鄭翊

（三一汽車制造有限公司 410000）

1 問題背景

汽車“異響”通常是指一種非正常的、不該存在的聲音響動，與聲音關聯(lián)的就是實體部件的非正常狀態(tài)，現(xiàn)代汽車結構復雜，各系統(tǒng)內部或之間的部件由于振動、松動、干涉等原因都可能導致整車異響[1]。某三廂車型偶然發(fā)現(xiàn)一個路試異響問題，路試時在工況路為釘阻路、減速帶30 km/h時發(fā)生嚴重的金屬碰撞聲，左右都有，碰撞聲右側更嚴重，為批量缺陷。此異響非常嚴重，且會造成油漆破損，售后風險非常高。本文針對這些疑問，進行了相應的分析計劃。

2 突發(fā)原因分析

異響問題首先必須確認聲音來源，區(qū)分是汽車停駛時發(fā)出聲響還是行駛時發(fā)出聲響[2]。在路試場地上，查看缺陷車過釘阻路段，發(fā)現(xiàn)行李艙蓋在Y向劇烈晃動，晃動中行李艙蓋碰到側框發(fā)出明顯的金屬碰撞聲，路試幾次后就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)破漆現(xiàn)象。經(jīng)過藍油實驗的進一步確認，確實發(fā)現(xiàn)行李艙蓋與側框有接觸，說明異響源就是行李艙蓋碰側圍。

本次抱怨檢測中心在郵件反饋中特別要求車間路試小組務必按照30 km/h釘阻路面及減速帶檢查所有車輛，攔下異響車。速度和路面條件是其中的兩個關鍵詞。針對此疑問，我們把過釘阻路的速度進行了調整，異響發(fā)生的程度和概率從大到小為30 km/h＞20 km/h＞40 km/h。在30 km/h下，行李艙蓋晃動量最大，異響最嚴重，且缺陷率大幅增加，而40 km/h下異響程度最輕，難以發(fā)現(xiàn)，缺陷率也最低。路試中對于釘阻路面的速度要求是不大于40 km/h，而通常的情況下，都是按照最大速度40 km/h的速度通過釘阻路面，說明行駛速度從40 km/h變化到30 km/h是導致本次缺陷發(fā)生的變化因素。

3 根本原因分析及解決措施

之前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，行李艙蓋路試異響的根本原因就是在路試特有的條件下，行李艙蓋晃動量過大從而跟側圍發(fā)生碰撞產生異響。，如圖1所示，行李艙蓋關閉狀態(tài)下對行李艙蓋施加固定力的因素及影響行李艙蓋晃動中影響Y向位置的因素，如行李艙蓋鉸鏈（1）、側圍Puffer和行李艙蓋Puffer的Y向間距（2），行李艙蓋Puffer的固定力（3）、行李艙蓋鎖咬合和鎖扣板的位置（4），行李箱密封條對行李艙蓋的作用力（5），行李艙蓋彈簧（6），并且已知行李艙蓋與側圍理論縫隙3.5 mm，側圍Puffer和行李艙蓋Puffer的Y向間距（2）的理論數(shù)值是1.4 mm。

將以上的因素大致分成兩類。行李艙蓋在關閉狀態(tài)下，行李艙蓋鉸鏈、行李艙蓋彈簧以及行李箱密封條、行李艙蓋Puffer、行李艙蓋鎖和鎖扣板的咬合，屬于主動去固定行李艙蓋的部分。而行李艙蓋在路試動態(tài)過程中，行李艙蓋與側框的設計縫隙3.5 mm，側圍Puffer和行李艙蓋Puffer的間距理論要求1.4 mm，都是被動防止行李艙蓋碰到側圍。固定行李艙蓋的力越大，行李艙蓋與側圍的縫隙越大，側圍Puffer和行李艙蓋puffer間縫隙越小，更有利于消除異響。所以針對此問題，還是從這兩方面去入手。

圖1 后蓋關閉狀態(tài)下對后蓋施加固定力的因素及影響后蓋晃動中影響Y向位置的因素

首先針對左右兩側差異，我們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場匹配數(shù)據(jù)上面左右有2個差異點：①側圍Puffer間距左側1.5～2.0 mm，右側2.5～3.0 mm，左右兩側差異在1.0 mm。② 前部行李艙蓋與側圍縫隙左右兩側相差1 mm，左側縫隙在3.6 mm，右側在2.6 mm，因此右側的匹配狀態(tài)對異響來說更不利。這兩點跟車身尺寸及行李艙蓋調整相關的，Puffer間距左右差異是因為就是右側總拼Puffer安裝孔到匹配面的落差不利0.4 mm，左側有利0.9 mm，行李艙蓋與側圍縫隙左右存在差異是因為行李艙蓋與側框右側平整度偏深導致。

但是左側被動部分合格，但是同樣出現(xiàn)異響，說明問題主要是發(fā)生在主動部分，即行李艙蓋固定力不足，Y向晃動量太大。在釘阻路上，整車會上下左右晃動，行李艙蓋也隨著上下左右晃動，要避免行李艙蓋碰到側圍，一方面是減小整車的晃動，即更好的路面情況，這個不在考慮范圍內；另一方面肯定是要加強行李艙蓋在Y向的受力來固定住行李艙蓋。從圖2可以看出，Y向的固定一方面靠行李艙蓋鉸鏈（如鉸鏈的結構強度、側圍部分和行李艙蓋部分鉸鏈連接處的Y向鉚接力、鉸鏈螺栓的扭矩，另一方面靠行李艙蓋在X和Z向受力后產生的Y向摩擦力（行李艙蓋與密封條之間、行李艙蓋Puffer和鎖橫梁蓋板之間、行李艙蓋彈簧和行李艙蓋）以及行李艙蓋鎖和鎖扣板的咬合程度。

