某汽車副儀表板異響原因分析

江濤濤 黃哲 鄧夢(mèng)蝶

上汽通用五菱汽車股份有限公司 廣西柳州市 545027

1 引言

異 響 是 影 響 汽 車 NVH（Noise、Vibration、Harshness）性能的重要因素，而汽車的副儀表板承載了汽車線路、空調(diào)風(fēng)道、換擋器等零部件，并且由于副儀表板位于汽車前排座椅旁側(cè)，在汽車使用的過(guò)程中容易和駕乘人員產(chǎn)生摩擦、接觸等，因此，副儀表板的異響問(wèn)題很容易引起用戶的投訴和抱怨，是汽車設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中必須要處理的問(wèn)題。

2 異響產(chǎn)生機(jī)理及原因

異響產(chǎn)生的機(jī)理主要有：（1）振動(dòng)異響，即由于飾板或結(jié)構(gòu)振動(dòng)或共振而發(fā)出的嗡嗡聲；（2）摩擦異響，即由于兩個(gè)或兩個(gè)以上部件表面接觸滑動(dòng)、摩擦產(chǎn)生的尖銳的吱吱聲；（3）敲擊異響，即由于相鄰零部件之間碰撞而產(chǎn)生的咔嗒聲。

汽車內(nèi)飾塑料件產(chǎn)生異響的主要原因有：零件不符合設(shè)計(jì)尺寸、零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、零部件本體材料強(qiáng)度不足、零部件裝配問(wèn)題等。汽車副儀表板組件是一個(gè)體積相對(duì)較大的塑料殼體，且小組件數(shù)量較多，這類組件需要有合理的背面加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)且需要有合適的鈑金支撐，否則很容易受到擠壓變形從而產(chǎn)生摩擦異響或敲擊異響。

3 某車型副儀表板異響故障現(xiàn)象

在汽車的制造過(guò)程中，解決汽車零部件系統(tǒng)異響的問(wèn)題尤其重要，根據(jù)某公司在新車型測(cè)試中發(fā)現(xiàn)的副儀表板異響的實(shí)際問(wèn)題：副儀表板主駕駛位置易受到駕駛員腿部擠壓，在受到擠壓時(shí)副儀表板發(fā)生異響，嚴(yán)重影響用戶的駕乘體驗(yàn)。本文以該公司造車過(guò)程中的實(shí)際故障情況為研究對(duì)象，進(jìn)行分析并指導(dǎo)下一步汽車生產(chǎn)工作改進(jìn)。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢查，該汽車副儀表板異響的表現(xiàn)為：當(dāng)駕駛員坐在主駕駛位置時(shí)，右腿易擠壓到副儀表板本體，在此過(guò)程中副儀表板本體產(chǎn)生形變，伴有“吱吱”的異響聲，如圖1所示，嚴(yán)重影響駕駛員及乘客體驗(yàn)。

圖1 某汽車副儀表板擠壓異響現(xiàn)場(chǎng)

隨即對(duì)該公司2021年現(xiàn)有6個(gè)車型副儀表板相同使用情況的異響狀態(tài)進(jìn)行抽樣查看，統(tǒng)計(jì)情況如圖2所示，經(jīng)檢測(cè)，本異響問(wèn)題只存在于該單一車型，不合格率達(dá)到100%。

圖2 某汽車不同型號(hào)汽車副儀表板質(zhì)檢不合格率

4 要因分析及確認(rèn)

4.1 產(chǎn)生異響原因分析

查閱相關(guān)文獻(xiàn)并通過(guò)故障分析，初步判斷副儀表板發(fā)生異響的原因可能有以下幾點(diǎn)：

（1）員工未按SOS操作；

（2）零部件本體材料強(qiáng)度不足；

（3）零件加強(qiáng)結(jié)構(gòu)不合理；

（4）零件不符合設(shè)計(jì)尺寸；

（5）組件內(nèi)部缺少鈑金支撐；

（6）換擋面板與裝飾板直接進(jìn)行面與面接觸。

4.2 要因確認(rèn)

針對(duì)副儀表板產(chǎn)生異響的6點(diǎn)可能原因，依次確定檢查方法以及檢查標(biāo)準(zhǔn)，如表1所示。

表1 要因分析確認(rèn)方法及標(biāo)準(zhǔn)

本文對(duì)該公司的三個(gè)班次員工操作進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)抽查（每班隨機(jī)抽查3次，每次5輛），現(xiàn)場(chǎng)未發(fā)現(xiàn)有員工不按要求操作的現(xiàn)象，操作均符合SOS標(biāo)準(zhǔn)化操作要求，因此，可以確定員工未按SOS操作為非要因。

圖3 原材料生產(chǎn)檢查

抽查物料原材料使用情況，每天隨機(jī)抽查，結(jié)果記錄如下表：原材料與其他車型副儀表板原材料一致，因此，可以確定零部件本體材料強(qiáng)度不足為非要因。

