某轻型客车空滤器壳体刚度优化

窦海燕

（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽 合肥 230601）

某轻型客车空滤器壳体刚度优化

窦海燕

（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽 合肥 230601）

∶文章主要针对某轻型客车空滤器壳体变形故障，从零部件结构，到装配工艺，以及相关的配合分析，得出导致故障的主要因素，并进行整改验证，并为后期解决类似问题提供技术参考。

∶空滤器；刚度；优化

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.09.088

CLC NO.: U469.1Document Code: AArticle ID: 1671-7988 (2016)09-256-03

1、问题来源

进气系统主要的功用是尽可能多的和尽可能均匀的向发动机各个汽缸提供可燃混合气体或纯净的空气。空滤器是进气系统必不可少的元件，空滤器的主要功用是滤除空气中的杂质或灰尘，让洁净的空气进入汽缸。

空滤器按照过滤方式可分为惯性式、过滤式和油浴式3种：

①惯性式：由于杂质的密度较空气的密度大，当杂质随空气旋转或急转弯时，离心惯性力的作用能使杂。质从气流中分离出来。

②过滤式：引导空气流过金属滤网或滤纸等，将杂质阻挡并粘附在滤芯上。

③油浴式（湿式）：在空气滤清器底部设有机油盘，利用气流急转冲击机油，将杂质分离并粘滞在机油中，而被激荡起的机油雾滴随气流流经滤芯，并粘附在滤芯上。空气流过滤芯时能进一步吸附杂质，从而达到滤清的目的。

某轻型客车市场反馈过滤式空滤器壳体变形故障，引起顾客抱怨。针对此问题分析，通过改进空滤器壳体结构，从而提高空滤器壳体刚度。

2、原因分析

FTA：

图1

故障调查分析：

针对故障件空滤器下壳体变形较为严重， 做如下检查：

①存车检查：对库存新车进行检查，发现空滤器下壳体，均有不同的变形，间隙尺寸不一致。

图2

②库存件检查：对未装配到整车上的新入库空滤器进行检查，发现空滤器下壳体，均有不同的变形，间隙尺寸不一致。

经过排查，项目组通过进气原理分析，运用头脑风暴法，从进气分组角度初步判断问题的原因如下：空滤器下壳体强度不足，是导致空滤器变形的主要原因。

3、对策制定及方案验证

3.1优化方案确定

1）临时措施：加强零部件入场检验，壳体尺寸不合格件退回厂家。

2）市场服务方案：对于市场上已反馈故障车辆，用检验合格备件进行更换处理。

3）项目组联合厂家技术人员，依据周期和模具变动最小原则，制定永久措施如下：

表1

鉴于市场反馈空滤器变形问题主要为某国际市场长轴车型，此长轴车型完成验证，再进行其他车型验证切换。

3.2措施验证：针对空滤器变形问题在不改变整体结构的前提下进行数模优化，将数模增加加强筋等结构以加强壳体的刚度，减小变形量。

动刚度分析，位置在垂直于下壳壁面方向上的动刚度，这里的动刚度定义如下：

其中：K=F/D

F——动态载荷，

D——动态位移响应，

K——动态刚度，并不依赖于F和D，与F和D无关，K是系统的一个固有特性。由于滤清器是有塑料件构成，塑料件的阻尼比较大，这里取模态阻尼比为15%。

更改前后的数模进行分析如下：

表2

实物模态如下：

表3

空滤器下壳体优化后，模态增加，能有效防止空滤器下壳体变形。

实物检查：对未装配到整车上的新状态空滤器进行检查，检查合格。

3.3固化措施

1）图纸修改；2）技术文件修改；3）生产线试装；4）生产线切换；5）FEMA完善。

3.4市场验证

目标：市场空滤器变形问题故障反馈为0。

达成情况：切换至今市场无空滤器变形问题反馈，市场客户对改进效果表示满意，充分验证了优化方案的有效性。

其他车型空滤器也已进行同步分析、更改、切换；在研产品也进行了同步应用。

4、结论

通过对某轻型客车空滤器壳体变形问题的调查研究，从零部件结构，到装配工艺，以及相关的配合分析，成功的找到了问题的根源所在，并针对性的提出了有效的优化方案，从设计源头解决故障，积累了解决进气系统故障的经验，后期加大零部件台架验证及零件性能要求。对变形机理了解和分析，同时对进气系统的工作原理进行学习，积极解决问题，消除抱怨，为进一步开发高质量、高品质的产品打下坚实的基础。

[1] 曹培元.车用空气滤清器总成性能分析与优化[J].车用发动机, 2012.

[2] 徐灏.机械设计手册第三卷[M].北京:机械工业出版社,1991.

[3] 李伟.模态分析在轻型载荷车变形设计中的应用[J].噪声与振动控制,2009.

[4] 张胜兰.基于HYPERWORKS的结构优化设计技术[M].北京:机械工业出版社,2007.

Shell Stiffness Improvement of Air Filter on Light Bus

Dou Haiyan
（Anhui Jianghuai Automobile Co., Ltd, Anhui Hefei 230601）

This article minly aims the shell of a ight-duty bus air filter l deformationed,from the structure of the parts,to assembly process,,as well as relevant analysis,indicates that the min factors lead to failure,and verified the rectification, and provide technical reference for later to solve similar problems.

Air Filter; Stiffness; Improvement

∶U469.1

∶A

∶1671-7988 (2016)09-256-03

窦海燕（1980—），女，动力匹配专家，就职于安徽江淮汽车股份有限公司，从事进排气分组设计。