黃金妹 姜彬彬 雷亞鵬

【摘 要】某乘用車在測(cè)試過程中發(fā)現(xiàn)造車階段存在以下設(shè)計(jì)問題：車子經(jīng)過繩索路時(shí)，B柱上飾板高調(diào)滑板、按鈕松動(dòng)異響。文章通過確認(rèn)該故障癥狀，進(jìn)行故障原因分析，設(shè)計(jì)并給出故障解決方案，最后排除故障，對(duì)高調(diào)結(jié)構(gòu)尺寸和配合關(guān)系等進(jìn)行了合理優(yōu)化。優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)方案經(jīng)S階段造車試驗(yàn)驗(yàn)證，滿足解決異響及高調(diào)阻滯卡死問題的要求。最后總結(jié)通用的繩索路行駛B柱上飾板發(fā)生異響問題和高調(diào)操作困難及高調(diào)滑板阻滯甚至卡死失效故障的解決方案。

【關(guān)鍵詞】B柱上飾板；高調(diào)滑板松動(dòng)異響；高調(diào)滑板卡滯；高調(diào)失效；優(yōu)化設(shè)計(jì)

【中圖分類號(hào)】U463.839.2 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2017）05-0064-05

0 引言

自改革開放以來，汽車制造業(yè)作為我國國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一得到迅猛發(fā)展，目前我國已成為世界上最大的汽車生產(chǎn)國。在汽車行業(yè)蓬勃發(fā)展的同時(shí)，人們的生活、經(jīng)濟(jì)水平有了很大的提高，對(duì)汽車的舒適性和安全性的要求也越來越高。這對(duì)汽車的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造提出了更高、更嚴(yán)格的要求。

根據(jù)相關(guān)法規(guī)要求，乘用車在行駛時(shí)，飾板設(shè)計(jì)應(yīng)滿足相應(yīng)安全性及舒適性要求。某乘用車在OTS造車階段的道路試驗(yàn)測(cè)試過程中，車子過繩索路時(shí)，B柱上飾板發(fā)生高調(diào)滑板、按鈕松動(dòng)異響（如圖1所示）。在針對(duì)該異響問題進(jìn)行相應(yīng)的結(jié)構(gòu)、參數(shù)調(diào)整分析后發(fā)現(xiàn)，B柱安全帶高調(diào)操作力大，操作不舒適。其中，B柱上飾板高調(diào)器滑板自身操作力約30 N，滑動(dòng)時(shí)有卡滯感，力度不均勻（如圖2所示）；部分車型出現(xiàn)安全帶高調(diào)失效問題，無法上下滑動(dòng)（如圖3所示）。本文針對(duì)某乘用車B柱上飾板高調(diào)結(jié)構(gòu)在造車過程中存在的設(shè)計(jì)問題，采用計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)闡述了汽車B柱上飾板高調(diào)結(jié)構(gòu)方案優(yōu)化與設(shè)計(jì)。

1 研究方法

1.1 原因分析

1.1.1 B柱上飾板高調(diào)按鈕、高調(diào)滑板松動(dòng)異響原因

根據(jù)建模軟件分析及實(shí)物對(duì)B柱上飾板數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析可知。

（1）造車前期設(shè)計(jì)階段為了減小按鈕滑動(dòng)阻力，將按鈕與滑板Y向間隙從0.3 mm改至1 mm，導(dǎo)致按鈕松動(dòng)異響（如圖4所示）。

（2）高調(diào)滑板滑動(dòng)至最底部位置時(shí)，底部Y向限位作用失效，導(dǎo)致高調(diào)滑板松動(dòng)異響（如圖5所示）。

1.1.2 高調(diào)操作力不均勻、高調(diào)操作力要求過大、高調(diào)滑板滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生阻滯甚至卡死失效問題原因

針對(duì)B柱上飾板高調(diào)滑板、按鈕松動(dòng)異響問題進(jìn)行相應(yīng)的結(jié)構(gòu)、參數(shù)調(diào)整后，存在高調(diào)操作力要求過大、操作力不均勻、高調(diào)滑板滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生阻滯甚至卡死失效的問題。根據(jù)建模軟件及實(shí)物對(duì)B柱上飾板數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析可知某乘用車高調(diào)滑板卡滯的原因如下。

