基于故障樹的某車型尾燈周圍漏水故障分析

沈津如　袁譯翀　王麗娜　張毅　范建平　徐俊

摘 要：在整車水管理試驗體系中，大燈系統(tǒng)的水管理表現(xiàn)是最直觀影響客戶滿意度的重要因素之一。本文針對某新車型在水管理試驗過程中出現(xiàn)的貫穿式尾燈積水從兩側飾板滴入行李箱內主要因素做分析，并對貫穿式尾燈的設計缺陷提出了改進意見。

關鍵詞：水管理 貫穿式尾燈 積水

Analysis of Leakage Problem of Tail Lamp based on Fault Tree Analysis

Shen Jinru，Yuan Yichong，Wang Lina，Zhang Yi，F(xiàn)an Jianping，Xu Jun

Abstract：In the water management system of the whole vehicle， the performance of the lamp system is one of the most important factors affecting customer satisfaction. This paper analyzes the complaint of water dripping into the luggage box from the side trim panels in the process of water management test of a new model， and puts forward some suggestions for modification.

Key words：water management， through-type tail lamp， leaking

1 引言

在整車水管理試驗體系中，測試范圍不僅包括整車水密封性，還包括整車電氣系統(tǒng)在水管理測試中的功能表現(xiàn)。其中，大燈系統(tǒng)的水管理表現(xiàn)是最直觀影響客戶滿意度的因素之一。在某全新車型測試過程中，就出現(xiàn)了全新貫穿式后尾燈在洗車及下雨工況下，打開后蓋，水直接滴入行李箱內造成行李箱進水的問題。

本文利用故障樹分析法，排除了造成尾燈積水問題的各類潛在因素，并通過故障樹確定故障原因，以此提出了針對性的改進措施，通過后續(xù)的水管理試驗，驗證了措施的有效性。

2 故障現(xiàn)象

某A+級入門轎跑車型在投入水管理試驗后，在高壓水槍洗車工況下發(fā)現(xiàn)每次打開后蓋，水流從尾燈兩側滴入后蓋的現(xiàn)象。隨后，在下雨跑車工況下（雨量中到大），打開尾蓋依舊出現(xiàn)同樣情況。工程師多次復現(xiàn)測試后發(fā)現(xiàn)相同工況下，積水概率達到100%。該故障直接導致客戶在雨天及洗車后，打開行李箱即會打濕行李箱地毯及物品，車型如若投放市場，有極大可能引起客戶抱怨。

3 故障原因定位

3.1 故障樹分析法

故障樹分析法（Fault Tree Analysis，簡稱FTA）是1961年由美國貝爾實驗室的華生（H.A.Watson）和漢塞爾（D.F.Haasl）首先提出，并應用于“民兵”導彈發(fā)射系統(tǒng)的質量控制[1]。

它是一種圖形演繹分析方法，它是對系統(tǒng)故障采用由果到因、從整體到局部、按樹枝狀逐漸細化的方法[2]。

3.2 故障樹建立

影響貫穿式尾燈兩側積水滴入行李箱的主要因素有零件造型、零件質量缺陷、安裝工藝、排水設計、排水口堵塞等。通過其與該問題的相關性分析，建立故障樹如圖2所示。

3.3 故障樹分析

3.3.1 零件質量問題分析

通過故障樹分析，尾燈積水可能與零件質量存在一定相關。因此，故障尾燈需送回檢具檢測，是否存在表面缺陷，導致排水路徑變形。經(jīng)檢測，質量符合設計要求。另外，抽檢各批次車輛洗車結果，發(fā)現(xiàn)均存在該問題，可排除單一的零件質量缺陷。

3.3.2 安裝工藝分析

通過故障樹分析，安裝工藝控制，也對零件排水有影響。例如，安裝扭距過小，可能導致在道路試驗過程中，尾燈傾斜，由于尾燈成弧形設計，可能在最低點造成積水無法排除，最終在開蓋時有一定程度漏水。為此，抽檢各批次若干車輛檢測燈具安裝位置及扭矩。發(fā)現(xiàn)合格率98%以上。且在合格安裝的車輛上進行沖水試驗，結果依舊產(chǎn)生積水滴入行李箱現(xiàn)象。故排除安裝工藝缺陷。

3.3.3 排水口堵塞分析

通過故障樹分析，灰塵樹葉堆積造成的排水口堵塞也會造成積水，最終在開蓋的動態(tài)過程中，積水從兩側溢出。然而，將新車與道路試驗一定里程的舊車進行洗車結果對比，發(fā)現(xiàn)水量沒有明顯變化，可排除堵塞原因。

