張德軍，聶 昕

（1.東風(fēng)柳州汽車有限公司，廣西 柳州 545005；2.湖南大學(xué) 汽車車身先進(jìn)設(shè)計(jì)制造國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長(zhǎng)沙 410082）

隨著國(guó)家對(duì)綠色能源的倡導(dǎo)，并得益于全國(guó)環(huán)保事業(yè)的深入推進(jìn)，以及當(dāng)前的政府大力政策補(bǔ)貼，新能源汽車企業(yè)的發(fā)展事半功倍。充電基礎(chǔ)設(shè)施的完善及行業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)體系的提升，為新能源汽車發(fā)展的環(huán)境和技術(shù)方面提供較之前更加充分的保障。近幾年以來(lái)，國(guó)家對(duì)充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和運(yùn)營(yíng)的重視程度逐漸加大，先后出臺(tái)了多項(xiàng)政策，包括建設(shè)比例、發(fā)展目標(biāo)、用電價(jià)格優(yōu)惠、充電設(shè)施建設(shè)獎(jiǎng)勵(lì)、電網(wǎng)改造等，充電設(shè)施頂層設(shè)計(jì)逐漸完善。因此，新能源汽車的推行越來(lái)越受到重視。尤其是純電動(dòng)汽車的普遍應(yīng)用最為突出。同時(shí)消費(fèi)者對(duì)近年來(lái)電車的品質(zhì)要求也隨之提升，越來(lái)越多的市場(chǎng)需求將車輛的異響作為品質(zhì)評(píng)價(jià)的重要關(guān)鍵項(xiàng)之一。

在眾多車輛異響問(wèn)題中，底盤異響成為消費(fèi)者評(píng)價(jià)車輛行駛安全的重要因素，也成為主流主機(jī)廠在售后質(zhì)量問(wèn)題中關(guān)注的重要因素。新能源汽車配置較高，懸架系統(tǒng)在智能控制等配置的影響下，各種集成結(jié)構(gòu)技術(shù)越來(lái)越高端，隨之而來(lái)的懸架系統(tǒng)的異響也逐漸增加，給研發(fā)工作者的日常開發(fā)帶來(lái)新的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)[1]。

本文基于新能源汽車的底盤懸架系統(tǒng)，在某車輛出現(xiàn)異響后，按照某企業(yè)質(zhì)量管控流程，對(duì)異響展開了診斷排查，并通過(guò)試驗(yàn)方法將異響問(wèn)題消除，成功提升了該新能源汽車的行駛性能品質(zhì)，對(duì)于當(dāng)前新能源汽車的設(shè)計(jì)開發(fā)起到一定的設(shè)計(jì)指導(dǎo)作用。

1 某新能源車輛底盤異響診斷

1.1 底盤異響診斷流程

某新能源汽車前懸架系統(tǒng)為雙橫臂結(jié)構(gòu)形式，主要由上下擺臂、空氣彈簧、轉(zhuǎn)向節(jié)等組成[1-2]，其具體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 新能源車輛前懸架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

根據(jù)某企業(yè)下線車輛異響排查流程規(guī)范，駕駛員發(fā)現(xiàn)該車輛以30 km/h車速通過(guò)顛簸路面、坑洼路面及多重減速帶路面時(shí)發(fā)出“咯噔”聲，并且隨著車速的增加存在較大沖擊響聲。隨后根據(jù)問(wèn)題反饋，成立該異響問(wèn)題專業(yè)團(tuán)隊(duì)，按照?qǐng)D 2所示企業(yè)內(nèi)部異響診斷排查流程展開技術(shù)攻關(guān)。

圖2 異響診斷排查流程示意圖

按照以上流程排查車輛問(wèn)題，并展開底盤異響問(wèn)題故障樹分析（Fault Tree Analysis, FTA），同時(shí)結(jié)合汽車電子故障聽診器，逐步排查異響來(lái)源，對(duì)異響形成原因分析如圖3所示。