（1）B柱上飾板背后加強(qiáng)筋與高調(diào)滑板限位筋在Y向限位干涉1.5 mm，X向限位干涉1.5 mm，造成操作力大（如圖6所示）；B柱上飾板和滑板變形，裝配后形狀不能貼合，造成卡滯力大；滑板材料為PP料，剛度和滑動(dòng)性差。

（2）高調(diào)滑板最下端限位進(jìn)滑軌時(shí)，操作力會(huì)突然變大，造成操作力度不均勻（如圖7所示）。

（3）經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)跟線造車及實(shí)車裝配后發(fā)現(xiàn)，B柱上飾板高調(diào)失效的主要原因是裝配不到位造成的，高調(diào)器按鈕與飾板干涉，拆下重裝后問題消失（如圖8所示）。

根據(jù)建模軟件及實(shí)物對(duì)B柱上飾板數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析可知，裝配不到位的原因有以下幾個(gè)方面。①裝配容差性小，當(dāng)按鈕上、下偏差時(shí)，會(huì)導(dǎo)致按鈕卡死，高調(diào)失效（如圖9所示）。②B柱上飾板與高調(diào)器配合的最小重疊量為5 mm，飾板中間沒有安裝點(diǎn)，零件裝車后中間容易鼓起變形，導(dǎo)致飾板與高調(diào)器重疊位置脫離（如圖10所示）。③B柱上飾板中間兩側(cè)面內(nèi)收變形2～3 mm，鈑金焊接錯(cuò)邊，膠條容差性小，導(dǎo)致飾板難卡進(jìn)膠條，裝車后飾板中間鼓起，飾板與高調(diào)器重疊位置脫離（如圖11所示）。

1.2 優(yōu)化方案

根據(jù)對(duì)所發(fā)現(xiàn)問題的原因進(jìn)行理論與實(shí)際綜合分析，最終確認(rèn)導(dǎo)致B柱上飾板高調(diào)滑板、按鈕松動(dòng)異響的要因，以及在針對(duì)B柱飾板高調(diào)滑板、按鈕松動(dòng)異響問題進(jìn)行相應(yīng)的結(jié)構(gòu)、參數(shù)調(diào)整后，存在的高調(diào)操作力要求過大、操作力不均勻、高調(diào)滑板滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生阻滯甚至卡死失效問題的要因，依據(jù)不同的要因，制定相應(yīng)的解決對(duì)策。

1.2.1 某乘用車高調(diào)按鈕松動(dòng)異響問題的解決方案

考慮到導(dǎo)致按鈕異響的原因是由于前期為了減小按鈕滑動(dòng)阻力，將按鈕與滑板Y向間隙從0.3 mm改至1 mm，高調(diào)按鈕與滑板之間的Y向間隙過大，按鈕松動(dòng)，在車子經(jīng)過不平路面如繩索路時(shí)，高調(diào)按鈕晃動(dòng)碰撞高調(diào)滑板，從而發(fā)出異響。為了在解決按鈕松動(dòng)異響問題的同時(shí)，又不使按鈕滑動(dòng)阻力過大，使得高調(diào)需要用較大的力才能按動(dòng)按鈕，調(diào)整困難。若在按鈕與滑板間增加一塊厚1 mm的無紡布（如圖12所示），鑒于無紡布的滑動(dòng)性要優(yōu)于PP料（飾板材料），同時(shí)無紡布是一種柔韌的材料，在按鈕與滑板發(fā)生碰撞時(shí)能起到一定的緩沖作用，進(jìn)而消除異響。實(shí)施措施后，S階段造車時(shí)未再出現(xiàn)B柱飾板高調(diào)按鈕松動(dòng)異響問題，此方案能滿足要求。

