浅谈汽车异响问题的改进

苏军 骆华泰

【摘 要】文章阐述了某汽车底盘异响问题，分析了汽车底盘异响问题的原因，提出了解决汽车异响问题的措施。实践证明，该措施有助于改进汽车异响问题，提高汽车感知质量。

【关键词】异响;过程控制;技术改进

【中图分类号】U472 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2019）03-0127-03

1 汽车底盘异响问题介绍

本文以某汽车底盘出现异响问题作为案例，经过试验分析逐步找出导致问题发生的根本原因，并根据原因制定有效的解决方法，从而为解决问题提供思路。该车型在做路试试验时发现，过颠簸路时底盘出现异响，经过查找发现异响点及位置如图1所示。

2 汽车底盘异响问题原因分析

问题发生后，公司成立了专项解决问题小组，小组成员集思广益，利用因果图对该车型过坏路异响故障频次的主要问题进行了分析，得出5个影响异响的末端因素：{1}扭力扳手设定值不正确。{2}员工用冲击力打扭矩。{3}上臂支架开口过大。{4}车辆过坏路检测时车速过快。{5}坏路（扭曲路）地坑过深。

通过逐一调查分析末端因素。

（1）扭力扳手设定值不正确调查：到供应商处跟踪扭力扳手的情况，发现扭力扳手上的设定值是正确的。工艺值要求范围为70～90 N·m，设定值取中值为80 N·m，拿两把正在使用的扭力扳手上检测台进行检测（如图2所示），扭矩分别为81.16 N·m和80.75 N·m，均在偏差范围内。由此得知，扭力扳手设定值不是问题产生的原因。

结论：扭力扳手设定值正确，且上检测台检测出来的扭力值也是正确的，不是问题产生的主要原因。

（2）员工用冲击力打扭矩调查：在供应商处跟踪员工打扭力情况，现场跟踪1 h发现，员工打扭力动作较规范，并正确使用了呆扳手固定螺栓头部，没有明显的用冲击力打扭矩的情况，现场抽检了几件后桥，结果显示扭矩也是控制在工艺值范围内的。

结论：员工打扭力动作比较规范，没有用冲击力打扭矩，且抽检结果合格。员工用冲击力打扭矩不是问题产生的原因。

（3）上臂支架开口过大调查：通过对故障车的分析跟踪，发现异响问题都是从左侧传过来的，通过检测故障车后桥左右上、下臂前后各连接点螺栓的扭矩发现，只有左侧上臂后端的扭矩出现了明显的衰减。按工艺要求扭矩范围为70～90 N·m，供应商按中值80 N·m打的扭矩，但实测只有46 N·m，施加扭矩到80 N·m，再重新过坏路检测，车辆异响问题消失，证明异响正是由于上臂后端紧固处的问题造成的。为了进一步调查问题的具体原因，小组成员对另一台故障车做了分析，该车也是过坏路时左侧后桥处传来的异响，经检测各上、下臂前后各连接点螺栓的扭矩发现，也是左侧上臂后端明显比原来的小，只有44 N·m，衰减严重。工作人员没有直接增加扭矩到工艺要求，而是将上臂后端拆下来，发现上臂后端支架并没有异常，测量了该支架两钣金之间的间距，实测为56.65 mm，而右侧没有异响的上臂后端支架间隙，经实测为55.65 mm，相差1 mm，基本上可以确定上臂后端螺栓扭力衰减及上臂异响是由于该处差异引起的。在设计上，后桥上臂后端支架的间隙要求为55 mm+0.2 mm/+0.7 mm，即55.2～55.7 mm，那么故障件的56.65 mm就比要求的上限大了0.95 mm，而上臂衬套宽度要求为55 mm±0.2 mm，实测为54.95 mm，衬套尺寸没有超差，意味着需要先将上臂支架的钣金先向内压将近1 mm，才可像设计要求那样开始收紧和夹紧上臂衬套。上臂后端支架的钣金厚度为2.5 mm，根据核算，克服1 mm间隙需要正向压力3 233 N，根据设计工况，上臂夹紧力必须达到11 520 N才可保证夹紧可靠（见表1）。