針對上述的因素，首先通過查看鉸鏈、行李艙蓋鎖、鎖扣板的位置及現(xiàn)場鉸鏈螺栓的扭矩，都符合要求。其次，查看摩擦力，摩擦力的大小跟壓力、表面粗糙程度相關，表面特性圖紙上有明確的要求，一般來說也不會出問題。剩下的就是壓力。

參考靜態(tài)壓入力，三廂車機械彈簧行李艙蓋受力分析中有一個重要的指標是關閉速度。關閉速度增加，要將行李艙蓋關閉需要施加更大的力，行李艙蓋姿態(tài)就越固定，關閉速度應小于1.0 m/s。收集缺陷車的關閉速度及其他的力學監(jiān)控性能，關閉速度在0.5～0.6 m/s，均在范圍內。擰出行李艙蓋Puffer，增加關閉速度，異響消失，但行李艙蓋關閉變困難，開啟聲音變大，對于行李艙蓋舒適性有抱怨。實驗驗證，當增加關閉速度到0.7 m/s時，能夠有效解決異響問題，而且也能夠接受行李艙蓋舒適性。因此，確認關閉速度做到0.7 m/s做為問題的臨時措施。

臨時措施也存在其他問題，除了帶來的車間行李艙蓋調整難度增加，通過鎖扣板X向和Puffer調整，第一會犧牲行李艙蓋舒適性，第二隨著時間的推移，因為行李箱密封條和衣帽架Puffer材料特性。當行李艙蓋關閉一段時間后，行李箱密封條和衣帽架Puffer會發(fā)生一定量的衰減，用戶在使用一段時間后，仍然可能發(fā)生抱怨，所以還是要找到更好的解決辦法。

根據(jù)分析思路和數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)了另外2個不利的點。首先，Puffer本身厚度都偏小0.3～0.5 mm。其次，裝配時為了保證Puffer的密封性功能，現(xiàn)場使用榔頭敲擊，會導致Puffer進一步壓縮，且壓縮量不穩(wěn)定。但是，就算進一步改善裝配手法后，用手按進后用榔頭輕拍，經(jīng)過白光掃描對比，Puffer的間距也會有0.7 mm的差異，考慮到密封性的要求，這個壓縮量是難以避免的，所以才會出現(xiàn)左側車身在有利快1.0 mm的情況下，左側Puffer間距還是在中值偏上。

因此，我們制定了其他幾個長期措施，在公差內進行有利調整：①調整總拼行李艙蓋開檔，將行李艙蓋與側圍縫隙優(yōu)化至上偏差。②Puffer厚度優(yōu)化減小Puffer間距。③密封條壓縮負荷提高至上公差。④行李艙蓋鉸鏈的鉚接力增大至上公差。并且讓外購件提供了樣件進行換裝驗證，這些措施均能夠改善此問題，但是也同樣發(fā)現(xiàn)無法保證異響完全解決。

結合之前的信息，有幾點是需要去深入研究的。①同樣的路試條件下，新老改款的車型對比，缺陷車型的行李艙蓋晃動量相對太大。②各項因素基本都在公差范圍內的，為何異響和舒適性難以兼顧。③低速小跨度路試速度的變化會導致行李艙蓋晃動量變化很大，在前期的整車試驗如液壓振動或者壞路試驗中，是否有類似的試驗數(shù)據(jù)。④作為防止行李艙蓋與側圍接觸的Puffer，Puffer間距的理論數(shù)值1.4 mm是否有考慮到puffer裝配后不可避免的壓縮量。

針對這些疑問，借鑒同一平臺下另一車型的分析資料我們發(fā)現(xiàn)了解決方案的異同點，相同的是都通過了提高關閉速度、增大密封條壓縮負荷、調整行李艙蓋開檔、減小關閉間隙、增加鉸鏈鉚接力等現(xiàn)場措施，在公差內進行優(yōu)化。所不同的是，另一車型在設計源頭上也做出了優(yōu)化，主要有3點。①行李艙蓋鉸鏈與行李艙蓋每側的固定點數(shù)量由2個改為3個。②優(yōu)化Y向緩沖塊結構，增大兩者的接觸面積，Puffer間的理論間隙從1.4 mm優(yōu)化至0.5 mm。③優(yōu)化行李箱密封條的口型，密封條的膜厚從1.4～1.5 mm優(yōu)化至1.6～1.7 mm。此三個措施在行李艙蓋主動和被動方面都做了優(yōu)化，進一步防止問題的發(fā)生。

因此，借鑒分析資料，嘗試換裝新的行李艙蓋密封條進行實驗。如圖2所示，為缺陷車型、A參考車型、B參考車型密封條的特性，可以看到B參考車型的密封條壓縮負荷更大。

圖2 不同車型密封條特性對比

4 問題經(jīng)驗和總結

通過某三廂車型行李艙蓋異響問題的分析和解決，發(fā)現(xiàn)在路面振動激勵下發(fā)生車身扭轉振動和車身橫向振動，這種類型的車身噪聲，其噪聲能量主要集中于低頻區(qū)（5～300 Hz），給乘客強烈的不舒適感[3]。因此，針對此類噪音的分析解決有如下幾點經(jīng)驗。

不管是三廂車還是兩廂車，在行李艙蓋的受力模型中，所有需要考慮的要素都是類似的，如行李箱密封條、Puffer抽拔力、行李艙蓋彈簧(電動彈簧、機械彈簧)特性、關閉間隙、鎖扣板的調整等。行李艙蓋匹配相關的路試異響、舒適性、功能性問題，首先要確認問題源頭，特別是電器相關的原理，而不是被動的先去查監(jiān)控因素的各項資料。