1.2.2 某乘用車高調(diào)滑板松動(dòng)異響問題的解決方案

考慮到修改量最小化，以及導(dǎo)致高調(diào)滑板松動(dòng)異響的原因是由于高調(diào)滑板滑動(dòng)至最底部位置時(shí)，底部Y向限位作用失效，高調(diào)滑板松動(dòng)。在車子經(jīng)過不平路面如繩索路時(shí)，高調(diào)滑板晃動(dòng)碰撞本體，從而發(fā)出異響。為了解決高調(diào)滑板底部Y向限位作用失效、松動(dòng)異響的問題，增加滑板與本體的限位點(diǎn)（如圖13所示），從而減小滑板在底部位置時(shí)的松動(dòng)量，達(dá)到消除高調(diào)滑板松動(dòng)異響的目的。措施實(shí)施后，在S階段造車時(shí)，未再出現(xiàn)B柱飾板異響問題。

1.2.3 某乘用車高調(diào)滑板卡滯問題的解決方案

由于高調(diào)滑板與B柱上飾板本體之間Y向限位干涉1.5 mm，X向限位干涉1.5 mm，造成高調(diào)操作力大；又因B柱上飾板和滑板變形，所以裝配后形狀不能貼合，造成卡滯力大；而且，滑板材料為PP料，剛度和滑動(dòng)性差，高調(diào)運(yùn)動(dòng)時(shí)滑動(dòng)摩擦力大。因此，把Y向限位由干涉1.5 mm改至緊貼配合，X向限位由干涉1.5 mm改至間隙為0.3 mm（如圖14所示），此舉能有效地解決因高調(diào)滑板與B柱上飾板本體之間的限位干涉而造成的操作力大的問題；與此同時(shí)，在設(shè)計(jì)B柱高調(diào)時(shí)，滑板與本體限位結(jié)構(gòu)采用緊貼配合設(shè)計(jì)，此措施能有效地解決因B柱上飾板和滑板變形，裝配后形狀不能貼合而造成的卡滯力大的問題。處理方案實(shí)施后，B柱安全帶高調(diào)操作力顯著減小，B柱上飾板高調(diào)器滑板自身操作力從約30 N降低至小于等于10 N，滿足感知操作要求，且滑動(dòng)時(shí)的卡滯感消失，力度變得均勻，操作舒適性增加，高調(diào)滑板卡滯問題關(guān)閉。

1.2.4 某乘用車高調(diào)操作力度不均勻問題的解決方案

高調(diào)滑板在最底部時(shí)，滑板最下端無限位結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致滑板最下端限位進(jìn)入滑軌時(shí)，操作力會(huì)突然變大，造成操作力度不均勻。因此，在B柱上飾板本體上設(shè)計(jì)一個(gè)防松動(dòng)的懸臂限位結(jié)構(gòu)，當(dāng)高調(diào)滑板滑動(dòng)到最底部位時(shí)起到限制作用（如圖15所示）。此方案實(shí)施后，由于滑板最下端無限位導(dǎo)致的最下端限位進(jìn)入滑軌時(shí)操作力突變的問題關(guān)閉。

1.2.5 某乘用車B柱上飾板高調(diào)失效問題的解決方案

（1）由于飾板按鈕與高調(diào)器按鈕之間的裝配容差性小，按鈕上、下偏差時(shí)，會(huì)導(dǎo)致按鈕卡死，高調(diào)失效。因此，在飾板上增加3 mm厚無紡布，確保飾板按鈕初始裝配位置高于高調(diào)器按鈕，利于裝配（如圖16所示）。此舉措實(shí)施后，由于裝配不到位而導(dǎo)致的按鈕卡死、高調(diào)失效的問題關(guān)閉。

（2）由于B柱上飾板與高調(diào)器配合的最小重疊量為5 mm，飾板中間沒有安裝點(diǎn)，零件裝車后中間容易鼓起變形，導(dǎo)致飾板與高調(diào)器重疊位置脫離。因此，把飾板與高調(diào)器的匹配重疊量增加1 mm，同時(shí)在飾板上增加裝配導(dǎo)向結(jié)構(gòu)（如圖17所示）：把B柱上飾板側(cè)面內(nèi)側(cè)壁厚減薄至1.2 mm，作為裝配導(dǎo)向（如圖18所示）。此舉措實(shí)施后，由于零件裝車后中間容易鼓起變形、飾板與高調(diào)器重疊位置脫離導(dǎo)致的高調(diào)器按鈕與飾板干涉、裝配不到位而產(chǎn)生B柱上飾板高調(diào)失效的問題關(guān)閉。