圖3 車輛行駛異響FTA分析簡(jiǎn)圖

1.2 車輛底盤異響原因分析

運(yùn)用質(zhì)量管控工具，采取FTA分析思路圖，按照不同層級(jí)問(wèn)題分析展開，形成原因分析如圖3所示。

根據(jù)以上FTA分析可知，該車輛底盤行駛異響為緊固件連接處扭矩衰減導(dǎo)致，由下線扭矩要求至車輛異響出現(xiàn)扭矩對(duì)比可知，該批次車輛扭矩衰減達(dá)到20%～30%。本文運(yùn)用試驗(yàn)驗(yàn)證的方法對(duì)緊固件扭矩衰減做了改善并及時(shí)消除了異響[3-4]。

2 懸架系統(tǒng)異響消除

2.1 底盤扭矩衰減

底盤扭矩檢測(cè)是指在設(shè)計(jì)階段理論靜態(tài)扭矩標(biāo)準(zhǔn)值變化時(shí)的監(jiān)控過(guò)程。受車輛裝配及行駛工況的影響下，原始理論扭矩值會(huì)隨著時(shí)間的推移而下降[5-6]，根據(jù)本批次車輛扭矩點(diǎn)檢，得到該批次下擺臂與副車架連接后點(diǎn)扭矩測(cè)量值如圖 4所示。

圖4 問(wèn)題車輛扭矩點(diǎn)檢統(tǒng)計(jì)圖

由以上扭矩點(diǎn)檢統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知，該車輛存在下擺臂與副車架連接處扭矩衰減現(xiàn)象，由抽樣10臺(tái)車輛可知，最大扭矩衰減量為 40%，最小扭矩衰減量為15.7%，根據(jù)臨時(shí)對(duì)策優(yōu)先進(jìn)行問(wèn)題處展開重新螺栓打緊至設(shè)計(jì)要求力矩，并根據(jù)該力矩衰減現(xiàn)象展開進(jìn)一步的扭矩衰減原因分析[6]。

2.2 底盤扭矩衰減影響因素篩選

螺栓打緊力矩為

式中，T為打緊力矩，Nm；K為扭矩系數(shù)；F為螺栓軸向力，N；D為螺栓公稱直徑，mm。

根據(jù)企業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，優(yōu)先確認(rèn)軸向力F是否滿足要求，對(duì)該批次螺栓展開軸向力螺栓單獨(dú)制作測(cè)量，得知該螺栓軸向力滿足設(shè)計(jì)要求，并通過(guò)三坐標(biāo)臺(tái)架測(cè)量螺栓的各個(gè)參數(shù)尺寸，發(fā)現(xiàn)本批次螺栓在頭部數(shù)據(jù)、公稱直徑長(zhǎng)度上存在一定偏差。并進(jìn)一步臺(tái)架測(cè)試全部螺栓的扭矩系數(shù)，發(fā)現(xiàn)扭矩系數(shù)存在設(shè)計(jì)要求偏差且觀察螺栓表面涂膠長(zhǎng)度及起始位置存在參差不齊現(xiàn)象。

因此，設(shè)定螺栓重要影響尺寸參數(shù)和涂膠位置參數(shù)為主要影響因素展開靈敏度排查及完善設(shè)計(jì)要求。

螺栓尺寸參數(shù)主要點(diǎn)檢差異在其頭部尺寸A，其涂膠起始位置尺寸以頭部尺寸安裝端面為基準(zhǔn)，設(shè)定尺寸a為涂膠起始位置，詳細(xì)說(shuō)明如圖5所示。

圖5 螺栓尺寸結(jié)構(gòu)示意圖

根據(jù)三坐標(biāo)臺(tái)架打點(diǎn)確認(rèn)，得到尺寸A和a的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如圖6、圖7所示。

圖6 螺栓頭部尺寸檢測(cè)統(tǒng)計(jì)

圖7 螺栓涂膠起始位置檢測(cè)統(tǒng)計(jì)

