15年汽車工程會(huì)集pp009

２０１５ＣＧ支柱類減振器總成異響模式研究 【】本文闡述了支柱類減振器在過程中構(gòu)成組件發(fā)生的異響模式、發(fā)生機(jī)理以及整改優(yōu)化方案?為工程師或維修在處理類似故障失效模式時(shí)提供參考?便于快速找到可能的問題點(diǎn)?提升問題處理精準(zhǔn)性?同時(shí)作為前期設(shè)計(jì)參考規(guī)避?提高設(shè)計(jì)能力? 】減振器?異

ＳｔｒｕｔｄａｍｐｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｎｏｉｓｅＣｈｅｎＳｏｎｇｂｉｎｇ?ＱｉａｏＢｉｎ?ＬｕｏＢｉｎ?ＺｏｕＢｉｎｇ?ＬｉＺｈｅｎｇ?ＬｉｕＱｉｎｇｚｈｉ?ＨｅＺｈｏｎｇｈｕａ?ＬｉｕＣｈａｎｇａｎＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＡｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｉｓａｓｕｍｍａｒｙｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔｒｕｔｄａｍｐｅｒｎｏｉｓｅｔｙｐｅ?ｒｅａｓｏｎａｎｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｓＩｔｗｉｌｌｄｏｈｅｌｐｔｏｅｎｇｉｎｅｅｒｓａｎｄｒｅｐａｉｒｅｒｓｔｏｆｉｎｄｏｕｔｗｈｅｒｅａｒｅｔｈｅｎｏｉｓｅｃａｕｓｅｐａｒｔｓａｎｄｒｅａｓｏｎｓｑｕｉｃｋｌｙＦｒｏｍｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｔｈｅｙｃａｎｇｅｔｒｅｆｅｒｅｎｃｅｔｏｓｏｌｖｅｐｒｏｂｌｅｍｓｗｅｌｌａｎｄｔｒｕｌｙ?ａｎｄｔｈｅｙｃａｎｕｓｅｔｈｅｗａｙｔｏａｖｏｉｄｓａｍｅｒｅａｓｏｎｉｎｎｅｗｃａｒｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓＫｅｙｗｏｒｄｓ:ｄａｍｐｅｒ? 支柱類減振器總成是汽車關(guān)重零部件之一?是重要的性能件?對(duì)整車舒適性和操穩(wěn)性有顯著的影響支柱類減振器成本高?一旦失效將給車輛生產(chǎn)企業(yè)帶來巨大的三包索賠損失?因此其故障失效模式一直是整車企業(yè)重點(diǎn)關(guān)注整改的問題經(jīng)統(tǒng)計(jì)?支柱類減振器售后主要失效模式表現(xiàn)為異響行駛跑偏漏油變形等?失效模式占比如圖１所示漏油變形問題的故障模式明顯?容易判定并快速找到故障主因?跑偏問題主要與整車定位參數(shù)正確性以及支柱彈簧抗側(cè)向力設(shè)計(jì)相關(guān)?也容易通過檢測(cè)判定?異響問題受道路環(huán)境駕駛習(xí)慣和車輛姿態(tài)等眾多因素影響?不易使失效模式重現(xiàn)?容易導(dǎo)致誤判進(jìn)而錯(cuò)誤更換零部件?給企業(yè)帶來不必要的索賠損失本文結(jié)合多款車輛支柱類減振器異響模式及整改方案進(jìn)行闡述?力求給汽車行業(yè)工程師及售后維修提供參考?為快速找到異響點(diǎn)?提高問題處理精準(zhǔn)率?預(yù)防性設(shè)計(jì)以及性能品質(zhì)優(yōu)化提供技術(shù)指導(dǎo)作用

圖 １支柱類減振器總成由上支承座總成軸承防塵罩緩沖塊減振器端蓋減振器本體螺旋彈簧彈簧上安裝座彈簧上緩沖墊下緩沖墊等組件構(gòu)成?典型結(jié)構(gòu)如圖

圖 緩沖通過支柱傳遞到車體的沖擊載荷及各向受力?起到為車身(１)上支承座總成:與白車身配合裝配的部位組件 (２)軸承:確保支柱轉(zhuǎn)向機(jī)能實(shí)現(xiàn)?傳遞載２０１５ＣＧ (３)防塵罩:防護(hù)外界塵土及大顆粒雜物粘附到活塞桿上?防止異物隨活塞桿對(duì)減振器油封造成損傷(４)緩沖塊:緩沖起伏顛簸路面大沖擊?改善整車舒減振器端蓋承受緩沖塊接觸撞擊力防止減振減振器本體懸架跳動(dòng)過程中提供阻尼力快速衰減整車振動(dòng)能量?收斂整車振動(dòng)幅度螺旋彈簧緩和路面沖擊防止路面振動(dòng)剛性傳(８)螺旋彈簧上下安裝座:裝配固定螺旋彈簧初始位置?防止彈簧脫出

