轻型商用车车身异响分析及控制研究

轻型商用车车身异响分析及控制研究

陈立博,龚智付

重庆长安跨越商用车有限公司 重庆市 410064

摘要：随着国内乘用车市场的不断增大，乘用车的使用已经进入了千家万户，驾驶员和乘客感受到乘用车使用舒适性后，对于传统商用车的驾驶感知有了更多的需求。针对噪声振动的感受的需求，也随之被带入了商用车领域，商用车的驾驶者用车者，针对车身异响问题，逐渐成为客户关注的焦点问题。车身异响由于没有系统的诊断方法和特定的预判，造成客户时有投诉。本文旨在结合研发及生产现场及近年来处理异响问题处置，分析异响产生的原因，并提出相应的设计预防、制造环节控制策略。

关键词：轻型商用车；异响；控制；

1.研究背景

近年来，轻型商用车市场也全力号召质量和品牌向上的方针，各种市场质量指标和制造过程效率都有明显改善，客户满意度和市场占有率稳步提升，但车身异响导致的问题逐渐成为前位项问题，由于异响其不可事先预测和难以及时消除，导致整车呆滞时间长和缺乏异响处理的操作规程。车身异响正成为反诉的新重点。  

2.商用车车身异响的原理

2.1车身异响的产生、特性及消除方式

声音是由物体振动产生以声波的形式传播，通过固体、液体或气体传播形成的运动。商用车行驶时各部位连结系统振动、钣金摩擦发出的声音统称为汽车的响声，这些响声可分为正常和非正常响声，非正常响声既异响。

从物理学角度来说，声音的消除主要靠“消、隔、吸” [1]，异响的消除同样要运用此原理，主要方式有以下几点：

1.撬开或增大钣金间隙和适当锤击钣金来消除应力；

2.部分零部件过渡采用CO2焊加固；

3.通过内外饰包裹或封闭腔阻隔声音传播；填充海绵、泡沫、增加吸音垫，削弱声响；

2.2 异响主要表现形式

商用车由非承载式车身和刚性车架连接而成，车身和底架共同组成了商用车的非完整性刚性空间结构。非承载式车身这种形式车架需要具有较大的抗弯曲和抗扭转的刚度，虽有悬置桡性胶垫橡的辅助缓冲、可吸收车架扭转变形和降低噪声的作用，但其车身质量占比小，质心高，高速行驶时稳定性较差。

车身与车架的连接处（俗称悬置），车身与货箱之间的车架处、A柱上部与前横梁连接处、B柱上部与安全带带连接处、C柱（双排）后上部与门框和安全带带结合处、后围下板与地板连接处、独立悬架与鼓包处、限位器和车门铰链、车门与车门锁、前盖锁等处。

为充分测量车身在可靠性试验中工况点车速对车身强度的影响变化，讨论设计方案：

步骤1：调查其他厂商偏差值；了解我司人员实际执行情况；

步骤2：确定车辆测量位置点、工况点、车速测量范围；

步骤3：在不同的车速下，使测试车通过每一障碍物时测量车辆各个部位所获得的加速度的值；

步骤4：对比测量数数据，判定轮车速的变化是否影响试验强度而导致试验结果偏差。

步骤5：结合实际情况，分析确定试验车速偏差范围。

3. 异响原因分析

3.1常见异响原因及验证

1.设计原因及验证：

（1）部件焊接顺序不对和钣件搭接间隙小

某车型后围下板与后围板焊接成后围总成，后围总成再与地板后横梁焊接，目前商用车尺寸制造公差在1.5mm（未纳入监控尺寸），如图2左后围下板与后横梁设计间隙只有1.8mm。，据实验其变形搓动在0.3—0.7mm之间，通过尺寸链计算和焊接顺序变更为后围下板与后横梁焊接再连接后围同时将此处间隙增大到3.5mm可避免后围下板与后衡横梁形成空腔与间隙有异响的风险。

（2）焊点布置不合理

焊点布置不合理是造成焊接失效导致异响的主要原因。偏焊点间距过大或焊点布置在圆角拐弯处或不平整处，由于焊钳在焊接时的压力比较大，易在圆角拐角处或弧面的部位产生焊接变形。同时应注意内板间搭接时包裹设计要满足3.5mm以上间隙及过渡圆角匹配。