（3）由于B柱上飾板中間兩側(cè)面內(nèi)收變形2～3 mm，鈑金焊接錯(cuò)邊，且膠條容差性小，導(dǎo)致飾板難卡進(jìn)膠條，裝車后飾板中間鼓起，飾板與高調(diào)器重疊位置脫離。因此，為了改善B柱上飾板內(nèi)收變形，利用模流分析，考慮在模具開發(fā)時(shí)的設(shè)計(jì)預(yù)變形，對(duì)B柱上飾板增加定型工裝（每次定型8件，6 min，如圖19所示）；同時(shí)，鈑金控制焊接錯(cuò)邊，減小錯(cuò)邊位置翻邊寬度；在安裝飾板時(shí)，要先在頂襯拐角處拉繩后再裝配B上飾板。此舉措實(shí)施后，因B柱上飾板中間兩側(cè)面內(nèi)收變形、鈑金焊接錯(cuò)邊、膠條容差性小，飾板難卡進(jìn)膠條、裝車后飾板中間鼓起，以及飾板與高調(diào)器重疊位置脫離導(dǎo)致的高調(diào)器按鈕與飾板干涉、裝配不到位、B柱上飾板高調(diào)失效的問題關(guān)閉。

1.3 方案驗(yàn)證

本文根據(jù)B柱上飾板高調(diào)結(jié)構(gòu)異響發(fā)生的不同要因，以及對(duì)B柱上飾板高調(diào)結(jié)構(gòu)異響問題進(jìn)行相應(yīng)的結(jié)構(gòu)、參數(shù)調(diào)整后，存在的高調(diào)操作力要求過大、操作力不均勻、高調(diào)滑板滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生阻滯甚至卡死失效問題，針對(duì)性地制定了相應(yīng)的解決措施。措施實(shí)施后，S階段造車未再出現(xiàn)B柱飾板異響問題；高調(diào)滑板操作力從約30 N降低至小于等于10 N，卡滯感消失，滿足感知操作要求；B柱上飾板高調(diào)操作力不均勻、高調(diào)失效問題關(guān)閉。

2 結(jié)論

針對(duì)于某乘用車B柱上飾板高調(diào)結(jié)構(gòu)異響問題，以及優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的操作力方面的問題，本文采用建模軟件虛擬仿真技術(shù)，配合實(shí)車驗(yàn)證的方法解決問題，得到結(jié)論如下。

（1）設(shè)計(jì)時(shí)，活動(dòng)件預(yù)留1 mm空間粘貼無紡布，減小異響風(fēng)險(xiǎn)。

（2）滑板滑動(dòng)到底部位置時(shí)，設(shè)計(jì)防松動(dòng)的懸臂限位結(jié)構(gòu)。

（3）B柱上飾板設(shè)計(jì)高調(diào)時(shí)，滑板與本體限位結(jié)構(gòu)采用緊貼配合設(shè)計(jì)。

（4）為改善B柱上飾板內(nèi)收變形，需利用模流分析，考慮在模具開發(fā)時(shí)設(shè)計(jì)預(yù)變形因素。

（5）B柱上飾板零件中間布置1個(gè)安裝點(diǎn)。

（6）拉繩式膠條時(shí)，立柱飾板內(nèi)側(cè)減薄處理，作為裝配導(dǎo)向。

（7）飾板與高調(diào)器搭接重疊量≥6mm。

同時(shí)，檢查所有正在生產(chǎn)、開發(fā)的其他車型/系統(tǒng)是否有類似問題，若有，必須進(jìn)行相應(yīng)的方案糾正。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]黃金陵.汽車車身設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出出版社，2007.

[2]曹渡.汽車內(nèi)外飾設(shè)計(jì)與實(shí)戰(zhàn)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

[3]楊建光，解佐龍.汽車內(nèi)外飾設(shè)計(jì)相關(guān)問題分析[J].工程技術(shù)：文摘版，2016（10）：00274-00274.

[責(zé)任編輯：鐘聲賢]