某汽车副仪表板异响原因分析

江涛涛 黄哲 邓梦蝶

上汽通用五菱汽车股份有限公司 广西柳州市 545027

1 引言

异 响 是 影 响 汽 车 NVH（Noise、Vibration、Harshness）性能的重要因素，而汽车的副仪表板承载了汽车线路、空调风道、换挡器等零部件，并且由于副仪表板位于汽车前排座椅旁侧，在汽车使用的过程中容易和驾乘人员产生摩擦、接触等，因此，副仪表板的异响问题很容易引起用户的投诉和抱怨，是汽车设计和制造过程中必须要处理的问题。

2 异响产生机理及原因

异响产生的机理主要有：（1）振动异响，即由于饰板或结构振动或共振而发出的嗡嗡声；（2）摩擦异响，即由于两个或两个以上部件表面接触滑动、摩擦产生的尖锐的吱吱声；（3）敲击异响，即由于相邻零部件之间碰撞而产生的咔嗒声。

汽车内饰塑料件产生异响的主要原因有：零件不符合设计尺寸、零部件结构设计不合理、零部件本体材料强度不足、零部件装配问题等。汽车副仪表板组件是一个体积相对较大的塑料壳体，且小组件数量较多，这类组件需要有合理的背面加强结构设计且需要有合适的钣金支撑，否则很容易受到挤压变形从而产生摩擦异响或敲击异响。

3 某车型副仪表板异响故障现象

在汽车的制造过程中，解决汽车零部件系统异响的问题尤其重要，根据某公司在新车型测试中发现的副仪表板异响的实际问题：副仪表板主驾驶位置易受到驾驶员腿部挤压，在受到挤压时副仪表板发生异响，严重影响用户的驾乘体验。本文以该公司造车过程中的实际故障情况为研究对象，进行分析并指导下一步汽车生产工作改进。

根据现场检查，该汽车副仪表板异响的表现为：当驾驶员坐在主驾驶位置时，右腿易挤压到副仪表板本体，在此过程中副仪表板本体产生形变，伴有“吱吱”的异响声，如图1所示，严重影响驾驶员及乘客体验。

图1 某汽车副仪表板挤压异响现场

随即对该公司2021年现有6个车型副仪表板相同使用情况的异响状态进行抽样查看，统计情况如图2所示，经检测，本异响问题只存在于该单一车型，不合格率达到100%。

图2 某汽车不同型号汽车副仪表板质检不合格率

4 要因分析及确认

4.1 产生异响原因分析

查阅相关文献并通过故障分析，初步判断副仪表板发生异响的原因可能有以下几点：

（1）员工未按SOS操作；

（2）零部件本体材料强度不足；

（3）零件加强结构不合理；

（4）零件不符合设计尺寸；

（5）组件内部缺少钣金支撑；

（6）换挡面板与装饰板直接进行面与面接触。

4.2 要因确认

针对副仪表板产生异响的6点可能原因，依次确定检查方法以及检查标准，如表1所示。

表1 要因分析确认方法及标准

本文对该公司的三个班次员工操作进行现场抽查（每班随机抽查3次，每次5辆），现场未发现有员工不按要求操作的现象，操作均符合SOS标准化操作要求，因此，可以确定员工未按SOS操作为非要因。

图3 原材料生产检查

抽查物料原材料使用情况，每天随机抽查，结果记录如下表：原材料与其他车型副仪表板原材料一致，因此，可以确定零部件本体材料强度不足为非要因。

检查对比数模与零件，是否有相应的支撑加强，并评估次结构是否起到足够的支撑作用。

表2 原材料生产检查结果

图4 零件设计分析图

经过计算分析，该款汽车在副仪表板在设计时，已经考虑到此类强度问题，通过副仪表板储物盒的分件设计，使整个副仪表板中间部分得到支撑，避免受力塌陷，副仪表板本体则通过翻边与筋条的设计，实现了对手件安装与自身加强。因此，可以确定（3）零件设计时没有加强结构并不是副仪表板产生异响的主要因素。

通过对副仪表板装饰圈实际测量，对比其是否和数模上尺寸一致，测量方式如图5所示。通过对零件连续4天的测量，得到测量结果如表3所示。

图5 副仪表板装饰圈尺寸测量

表3 副仪表板尺寸测量

通过表3的测量结果可知，副仪表板装饰圈实际尺寸满足设计要求，零件在公差范围内，因此，副仪表板装饰圈尺寸为非要因。

为验证是否存在组件内部缺少钣金支撑导致副仪表板产生异响的问题，本文通过装配数模，评估副仪表板在受到外界挤压变形后，内部的钣金是否能起到支撑的作用，防止零件变形后内部摩擦产生异响。

图6

对组件内部是否缺少钣金支撑进行检查。通过仿真分析和实际测量，可以发现副仪表板组件内部钣金只提供了安装点，并没有对受挤压部位产生支撑作用。副仪表板受挤压形变，导致内部零件摩擦产生异响，因此，可以确定（5）组件内部缺少钣金支撑是引起副仪表板异响的主要因素。

通过模拟故障状态，观察在收到外力挤压时，副仪表板装饰圈的形变会令限位筋失效，造成换挡面板与装饰板本体直接接触，如下图所示：

图7 对本体与装饰板直接接触进行检查

课题组对零件进行连续4天随机抽查5件，检验结果如表4所示所示：

通过表4的抽查结果记录可以看出，在受到外力挤压时副仪表板装饰板会与换挡面板接触摩擦，产生异响。因此，可以确定副仪表板本体与装饰板直接接触是产生异响的主要因素。

表4 本体与装饰板测量结果

通过末端因素的逐一确认，可以得到造成副仪表板挤压异响的要因如表5所示。

根据表5确定的要因可以确定造成副仪表板挤压异响的根本原因是副仪表板装饰板在受到外力挤压后产生较大的弹性形变，在行驶中与换挡面板边缘接触，二者相互摩擦，产生挤压异响。为解决此问题，下一步可以从内部支撑防止变形和消除变形产生的摩擦两方面着手。

表5 造成副仪表板挤压异响的要因

5 结语

本文针对某汽车副仪表板在受到挤压时发生异响的问题，分析了异响产生的可能因素：零部件本体材料强度不足、零件设计时没有加强结构、零件不符合设计尺寸、组件内部缺少钣金支撑、换挡面板与装饰板直接进行面与面接触等，通过现场勘测检查、仿真分析等方式，最终锁定了造成副仪表板挤压异响的根本原因，进而有针对性地制定解决措施。本次异响原因分析对该公司后续项目的副仪表板设计改进具有一定的指导意义，同时对其他汽车解决内饰塑料件异响的问题提供了一定的参考价值。