3.2制造原因

异响在是各偏差源在车身制造过程中的耦合、传播和积累而形成的综合偏差，主要体现在以下几个方面：

（1）供应商制件不合格：车身与车架连接处孔位匹配度不够。供应商如铰链等零件制造精度和成型不稳定，安装后铰链上下轴不同轴导致开启异响。                                  

（2）工艺执行中存在焊点漏焊、焊点位置不对和因精度未监控到位导致零部件装夹不到位可能的干涉异响或应力集中 。

4. 预防措施

（一） 完善车身设计

在车身设计阶段，利用异响治理过程中形成经验教训数据库和在判断出异响声源大致位置后，需要对该位置区域的设计对零件配合间隙、公差累计计算、连接方式、装配关系、 单件的刚度与强度等进行FEMA分析，需重点关注以下事项：

1.车身钣金配合时，避免弧面与平面，点与平面的配合。在无法避免此类的配合时，在车身工况产生扭矩时，很可能会产生滑移摩擦和应力集中，如ABC柱处易形成异响。

2.车身钣金连接无连接关系设计时要有足够的间隙，如侧围内外板和中间加强版，修边与型面之间一般考虑商用车加工、成本或生产过程中的公差积累，钣金件连接结构间隙一般设计不小于4mm；同时大小弧面或内板搭接的圆角要注意二者配合关系，此类结构易产生干涉异响。

3.焊点设计不应布置在圆角拐弯处或不平整处，否则因焊接焊枪压力变化形成焊接变形和飞溅，使钣金变形或飞溅摩擦异响。

（二）工艺设计保证和工艺方法弥补

1.线体设计要合理布局焊接工位、并在夹具上增加必要的辅助支撑和导向结构，优化焊接顺序，保证零件装夹和焊接过程中不变形。

2.车身结构和公差配合标准化反向推动车身结构设计：车身结构标准化能够简化车身设计结构、降低工艺要求、提高配合精度，同时克服因过程PPK能力不足带来的影响。

3.焊接工艺设置合理的焊接参数、避免虚焊和过烧发生。针对设计间隙小、冲压制件不合格、公差累计等问题，制定合理的冲压工艺提高冲压件的尺寸精度、回弹和毛刺，尤其是搭接型面避免累计误差消耗掉设计间隙。

（三） 提升生产过程保证能力

1.员工车身焊接操作时必须执行合理的焊接方法和焊接工艺规范（焊接顺序和位置），控制稳定的焊接规范，以减少焊接变形、错焊和漏焊，采用QCM保证焊接的随机性误差。

2.车身内板的安装位置纳入精度检测和控制要求，及时调整夹具保证车身精度，达到保证内饰零件的贴合和到位。

3.强化供应商模具等工程变更，一定规避修磨和试模零件的有效管理成型和分离工序的毛刺控制对间隙或R角有影响要纳入单件技术特殊要求；设计合理盛具、控制零件转运的变形和尺寸超差避免弯曲件圆角半径过大受回弹复的影响。

（四） 新工艺、新技术的应用 

1.机器人和激光焊接技术：机器人、行走自动焊和激光是一种稳定、高效的车身焊接和控制方法，能够对各关键点的焊接和尺寸提供有效保证，减少焊接过程公差累计。

2.导入精度在线检测系统：除对车身关键部位检测外，加入车身内部零件的搭接关系进行控制，仅凭三座标测量结果，部分风险车已流入客户中。

3.引入更先进车身异响分析软件和异响测试设备。

5. 效果和总结

商用车身异响涉及的因素非常多，上述研讨及解决办法只是过程C/1000整改中积累的一些经验教训，仅提供一些涉及车身异响诊断及解决方面的参考。在以后建议增设相关评价标准、配置先进的测试设备及设计开发设计结合PFEMA消除组织的影响，同时在制造、供应商等一系列环节和过程，都必须进行综合和长期的控制，现场工艺人员总结的异响经验沉淀和设计人员共享形成异响操作手册，来指导现场、先期调试和量产环节，这样异响问题才能得到改善和最终形成一套系统的方法，并能使质量和感知能较快的得到提升。

参考文献

[1] 朱茂桃.汽车车身现代设计【M】北京国防工业出版社.2014.3（204-207/123-127）。

[2] GB/T 5847-2004尺寸链计算方法【M】北京.中国标准出版社.2005.（2-4）