某汽車副儀表板異響原因分析

江濤濤 黃哲 鄧夢蝶

上汽通用五菱汽車股份有限公司 廣西柳州市 545027

1 引言

異 響 是 影 響 汽 車 NVH（Noise、Vibration、Harshness）性能的重要因素，而汽車的副儀表板承載了汽車線路、空調(diào)風道、換擋器等零部件，并且由于副儀表板位于汽車前排座椅旁側(cè)，在汽車使用的過程中容易和駕乘人員產(chǎn)生摩擦、接觸等，因此，副儀表板的異響問題很容易引起用戶的投訴和抱怨，是汽車設計和制造過程中必須要處理的問題。

2 異響產(chǎn)生機理及原因

異響產(chǎn)生的機理主要有：（1）振動異響，即由于飾板或結(jié)構(gòu)振動或共振而發(fā)出的嗡嗡聲；（2）摩擦異響，即由于兩個或兩個以上部件表面接觸滑動、摩擦產(chǎn)生的尖銳的吱吱聲；（3）敲擊異響，即由于相鄰零部件之間碰撞而產(chǎn)生的咔嗒聲。

汽車內(nèi)飾塑料件產(chǎn)生異響的主要原因有：零件不符合設計尺寸、零部件結(jié)構(gòu)設計不合理、零部件本體材料強度不足、零部件裝配問題等。汽車副儀表板組件是一個體積相對較大的塑料殼體，且小組件數(shù)量較多，這類組件需要有合理的背面加強結(jié)構(gòu)設計且需要有合適的鈑金支撐，否則很容易受到擠壓變形從而產(chǎn)生摩擦異響或敲擊異響。

3 某車型副儀表板異響故障現(xiàn)象

在汽車的制造過程中，解決汽車零部件系統(tǒng)異響的問題尤其重要，根據(jù)某公司在新車型測試中發(fā)現(xiàn)的副儀表板異響的實際問題：副儀表板主駕駛位置易受到駕駛員腿部擠壓，在受到擠壓時副儀表板發(fā)生異響，嚴重影響用戶的駕乘體驗。本文以該公司造車過程中的實際故障情況為研究對象，進行分析并指導下一步汽車生產(chǎn)工作改進。

根據(jù)現(xiàn)場檢查，該汽車副儀表板異響的表現(xiàn)為：當駕駛員坐在主駕駛位置時，右腿易擠壓到副儀表板本體，在此過程中副儀表板本體產(chǎn)生形變，伴有“吱吱”的異響聲，如圖1所示，嚴重影響駕駛員及乘客體驗。

圖1 某汽車副儀表板擠壓異響現(xiàn)場

隨即對該公司2021年現(xiàn)有6個車型副儀表板相同使用情況的異響狀態(tài)進行抽樣查看，統(tǒng)計情況如圖2所示，經(jīng)檢測，本異響問題只存在于該單一車型，不合格率達到100%。

圖2 某汽車不同型號汽車副儀表板質(zhì)檢不合格率

4 要因分析及確認

4.1 產(chǎn)生異響原因分析

查閱相關文獻并通過故障分析，初步判斷副儀表板發(fā)生異響的原因可能有以下幾點：

（1）員工未按SOS操作；

（2）零部件本體材料強度不足；

（3）零件加強結(jié)構(gòu)不合理；

（4）零件不符合設計尺寸；

（5）組件內(nèi)部缺少鈑金支撐；

（6）換擋面板與裝飾板直接進行面與面接觸。

4.2 要因確認

針對副儀表板產(chǎn)生異響的6點可能原因，依次確定檢查方法以及檢查標準，如表1所示。

表1 要因分析確認方法及標準

本文對該公司的三個班次員工操作進行現(xiàn)場抽查（每班隨機抽查3次，每次5輛），現(xiàn)場未發(fā)現(xiàn)有員工不按要求操作的現(xiàn)象，操作均符合SOS標準化操作要求，因此，可以確定員工未按SOS操作為非要因。