克服1 mm间隙并保证上臂夹紧需要的总压力为3 233+11 520=14 753 N，通过设计换算，施加在紧固件上的扭力要达到85～105 N·m才可保证夹紧。因此，在现有70～90 N·m的扭矩下和在車辆极限工况时，可能出现上臂后端无法被可靠夹紧固定的情况。上臂支架螺栓孔的直径为12.5 mm-0.25 mm/+0.05 mm，即12.25～12.55 mm;螺栓直径为12 mm-0.27 mm/-0 mm，即11.73～12.00 mm;上臂衬套孔直径为12.2 mm±0.1 mm，即12.1～12.3 mm。经计算，上臂支架孔与螺栓的最大间隙为12.55-11.73=0.82 mm，上臂后端衬套孔与螺栓的最大间隙为12.3-11.73=0.57 mm，若支架对上臂衬套不能有效夹紧，则上臂后端与支架的最大相对窜动量为0.82+0.57=1.39 mm。实测一台故障车上臂支架孔直径为12.40 mm，螺栓直径为11.80 mm，上臂后端衬套直径为12.25 mm，该车的上臂后端与支架的最大相对窜动量为（12.40-11.80）+（12.25-11.80）=1.05 mm。对供应商处已经焊上桥壳的上臂支架间隙抽检了10件发现，左侧支架的间隙超差明显，基本都超出了上限，而右边支架的间隙基本上都偏上差，只有2件稍微超差。通过跟踪从供应商处专门送来的10件后桥上臂后端螺栓扭力的情况，过完坏路后，左侧上臂后端扭力衰减明显，而右侧没那么明显。经分析可知，原来施加的扭矩主要用来克服上臂支架与上臂衬套中间的间隙及夹紧上臂衬套，由于夹紧力不足，上臂衬套相对支架出现窜动，以及钣金弹性应力的释放，造成螺栓对支架外侧钣金夹紧力下降，表现为螺栓扭力的下降，这和之前跟踪分析的结果是一致的。

结论：上臂支架开口过大，造成对上臂后端衬套夹紧力不足，引起相对窜动的问题，并造成了螺栓扭力的衰减，是问题产生的主要原因。

（4）车辆过坏路检测时车速过快调查：车辆过坏路时车速过快，会加剧车辆的使用工况，可能会导致检测结果超出要求范围而得出错误结论。现场实验时都能按指示牌上要求的车速进行检测，未发现车速过快的现象。

结论：过坏路时比较规范，速度合适，不是问题产生的主要原因。

（5）坏路（扭曲路）地坑过深调查：按设计要求，坏路的扭曲路高是152.4 mm（6英寸），偏差是±10 mm，实测实验地地坑的深度为163 mm左右，处于偏上差的极限，但还在范围内未超差。

结论：检测线坏路（扭曲路）地坑深度符合要求，不是问题产生的主要原因。

综上所述，通过逐一调查分析得出导致该问题出现的因素是上臂后端支架开口尺寸超差。

3 汽车底盘异响问题解决措施

供应商控制支架开口间距，100%检查合格后才可送料并做标识。用通止规100%检查焊接后上臂支架开口尺寸（如图3所示），并修改控制计划，保证上臂支架焊接后不出现变形導致开口尺寸超差。汽车底盘异响问题解决措施见表2。

跟踪线旁后桥上臂后端螺栓扭力的情况，以及车辆过线后该处的扭力情况，扭力衰减的问题均得到了很好的控制，上臂异响的问题大为减少。通过加强过程控制及改进工艺，有效解决了该车型底盘异响问题。

4 汽车底盘异响问题的总结与展望

本文结合了工作中发现的问题作为案例，通过成立专项解决问题小组，运用头脑风暴，逐一分析与问题相关的要素，找出根本原因，根据原因制定有效的解决措施，为解决问题提供了思路及经验分享。为了巩固各项措施，使实施效果得到巩固，小组在跟踪各项措施实施的同时，也对措施实施后的情况进行了分析与讨论，确定措施实施后效果明显，但需要供应商及二级供应商常抓不懈，并组织质量管理人员不定期地进行抽检。通过本次问题解决活动的开展，既锻炼了职工队伍，也提高了人员素质，组员们在质量意识、问题解决的信心方面都有了很大的提高。

现今越来越多的客户关注汽车底盘异响问题，汽车底盘故障的诊断排除，不能仅凭前人累积的经验，更不能靠主观臆断，只有对故障现象进行多方面的、有针对性的综合分析，才能得出行之有效的处理方案。只要提高车身钣金及零件质量，提升零件与钣金的匹配度，就能从设计源头上杜绝底盘异响问题的发生。

参 考 文 献

[1]屠卫星.汽车底盘构造与维修[M].北京：人民交通出版社，2010.

[2]徐石安.汽车构造-底盘工程（清华大学汽车工程系列教材）[M].北京：清华大学出版社，2008.

[3]李清明.汽车底盘故障分析详解[M].北京：机械工业出版社，2010.

[责任编辑：陈泽琦]