由以上統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知，該批次緊固螺栓存在部件尺寸問(wèn)題，需要進(jìn)一步展開零部件試制質(zhì)量管控，同時(shí)制定長(zhǎng)期對(duì)策，完成緊固件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的適配工作。根據(jù)長(zhǎng)期對(duì)策后，優(yōu)先展開該緊固件的參數(shù)尺寸及扭矩系數(shù)測(cè)量，得知對(duì)策后該處螺栓滿足目標(biāo)要求。進(jìn)一步完成整車10臺(tái)樣車的裝車，并按照工藝要求進(jìn)行螺栓打緊，展開前文提及問(wèn)題工況下的不同車速驗(yàn)證，同時(shí)結(jié)合汽車電子故障聽診器，判斷底盤異響已經(jīng)全部消除。根據(jù)對(duì)策后分別行駛一段時(shí)間及距離后，展開下擺臂與副車架連接螺栓的扭矩檢測(cè)并記錄，記錄結(jié)果對(duì)比統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如圖8所示。

圖8 對(duì)策完善后扭矩點(diǎn)檢統(tǒng)計(jì)圖

結(jié)合汽車電子故障聽診器，由以上對(duì)策結(jié)果確定，該新能源車輛本次異響已經(jīng)完全消除，螺栓扭矩衰減對(duì)策完全有效，對(duì)于后續(xù)懸架系統(tǒng)緊固件設(shè)計(jì)防再發(fā)設(shè)計(jì)與質(zhì)量管控提供了有效了工程參考。尤其是在緊固件的后續(xù)處理上，緊固件要滿足事先約定的設(shè)計(jì)及包裝運(yùn)輸要求，需要嚴(yán)格運(yùn)用合適工具或器具進(jìn)行單獨(dú)轉(zhuǎn)運(yùn)，防止零部件在轉(zhuǎn)運(yùn)的過(guò)程中出現(xiàn)因各種因素下影響的損壞。底盤相關(guān)被緊固件需要滿足清潔度、整潔度、清潔周期等要求。確保能夠有效監(jiān)控倉(cāng)儲(chǔ)期限，避免環(huán)境、氣候產(chǎn)生的不良影響。明確被緊固件、緊固件的標(biāo)識(shí)，從器具、零件、批次標(biāo)識(shí)能識(shí)別狀態(tài)。要求供應(yīng)商只交付合格的零部件，并且保證所有零件質(zhì)量狀態(tài)可追溯，同時(shí)還要落實(shí)法規(guī)要求和記錄存檔要求。

同時(shí)定義完整的擰緊質(zhì)量、擰緊過(guò)程數(shù)據(jù)，保證可評(píng)價(jià)性，定期檢查。將缺陷問(wèn)題進(jìn)行收集、評(píng)價(jià)并反饋，制定相應(yīng)措施。擰緊裝配過(guò)程發(fā)生中斷要有應(yīng)急預(yù)案，應(yīng)急響應(yīng)流程明確，并且要留下相應(yīng)記錄。

綜述以上信息，緊固件的設(shè)計(jì)及相關(guān)質(zhì)量管理與底盤異響緊密相關(guān)，在防再發(fā)設(shè)計(jì)流程中需要對(duì)以上要求做出重點(diǎn)核查，并及時(shí)保證因力矩衰減導(dǎo)致的底盤異響無(wú)重復(fù)出現(xiàn)，為工程產(chǎn)品保駕護(hù)航。

3 結(jié)論

（1）文章利用質(zhì)量管控方法，結(jié)合試驗(yàn)驗(yàn)證，完成了某新能源汽車的底盤異響消除，提供了一種有效的懸架系統(tǒng)異響解決辦法及診斷流程，為底盤異響排查及消除提供有效工程參考。

（2）通過(guò)對(duì)底盤力矩衰減的排查可知，采用文章中的關(guān)鍵因子篩選及驗(yàn)證對(duì)策，能有效提升底盤異響的效率，并為底盤力矩衰減的特殊原因排查提供有效的參考路徑。

（3）有效對(duì)策完善后，經(jīng)過(guò)時(shí)間和里程的驗(yàn)證，再次說(shuō)明扭矩衰減原因的診斷正確性，通過(guò)驗(yàn)證并防再發(fā)設(shè)計(jì)，為后續(xù)底盤系統(tǒng)異響解決和緊固件的相關(guān)扭矩衰減問(wèn)題提供了有效的解決參考途徑。