零件推進(jìn)角數(shù)據(jù)測(cè)量（圖6），零件穩(wěn)定性較好；后橋大小背板（圖7&圖8）零件尺寸滿足要求，選取狀態(tài)較好的20件零件總裝裝配后測(cè)量，整車狀態(tài)下的推進(jìn)角數(shù)據(jù)狀態(tài)有變差的趨勢(shì)（圖9）。

圖6 后橋單體零件推進(jìn)角數(shù)據(jù)測(cè)量

圖7 后橋大小背板零件尺寸

圖8 后橋大小背板零件尺寸

4）尺寸和AGV 托臺(tái)定位尺寸調(diào)查：1.后橋主定位孔的三坐標(biāo)尺寸滿足要求，無(wú)明顯波動(dòng);2.托臺(tái)火箭炮和定位尺寸均滿足要求，無(wú)明顯偏差情況。

5）零件安裝調(diào)查：后橋零件安裝后姿態(tài)查看下來(lái)左右有偏差，發(fā)現(xiàn)左右偏差達(dá)7mm 左右，推進(jìn)角數(shù)據(jù)為+0.35（Spec：+/-0.3），線下人工調(diào)整減小到3mm 后，推進(jìn)角數(shù)據(jù)為0.20。

圖9 整車狀態(tài)下的推進(jìn)角數(shù)據(jù)狀態(tài)

（4）后橋定位托臺(tái)調(diào)查：定期搜集對(duì)應(yīng)拼合托臺(tái)和推進(jìn)角的數(shù)據(jù)關(guān)系，從數(shù)據(jù)中得出非單體托臺(tái)影響推進(jìn)角的數(shù)據(jù)（圖10）。

圖10 非單體托臺(tái)影響推進(jìn)角的數(shù)據(jù)

（5）進(jìn)一步驗(yàn)證：制造過(guò)程驗(yàn)證，裝配過(guò)程通過(guò)人工控制后橋的安裝姿態(tài)并對(duì)左右一致性進(jìn)行檢查和調(diào)整，收集對(duì)應(yīng)的推進(jìn)角數(shù)據(jù)，狀態(tài)改善明顯（圖11）。

圖11 推進(jìn)角數(shù)據(jù)

結(jié)論：根據(jù)以上的調(diào)查信息初步懷疑總裝安裝后橋狀態(tài)偏移導(dǎo)致推進(jìn)角超差問(wèn)題。

（6）問(wèn)題鎖定&措施制定

1）根據(jù)AGV 小車定位銷與后橋定位尺寸來(lái)看，定位銷外徑Nominal 值偏小，與車身定位孔的間隙達(dá)到0.6mm，對(duì)精定位不利。

2）后橋定位方式的不合理影響員工的操作，對(duì)后橋定位銷尺寸改進(jìn)和定位方式的調(diào)整并跟蹤單臺(tái)設(shè)備改進(jìn)后的推進(jìn)角參數(shù)（原兩圓孔方式優(yōu)化為圓孔和腰孔方式）（圖12）。

圖12 后橋定位銷尺寸改進(jìn)和定位方式調(diào)整

（7）持續(xù)跟蹤：長(zhǎng)期措施制定并且斷點(diǎn)后跟蹤車輛數(shù)據(jù)，推進(jìn)角數(shù)據(jù)狀態(tài)好和穩(wěn)定性好（圖13）。

圖13 推進(jìn)角數(shù)據(jù)

5 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)七顆鉆石前四鉆基本分析方法，針對(duì)推進(jìn)角超差的案例簡(jiǎn)單分析了扭力梁車型的推進(jìn)角影響因素，并且對(duì) 制造過(guò)程的簡(jiǎn)析，討論了制造過(guò)程對(duì)于推進(jìn)角的影響因素，保證了推進(jìn)角的穩(wěn)定可靠性，同時(shí)也提供了問(wèn)題的常規(guī)分析思路供參考。