基于故障樹的某車型尾燈周圍漏水故障分析

沈津如　袁譯翀　王麗娜　張毅　范建平　徐俊

摘 要：在整車水管理試驗(yàn)體系中，大燈系統(tǒng)的水管理表現(xiàn)是最直觀影響客戶滿意度的重要因素之一。本文針對(duì)某新車型在水管理試驗(yàn)過程中出現(xiàn)的貫穿式尾燈積水從兩側(cè)飾板滴入行李箱內(nèi)主要因素做分析，并對(duì)貫穿式尾燈的設(shè)計(jì)缺陷提出了改進(jìn)意見。

關(guān)鍵詞：水管理 貫穿式尾燈 積水

Analysis of Leakage Problem of Tail Lamp based on Fault Tree Analysis

Shen Jinru，Yuan Yichong，Wang Lina，Zhang Yi，F(xiàn)an Jianping，Xu Jun

Abstract：In the water management system of the whole vehicle， the performance of the lamp system is one of the most important factors affecting customer satisfaction. This paper analyzes the complaint of water dripping into the luggage box from the side trim panels in the process of water management test of a new model， and puts forward some suggestions for modification.

Key words：water management， through-type tail lamp， leaking

1 引言

在整車水管理試驗(yàn)體系中，測(cè)試范圍不僅包括整車水密封性，還包括整車電氣系統(tǒng)在水管理測(cè)試中的功能表現(xiàn)。其中，大燈系統(tǒng)的水管理表現(xiàn)是最直觀影響客戶滿意度的因素之一。在某全新車型測(cè)試過程中，就出現(xiàn)了全新貫穿式后尾燈在洗車及下雨工況下，打開后蓋，水直接滴入行李箱內(nèi)造成行李箱進(jìn)水的問題。

本文利用故障樹分析法，排除了造成尾燈積水問題的各類潛在因素，并通過故障樹確定故障原因，以此提出了針對(duì)性的改進(jìn)措施，通過后續(xù)的水管理試驗(yàn)，驗(yàn)證了措施的有效性。

2 故障現(xiàn)象

某A+級(jí)入門轎跑車型在投入水管理試驗(yàn)后，在高壓水槍洗車工況下發(fā)現(xiàn)每次打開后蓋，水流從尾燈兩側(cè)滴入后蓋的現(xiàn)象。隨后，在下雨跑車工況下（雨量中到大），打開尾蓋依舊出現(xiàn)同樣情況。工程師多次復(fù)現(xiàn)測(cè)試后發(fā)現(xiàn)相同工況下，積水概率達(dá)到100%。該故障直接導(dǎo)致客戶在雨天及洗車后，打開行李箱即會(huì)打濕行李箱地毯及物品，車型如若投放市場(chǎng)，有極大可能引起客戶抱怨。

3 故障原因定位

3.1 故障樹分析法

故障樹分析法（Fault Tree Analysis，簡(jiǎn)稱FTA）是1961年由美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室的華生（H.A.Watson）和漢塞爾（D.F.Haasl）首先提出，并應(yīng)用于“民兵”導(dǎo)彈發(fā)射系統(tǒng)的質(zhì)量控制[1]。

它是一種圖形演繹分析方法，它是對(duì)系統(tǒng)故障采用由果到因、從整體到局部、按樹枝狀逐漸細(xì)化的方法[2]。

3.2 故障樹建立

影響貫穿式尾燈兩側(cè)積水滴入行李箱的主要因素有零件造型、零件質(zhì)量缺陷、安裝工藝、排水設(shè)計(jì)、排水口堵塞等。通過其與該問題的相關(guān)性分析，建立故障樹如圖2所示。

3.3 故障樹分析

3.3.1 零件質(zhì)量問題分析

通過故障樹分析，尾燈積水可能與零件質(zhì)量存在一定相關(guān)。因此，故障尾燈需送回檢具檢測(cè)，是否存在表面缺陷，導(dǎo)致排水路徑變形。經(jīng)檢測(cè)，質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。另外，抽檢各批次車輛洗車結(jié)果，發(fā)現(xiàn)均存在該問題，可排除單一的零件質(zhì)量缺陷。

3.3.2 安裝工藝分析

通過故障樹分析，安裝工藝控制，也對(duì)零件排水有影響。例如，安裝扭距過小，可能導(dǎo)致在道路試驗(yàn)過程中，尾燈傾斜，由于尾燈成弧形設(shè)計(jì)，可能在最低點(diǎn)造成積水無法排除，最終在開蓋時(shí)有一定程度漏水。為此，抽檢各批次若干車輛檢測(cè)燈具安裝位置及扭矩。發(fā)現(xiàn)合格率98%以上。且在合格安裝的車輛上進(jìn)行沖水試驗(yàn)，結(jié)果依舊產(chǎn)生積水滴入行李箱現(xiàn)象。故排除安裝工藝缺陷。

3.3.3 排水口堵塞分析

通過故障樹分析，灰塵樹葉堆積造成的排水口堵塞也會(huì)造成積水，最終在開蓋的動(dòng)態(tài)過程中，積水從兩側(cè)溢出。然而，將新車與道路試驗(yàn)一定里程的舊車進(jìn)行洗車結(jié)果對(duì)比，發(fā)現(xiàn)水量沒有明顯變化，可排除堵塞原因。