圖3 原材料生產(chǎn)檢查

抽查物料原材料使用情況，每天隨機抽查，結(jié)果記錄如下表：原材料與其他車型副儀表板原材料一致，因此，可以確定零部件本體材料強度不足為非要因。

檢查對比數(shù)模與零件，是否有相應的支撐加強，并評估次結(jié)構(gòu)是否起到足夠的支撐作用。

表2 原材料生產(chǎn)檢查結(jié)果

圖4 零件設計分析圖

經(jīng)過計算分析，該款汽車在副儀表板在設計時，已經(jīng)考慮到此類強度問題，通過副儀表板儲物盒的分件設計，使整個副儀表板中間部分得到支撐，避免受力塌陷，副儀表板本體則通過翻邊與筋條的設計，實現(xiàn)了對手件安裝與自身加強。因此，可以確定（3）零件設計時沒有加強結(jié)構(gòu)并不是副儀表板產(chǎn)生異響的主要因素。

通過對副儀表板裝飾圈實際測量，對比其是否和數(shù)模上尺寸一致，測量方式如圖5所示。通過對零件連續(xù)4天的測量，得到測量結(jié)果如表3所示。

圖5 副儀表板裝飾圈尺寸測量

表3 副儀表板尺寸測量

通過表3的測量結(jié)果可知，副儀表板裝飾圈實際尺寸滿足設計要求，零件在公差范圍內(nèi)，因此，副儀表板裝飾圈尺寸為非要因。

為驗證是否存在組件內(nèi)部缺少鈑金支撐導致副儀表板產(chǎn)生異響的問題，本文通過裝配數(shù)模，評估副儀表板在受到外界擠壓變形后，內(nèi)部的鈑金是否能起到支撐的作用，防止零件變形后內(nèi)部摩擦產(chǎn)生異響。

圖6

對組件內(nèi)部是否缺少鈑金支撐進行檢查。通過仿真分析和實際測量，可以發(fā)現(xiàn)副儀表板組件內(nèi)部鈑金只提供了安裝點，并沒有對受擠壓部位產(chǎn)生支撐作用。副儀表板受擠壓形變，導致內(nèi)部零件摩擦產(chǎn)生異響，因此，可以確定（5）組件內(nèi)部缺少鈑金支撐是引起副儀表板異響的主要因素。

通過模擬故障狀態(tài)，觀察在收到外力擠壓時，副儀表板裝飾圈的形變會令限位筋失效，造成換擋面板與裝飾板本體直接接觸，如下圖所示：

圖7 對本體與裝飾板直接接觸進行檢查

課題組對零件進行連續(xù)4天隨機抽查5件，檢驗結(jié)果如表4所示所示：

通過表4的抽查結(jié)果記錄可以看出，在受到外力擠壓時副儀表板裝飾板會與換擋面板接觸摩擦，產(chǎn)生異響。因此，可以確定副儀表板本體與裝飾板直接接觸是產(chǎn)生異響的主要因素。

表4 本體與裝飾板測量結(jié)果

通過末端因素的逐一確認，可以得到造成副儀表板擠壓異響的要因如表5所示。

根據(jù)表5確定的要因可以確定造成副儀表板擠壓異響的根本原因是副儀表板裝飾板在受到外力擠壓后產(chǎn)生較大的彈性形變，在行駛中與換擋面板邊緣接觸，二者相互摩擦，產(chǎn)生擠壓異響。為解決此問題，下一步可以從內(nèi)部支撐防止變形和消除變形產(chǎn)生的摩擦兩方面著手。

表5 造成副儀表板擠壓異響的要因

5 結(jié)語

本文針對某汽車副儀表板在受到擠壓時發(fā)生異響的問題，分析了異響產(chǎn)生的可能因素：零部件本體材料強度不足、零件設計時沒有加強結(jié)構(gòu)、零件不符合設計尺寸、組件內(nèi)部缺少鈑金支撐、換擋面板與裝飾板直接進行面與面接觸等，通過現(xiàn)場勘測檢查、仿真分析等方式，最終鎖定了造成副儀表板擠壓異響的根本原因，進而有針對性地制定解決措施。本次異響原因分析對該公司后續(xù)項目的副儀表板設計改進具有一定的指導意義，同時對其他汽車解決內(nèi)飾塑料件異響的問題提供了一定的參考價值。