檢查對(duì)比數(shù)模與零件，是否有相應(yīng)的支撐加強(qiáng)，并評(píng)估次結(jié)構(gòu)是否起到足夠的支撐作用。

表2 原材料生產(chǎn)檢查結(jié)果

圖4 零件設(shè)計(jì)分析圖

經(jīng)過(guò)計(jì)算分析，該款汽車在副儀表板在設(shè)計(jì)時(shí)，已經(jīng)考慮到此類強(qiáng)度問(wèn)題，通過(guò)副儀表板儲(chǔ)物盒的分件設(shè)計(jì)，使整個(gè)副儀表板中間部分得到支撐，避免受力塌陷，副儀表板本體則通過(guò)翻邊與筋條的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)手件安裝與自身加強(qiáng)。因此，可以確定（3）零件設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有加強(qiáng)結(jié)構(gòu)并不是副儀表板產(chǎn)生異響的主要因素。

通過(guò)對(duì)副儀表板裝飾圈實(shí)際測(cè)量，對(duì)比其是否和數(shù)模上尺寸一致，測(cè)量方式如圖5所示。通過(guò)對(duì)零件連續(xù)4天的測(cè)量，得到測(cè)量結(jié)果如表3所示。

圖5 副儀表板裝飾圈尺寸測(cè)量

表3 副儀表板尺寸測(cè)量

通過(guò)表3的測(cè)量結(jié)果可知，副儀表板裝飾圈實(shí)際尺寸滿足設(shè)計(jì)要求，零件在公差范圍內(nèi)，因此，副儀表板裝飾圈尺寸為非要因。

為驗(yàn)證是否存在組件內(nèi)部缺少鈑金支撐導(dǎo)致副儀表板產(chǎn)生異響的問(wèn)題，本文通過(guò)裝配數(shù)模，評(píng)估副儀表板在受到外界擠壓變形后，內(nèi)部的鈑金是否能起到支撐的作用，防止零件變形后內(nèi)部摩擦產(chǎn)生異響。

圖6

對(duì)組件內(nèi)部是否缺少鈑金支撐進(jìn)行檢查。通過(guò)仿真分析和實(shí)際測(cè)量，可以發(fā)現(xiàn)副儀表板組件內(nèi)部鈑金只提供了安裝點(diǎn)，并沒(méi)有對(duì)受擠壓部位產(chǎn)生支撐作用。副儀表板受擠壓形變，導(dǎo)致內(nèi)部零件摩擦產(chǎn)生異響，因此，可以確定（5）組件內(nèi)部缺少鈑金支撐是引起副儀表板異響的主要因素。

通過(guò)模擬故障狀態(tài)，觀察在收到外力擠壓時(shí)，副儀表板裝飾圈的形變會(huì)令限位筋失效，造成換擋面板與裝飾板本體直接接觸，如下圖所示：

圖7 對(duì)本體與裝飾板直接接觸進(jìn)行檢查

課題組對(duì)零件進(jìn)行連續(xù)4天隨機(jī)抽查5件，檢驗(yàn)結(jié)果如表4所示所示：

通過(guò)表4的抽查結(jié)果記錄可以看出，在受到外力擠壓時(shí)副儀表板裝飾板會(huì)與換擋面板接觸摩擦，產(chǎn)生異響。因此，可以確定副儀表板本體與裝飾板直接接觸是產(chǎn)生異響的主要因素。

表4 本體與裝飾板測(cè)量結(jié)果

通過(guò)末端因素的逐一確認(rèn)，可以得到造成副儀表板擠壓異響的要因如表5所示。

根據(jù)表5確定的要因可以確定造成副儀表板擠壓異響的根本原因是副儀表板裝飾板在受到外力擠壓后產(chǎn)生較大的彈性形變，在行駛中與換擋面板邊緣接觸，二者相互摩擦，產(chǎn)生擠壓異響。為解決此問(wèn)題，下一步可以從內(nèi)部支撐防止變形和消除變形產(chǎn)生的摩擦兩方面著手。

表5 造成副儀表板擠壓異響的要因

5 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)某汽車副儀表板在受到擠壓時(shí)發(fā)生異響的問(wèn)題，分析了異響產(chǎn)生的可能因素：零部件本體材料強(qiáng)度不足、零件設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有加強(qiáng)結(jié)構(gòu)、零件不符合設(shè)計(jì)尺寸、組件內(nèi)部缺少鈑金支撐、換擋面板與裝飾板直接進(jìn)行面與面接觸等，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)檢查、仿真分析等方式，最終鎖定了造成副儀表板擠壓異響的根本原因，進(jìn)而有針對(duì)性地制定解決措施。本次異響原因分析對(duì)該公司后續(xù)項(xiàng)目的副儀表板設(shè)計(jì)改進(jìn)具有一定的指導(dǎo)意義，同時(shí)對(duì)其他汽車解決內(nèi)飾塑料件異響的問(wèn)題提供了一定的參考價(jià)值。