3.3.4 零件設計分析

分析市面上幾款車型的貫穿式尾燈的排水設計，進入尾燈與后蓋鈑金縫隙的水，均可從尾燈下方縫隙順利排出，排水路徑如下截面圖3所示。

通過故障樹分析，零件設計主要從兩方面考慮，即尾燈造型和排水設計。

隨后，將發(fā)生積水問題的車型的尾燈與其他車型進行對比，發(fā)現(xiàn)對應的問題車型，是掀背尾蓋，在貫穿尾燈處預留鈑金凹槽在X方向上明顯深于其他車型。導致在開蓋瞬間，水流無法排除，積聚在尾燈下端最低點，最終造成開蓋時，無法從下端順利排出的積水從尾燈兩側飾板邊沿流出，最終滴入行李箱內。

另外，在尾燈上傾角，預留的斜度為3°，造成排水路徑不暢，意味著水流無法順利且迅速向下排出。開蓋瞬間會造成相對于其他車型較大的積水。尾燈截面如下圖4所示。

因此，分析可得，尾燈造型在X向的設計及排水路徑角度設計上的缺陷，造成了該車型在洗車及下雨天，打開后蓋，積水從尾燈兩側滴入行李箱內。

4 措施定義

根據(jù)故障樹所得出的問題原因，可定義多條措施，并從中刪選出3條可行性較高方案。

4.1 加大上傾角

修改尾燈總成模具，增大上傾角至10°，修改排水路徑以保證水流順暢流入及流出。如圖四中所示。

優(yōu)點：水流不暢問題得以解決。

缺點：仍不可避免在開蓋瞬間的小部分積水。且燈具總成修模更改周期長，研發(fā)進度拖延影響較大。

4.2 增加泡棉

從進水源頭看，最終水流從尾燈兩側飾板最低點漏出，故考慮在最低點附近與鈑金之間增加泡棉，堵住排水源頭，將積水暫時封存，至關蓋后從正常燈具下邊沿流出。如下圖5所示。

優(yōu)點：成本低、周期短

缺點：泡棉在一定程度上有老化變形風險，在一定時間使用后，仍可能再次發(fā)生漏水風險。該方案在耐久道路試驗中進行驗證，結果在跑車中后期依舊產(chǎn)生積水滴落。

4.3 更改尾燈飾板造型

觀察具體漏水點發(fā)現(xiàn)，水流最終通過尾燈兩側飾板尖角最低點垂直滴入下方行李箱。如果更改尖角形狀，將水流引入行李箱外，可避免客戶抱怨。方案如圖五所示。

優(yōu)點：只需更改兩側飾板，周期短、成本低、效果明顯。

缺點：涉及尾蓋打開時直觀的尾燈造型，需綜合考慮。

該處尾燈飾板，不僅涉及造型問題，還涉及尾燈與鈑金孔之間的配合問題，具體應該裁剪成何種形式，也需要反復斟酌。目前主推的方案如圖七所示，倒圓角和斜切。

通過DMU建模分析，如采用斜切尖角的方案，鈑金孔在此處無法完全遮擋，極易造成用戶在美觀性上的抱怨。如采用倒圓角方案，R17圓角可將鈑金孔幾乎完全覆蓋。

進一步通過樣件進行實車驗證，兩種方案均發(fā)現(xiàn)水滴可從最低點滴落至后蓋密封條外側，通過后蓋排水路徑排出，未滴入車內。驗證兩方案均有效。

4.4 四種方案對比

從成本、周期、有效性、美觀性四方面，綜合考慮三種方案（1.加大上傾角;2.增加泡棉;3.更改尾燈飾板（斜切）;4.更改尾燈飾板（圓角）），對比結果如下表1。

綜合以上對比可知：第4種方案，更改尾燈飾板造型，倒R17圓角，能在最短周期內，花費較低成本，在兼顧美觀性的同時，達到較好的排水效果。

5 結語

在完成本文分析和實施優(yōu)化措施后，水管理相關試驗中，尾燈積水從兩側飾板滴入行李箱的問題得到極大改善。在水管理試驗中，故障發(fā)現(xiàn)到原因分析到措施定義，最終措施驗證，本文為水管理試驗提供了經(jīng)典案例。水管理試驗在車型研發(fā)過程中的全面推進，將有效狙擊潛在的漏水及水性能相關的客戶抱怨。

參考文獻：

[1]許榮，車建國，楊作賓，等，故障樹分析法及其在系統(tǒng)可靠性分析中的應用[J].指揮控制與仿真，2010.