某乘用車B柱上飾板高調結構異響問題優化設計

黃金妹 姜彬彬 雷亞鵬

【摘 要】某乘用車在測試過程中發現造車階段存在以下設計問題：車子經過繩索路時，B柱上飾板高調滑板、按鈕松動異響。文章通過確認該故障癥狀，進行故障原因分析，設計并給出故障解決方案，最后排除故障，對高調結構尺寸和配合關系等進行了合理優化。優化后的結構方案經S階段造車試驗驗證，滿足解決異響及高調阻滯卡死問題的要求。最后總結通用的繩索路行駛B柱上飾板發生異響問題和高調操作困難及高調滑板阻滯甚至卡死失效故障的解決方案。

【關鍵詞】B柱上飾板；高調滑板松動異響；高調滑板卡滯；高調失效；優化設計

【中圖分類號】U463.839.2 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2017）05-0064-05

0 引言

自改革開放以來，汽車制造業作為我國國民經濟的支柱產業之一得到迅猛發展，目前我國已成為世界上最大的汽車生產國。在汽車行業蓬勃發展的同時，人們的生活、經濟水平有了很大的提高，對汽車的舒適性和安全性的要求也越來越高。這對汽車的設計和生產制造提出了更高、更嚴格的要求。

根據相關法規要求，乘用車在行駛時，飾板設計應滿足相應安全性及舒適性要求。某乘用車在OTS造車階段的道路試驗測試過程中，車子過繩索路時，B柱上飾板發生高調滑板、按鈕松動異響（如圖1所示）。在針對該異響問題進行相應的結構、參數調整分析后發現，B柱安全帶高調操作力大，操作不舒適。其中，B柱上飾板高調器滑板自身操作力約30 N，滑動時有卡滯感，力度不均勻（如圖2所示）；部分車型出現安全帶高調失效問題，無法上下滑動（如圖3所示）。本文針對某乘用車B柱上飾板高調結構在造車過程中存在的設計問題，采用計算機虛擬仿真技術闡述了汽車B柱上飾板高調結構方案優化與設計。

1 研究方法

1.1 原因分析

1.1.1 B柱上飾板高調按鈕、高調滑板松動異響原因

根據建模軟件分析及實物對B柱上飾板數據和結構進行分析可知。

（1）造車前期設計階段為了減小按鈕滑動阻力，將按鈕與滑板Y向間隙從0.3 mm改至1 mm，導致按鈕松動異響（如圖4所示）。

（2）高調滑板滑動至最底部位置時，底部Y向限位作用失效，導致高調滑板松動異響（如圖5所示）。

1.1.2 高調操作力不均勻、高調操作力要求過大、高調滑板滑動時產生阻滯甚至卡死失效問題原因

針對B柱上飾板高調滑板、按鈕松動異響問題進行相應的結構、參數調整后，存在高調操作力要求過大、操作力不均勻、高調滑板滑動時產生阻滯甚至卡死失效的問題。根據建模軟件及實物對B柱上飾板數據和結構進行分析可知某乘用車高調滑板卡滯的原因如下。

（1）B柱上飾板背后加強筋與高調滑板限位筋在Y向限位干涉1.5 mm，X向限位干涉1.5 mm，造成操作力大（如圖6所示）；B柱上飾板和滑板變形，裝配后形狀不能貼合，造成卡滯力大；滑板材料為PP料，剛度和滑動性差。

（2）高調滑板最下端限位進滑軌時，操作力會突然變大，造成操作力度不均勻（如圖7所示）。

（3）經過現場跟線造車及實車裝配后發現，B柱上飾板高調失效的主要原因是裝配不到位造成的，高調器按鈕與飾板干涉，拆下重裝后問題消失（如圖8所示）。

根據建模軟件及實物對B柱上飾板數據和結構進行分析可知，裝配不到位的原因有以下幾個方面。①裝配容差性小，當按鈕上、下偏差時，會導致按鈕卡死，高調失效（如圖9所示）。②B柱上飾板與高調器配合的最小重疊量為5 mm，飾板中間沒有安裝點，零件裝車后中間容易鼓起變形，導致飾板與高調器重疊位置脫離（如圖10所示）。③B柱上飾板中間兩側面內收變形2～3 mm，鈑金焊接錯邊，膠條容差性小，導致飾板難卡進膠條，裝車后飾板中間鼓起，飾板與高調器重疊位置脫離（如圖11所示）。