3.3.4 零件設(shè)計(jì)分析

分析市面上幾款車型的貫穿式尾燈的排水設(shè)計(jì)，進(jìn)入尾燈與后蓋鈑金縫隙的水，均可從尾燈下方縫隙順利排出，排水路徑如下截面圖3所示。

通過故障樹分析，零件設(shè)計(jì)主要從兩方面考慮，即尾燈造型和排水設(shè)計(jì)。

隨后，將發(fā)生積水問題的車型的尾燈與其他車型進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的問題車型，是掀背尾蓋，在貫穿尾燈處預(yù)留鈑金凹槽在X方向上明顯深于其他車型。導(dǎo)致在開蓋瞬間，水流無法排除，積聚在尾燈下端最低點(diǎn)，最終造成開蓋時(shí)，無法從下端順利排出的積水從尾燈兩側(cè)飾板邊沿流出，最終滴入行李箱內(nèi)。

另外，在尾燈上傾角，預(yù)留的斜度為3°，造成排水路徑不暢，意味著水流無法順利且迅速向下排出。開蓋瞬間會(huì)造成相對(duì)于其他車型較大的積水。尾燈截面如下圖4所示。

因此，分析可得，尾燈造型在X向的設(shè)計(jì)及排水路徑角度設(shè)計(jì)上的缺陷，造成了該車型在洗車及下雨天，打開后蓋，積水從尾燈兩側(cè)滴入行李箱內(nèi)。

4 措施定義

根據(jù)故障樹所得出的問題原因，可定義多條措施，并從中刪選出3條可行性較高方案。

4.1 加大上傾角

修改尾燈總成模具，增大上傾角至10°，修改排水路徑以保證水流順暢流入及流出。如圖四中所示。

優(yōu)點(diǎn)：水流不暢問題得以解決。

缺點(diǎn)：仍不可避免在開蓋瞬間的小部分積水。且燈具總成修模更改周期長(zhǎng)，研發(fā)進(jìn)度拖延影響較大。

4.2 增加泡棉

從進(jìn)水源頭看，最終水流從尾燈兩側(cè)飾板最低點(diǎn)漏出，故考慮在最低點(diǎn)附近與鈑金之間增加泡棉，堵住排水源頭，將積水暫時(shí)封存，至關(guān)蓋后從正常燈具下邊沿流出。如下圖5所示。

優(yōu)點(diǎn)：成本低、周期短

缺點(diǎn)：泡棉在一定程度上有老化變形風(fēng)險(xiǎn)，在一定時(shí)間使用后，仍可能再次發(fā)生漏水風(fēng)險(xiǎn)。該方案在耐久道路試驗(yàn)中進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果在跑車中后期依舊產(chǎn)生積水滴落。

4.3 更改尾燈飾板造型

觀察具體漏水點(diǎn)發(fā)現(xiàn)，水流最終通過尾燈兩側(cè)飾板尖角最低點(diǎn)垂直滴入下方行李箱。如果更改尖角形狀，將水流引入行李箱外，可避免客戶抱怨。方案如圖五所示。

優(yōu)點(diǎn)：只需更改兩側(cè)飾板，周期短、成本低、效果明顯。

缺點(diǎn)：涉及尾蓋打開時(shí)直觀的尾燈造型，需綜合考慮。

該處尾燈飾板，不僅涉及造型問題，還涉及尾燈與鈑金孔之間的配合問題，具體應(yīng)該裁剪成何種形式，也需要反復(fù)斟酌。目前主推的方案如圖七所示，倒圓角和斜切。

通過DMU建模分析，如采用斜切尖角的方案，鈑金孔在此處無法完全遮擋，極易造成用戶在美觀性上的抱怨。如采用倒圓角方案，R17圓角可將鈑金孔幾乎完全覆蓋。

進(jìn)一步通過樣件進(jìn)行實(shí)車驗(yàn)證，兩種方案均發(fā)現(xiàn)水滴可從最低點(diǎn)滴落至后蓋密封條外側(cè)，通過后蓋排水路徑排出，未滴入車內(nèi)。驗(yàn)證兩方案均有效。

4.4 四種方案對(duì)比

從成本、周期、有效性、美觀性四方面，綜合考慮三種方案（1.加大上傾角;2.增加泡棉;3.更改尾燈飾板（斜切）;4.更改尾燈飾板（圓角）），對(duì)比結(jié)果如下表1。

綜合以上對(duì)比可知：第4種方案，更改尾燈飾板造型，倒R17圓角，能在最短周期內(nèi)，花費(fèi)較低成本，在兼顧美觀性的同時(shí)，達(dá)到較好的排水效果。

5 結(jié)語

在完成本文分析和實(shí)施優(yōu)化措施后，水管理相關(guān)試驗(yàn)中，尾燈積水從兩側(cè)飾板滴入行李箱的問題得到極大改善。在水管理試驗(yàn)中，故障發(fā)現(xiàn)到原因分析到措施定義，最終措施驗(yàn)證，本文為水管理試驗(yàn)提供了經(jīng)典案例。水管理試驗(yàn)在車型研發(fā)過程中的全面推進(jìn)，將有效狙擊潛在的漏水及水性能相關(guān)的客戶抱怨。

參考文獻(xiàn)：

[1]許榮，車建國(guó)，楊作賓，等，故障樹分析法及其在系統(tǒng)可靠性分析中的應(yīng)用[J].指揮控制與仿真，2010.