1.2 優化方案

根據對所發現問題的原因進行理論與實際綜合分析，最終確認導致B柱上飾板高調滑板、按鈕松動異響的要因，以及在針對B柱飾板高調滑板、按鈕松動異響問題進行相應的結構、參數調整后，存在的高調操作力要求過大、操作力不均勻、高調滑板滑動時產生阻滯甚至卡死失效問題的要因，依據不同的要因，制定相應的解決對策。

1.2.1 某乘用車高調按鈕松動異響問題的解決方案

考慮到導致按鈕異響的原因是由于前期為了減小按鈕滑動阻力，將按鈕與滑板Y向間隙從0.3 mm改至1 mm，高調按鈕與滑板之間的Y向間隙過大，按鈕松動，在車子經過不平路面如繩索路時，高調按鈕晃動碰撞高調滑板，從而發出異響。為了在解決按鈕松動異響問題的同時，又不使按鈕滑動阻力過大，使得高調需要用較大的力才能按動按鈕，調整困難。若在按鈕與滑板間增加一塊厚1 mm的無紡布（如圖12所示），鑒于無紡布的滑動性要優于PP料（飾板材料），同時無紡布是一種柔韌的材料，在按鈕與滑板發生碰撞時能起到一定的緩沖作用，進而消除異響。實施措施后，S階段造車時未再出現B柱飾板高調按鈕松動異響問題，此方案能滿足要求。

1.2.2 某乘用車高調滑板松動異響問題的解決方案

考慮到修改量最小化，以及導致高調滑板松動異響的原因是由于高調滑板滑動至最底部位置時，底部Y向限位作用失效，高調滑板松動。在車子經過不平路面如繩索路時，高調滑板晃動碰撞本體，從而發出異響。為了解決高調滑板底部Y向限位作用失效、松動異響的問題，增加滑板與本體的限位點（如圖13所示），從而減小滑板在底部位置時的松動量，達到消除高調滑板松動異響的目的。措施實施后，在S階段造車時，未再出現B柱飾板異響問題。

1.2.3 某乘用車高調滑板卡滯問題的解決方案

由于高調滑板與B柱上飾板本體之間Y向限位干涉1.5 mm，X向限位干涉1.5 mm，造成高調操作力大；又因B柱上飾板和滑板變形，所以裝配后形狀不能貼合，造成卡滯力大；而且，滑板材料為PP料，剛度和滑動性差，高調運動時滑動摩擦力大。因此，把Y向限位由干涉1.5 mm改至緊貼配合，X向限位由干涉1.5 mm改至間隙為0.3 mm（如圖14所示），此舉能有效地解決因高調滑板與B柱上飾板本體之間的限位干涉而造成的操作力大的問題；與此同時，在設計B柱高調時，滑板與本體限位結構采用緊貼配合設計，此措施能有效地解決因B柱上飾板和滑板變形，裝配后形狀不能貼合而造成的卡滯力大的問題。處理方案實施后，B柱安全帶高調操作力顯著減小，B柱上飾板高調器滑板自身操作力從約30 N降低至小于等于10 N，滿足感知操作要求，且滑動時的卡滯感消失，力度變得均勻，操作舒適性增加，高調滑板卡滯問題關閉。

1.2.4 某乘用車高調操作力度不均勻問題的解決方案

高調滑板在最底部時，滑板最下端無限位結構，導致滑板最下端限位進入滑軌時，操作力會突然變大，造成操作力度不均勻。因此，在B柱上飾板本體上設計一個防松動的懸臂限位結構，當高調滑板滑動到最底部位時起到限制作用（如圖15所示）。此方案實施后，由于滑板最下端無限位導致的最下端限位進入滑軌時操作力突變的問題關閉。

1.2.5 某乘用車B柱上飾板高調失效問題的解決方案

（1）由于飾板按鈕與高調器按鈕之間的裝配容差性小，按鈕上、下偏差時，會導致按鈕卡死，高調失效。因此，在飾板上增加3 mm厚無紡布，確保飾板按鈕初始裝配位置高于高調器按鈕，利于裝配（如圖16所示）。此舉措實施后，由于裝配不到位而導致的按鈕卡死、高調失效的問題關閉。

（2）由于B柱上飾板與高調器配合的最小重疊量為5 mm，飾板中間沒有安裝點，零件裝車后中間容易鼓起變形，導致飾板與高調器重疊位置脫離。因此，把飾板與高調器的匹配重疊量增加1 mm，同時在飾板上增加裝配導向結構（如圖17所示）：把B柱上飾板側面內側壁厚減薄至1.2 mm，作為裝配導向（如圖18所示）。此舉措實施后，由于零件裝車后中間容易鼓起變形、飾板與高調器重疊位置脫離導致的高調器按鈕與飾板干涉、裝配不到位而產生B柱上飾板高調失效的問題關閉。

（3）由于B柱上飾板中間兩側面內收變形2～3 mm，鈑金焊接錯邊，且膠條容差性小，導致飾板難卡進膠條，裝車后飾板中間鼓起，飾板與高調器重疊位置脫離。因此，為了改善B柱上飾板內收變形，利用模流分析，考慮在模具開發時的設計預變形，對B柱上飾板增加定型工裝（每次定型8件，6 min，如圖19所示）；同時，鈑金控制焊接錯邊，減小錯邊位置翻邊寬度；在安裝飾板時，要先在頂襯拐角處拉繩后再裝配B上飾板。此舉措實施后，因B柱上飾板中間兩側面內收變形、鈑金焊接錯邊、膠條容差性小，飾板難卡進膠條、裝車后飾板中間鼓起，以及飾板與高調器重疊位置脫離導致的高調器按鈕與飾板干涉、裝配不到位、B柱上飾板高調失效的問題關閉。

1.3 方案驗證

本文根據B柱上飾板高調結構異響發生的不同要因，以及對B柱上飾板高調結構異響問題進行相應的結構、參數調整后，存在的高調操作力要求過大、操作力不均勻、高調滑板滑動時產生阻滯甚至卡死失效問題，針對性地制定了相應的解決措施。措施實施后，S階段造車未再出現B柱飾板異響問題；高調滑板操作力從約30 N降低至小于等于10 N，卡滯感消失，滿足感知操作要求；B柱上飾板高調操作力不均勻、高調失效問題關閉。

2 結論

針對于某乘用車B柱上飾板高調結構異響問題，以及優化設計過程中出現的操作力方面的問題，本文采用建模軟件虛擬仿真技術，配合實車驗證的方法解決問題，得到結論如下。

（1）設計時，活動件預留1 mm空間粘貼無紡布，減小異響風險。

（2）滑板滑動到底部位置時，設計防松動的懸臂限位結構。

（3）B柱上飾板設計高調時，滑板與本體限位結構采用緊貼配合設計。

（4）為改善B柱上飾板內收變形，需利用模流分析，考慮在模具開發時設計預變形因素。

（5）B柱上飾板零件中間布置1個安裝點。

（6）拉繩式膠條時，立柱飾板內側減薄處理，作為裝配導向。

（7）飾板與高調器搭接重疊量≥6mm。

同時，檢查所有正在生產、開發的其他車型/系統是否有類似問題，若有，必須進行相應的方案糾正。

參 考 文 獻

[1]黃金陵.汽車車身設計[M].北京：機械工業出出版社，2007.

[2]曹渡.汽車內外飾設計與實戰[M].北京：機械工業出版社，2011.

[3]楊建光，解佐龍.汽車內外飾設計相關問題分析[J].工程技術：文摘版，2016（10）：00274-00274.

[責任編輯：鐘聲賢]