(９)螺旋彈簧上下膠墊:防止彈簧與彈簧安裝座剛性接觸?降低彈簧變形過程接觸噪聲 某車型量產(chǎn)上市后?前支柱故障千頻統(tǒng)計(jì)?異響模式占比異常?達(dá)到７５６％ 經(jīng)工程師多地４Ｓ店現(xiàn)場(chǎng)走訪?確認(rèn)該車型以低速(０~３０ｋｍ/ｈ)行駛在坑洼小起伏路面路緣條石路花磚路時(shí)?有比較明顯的“咚咚”異響聲?其余路面上無異響測(cè)試路面狀況如圖３所示圖 咚咚咚咚聲必須采用減弱上支承座的剛性(１)上支承座與車體裝配部位螺母緊固情況檢查?排除緊固件松動(dòng)可能?路試復(fù)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)對(duì)異響改善無影響(２)檢查支柱裝配部位白車身左右側(cè)焊接表面質(zhì)量貼合平面度剛性差異?對(duì)異響有輕微改善?但是人耳感覺依然明顯?對(duì)異響改善效果不理想(３)給同車左右側(cè)支柱換裝不同剛度上下限的螺旋彈簧經(jīng)驗(yàn)證?彈簧生產(chǎn)過程中的剛度一致性差異對(duì)異響聲無影響調(diào)整減振器阻尼力范圍?２?異響聲有明顯改變?部分減弱甚至消除通過換裝組件排查?鎖定對(duì)原車支承座結(jié)構(gòu)斷面進(jìn)行解析?如圖４所示?其屬于典型的“單通道”上支承座結(jié)構(gòu)支柱在整車懸架跳動(dòng)過程中?彈簧收到的變形抗力減振器阻尼力分別通過彈簧上安裝座活塞桿傳遞?最終匯合到軸承下安裝面上軸承受力后將力再傳遞到上支承座金屬骨架?通過橡膠緩沖后作用力最終逐級(jí)傳遞到車體上?由車身鼓包變形提供抗力支承座的橡膠整體被中間骨架分隔為內(nèi)外兩部分?導(dǎo)致上支承座剛性大幅提升?不利于路面振動(dòng)的吸收和衰減?ＮＶＨ效果變差?造成了“咚咚”聲異響圖 提升ＮＶＨ性能的方法工程師在該結(jié)構(gòu)不變的前提下?分別調(diào)試了不同橡膠硬度的組件 但是即便橡膠硬度降低到５５Ｈｓ?異響仍然不能達(dá)到性能評(píng)價(jià)小組接收標(biāo)準(zhǔn) 如果再進(jìn)一步降低橡膠硬度?則可靠及耐久性不能有效保證綜上所述?工程師提出了優(yōu)化結(jié)構(gòu)的變更措施優(yōu)化后的斷面結(jié)構(gòu)如圖５所示通過結(jié)構(gòu)變更?優(yōu)化后的支柱經(jīng)重新路試驗(yàn)證?在保證可靠與耐久性的前提下?“咚咚”聲異響在多工況道均弱化明顯?達(dá)到性能評(píng)價(jià)小組認(rèn)可的理想水平前期開展小批量４Ｓ店新方案售后驗(yàn)證?對(duì)用戶實(shí)車使用效果進(jìn)行回訪?共計(jì)更換６２例?無異響反饋?詳見表１新方案４月份批量切換實(shí)施?實(shí)施后３個(gè)月千頻統(tǒng)計(jì)反饋?索賠占比大幅降低?達(dá)成公司質(zhì)量控制目標(biāo)?統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)詳見表２ ２０１５ＣＧ圖 所在地區(qū)更換時(shí)間長(zhǎng)春２０４２否吉林梅河口７２０４２否吉林延邊２０４３否湖南邵陽(yáng)０２０４３否表 支柱類售后千頻截至２０年月底Ｒ/２０-２０-２０-２０２０２０２０２０２０Ｒ/０００＠０００００００００Ｒ/０００＠２３３２０００３某車型在開發(fā)過程中進(jìn)行性能道路驗(yàn)證?反饋底盤輪鼓包部位有“咵咵”聲異響?發(fā)生路況為直線路?通過車速為５ｋｍ/ｈ異響發(fā)生時(shí)?車體左右側(cè)幅值明顯在其他路況(卵石路方磚路角鋼路鋼索路坎路彎道路定圓場(chǎng)地)該聲音不出現(xiàn)直線路特征如圖６所示

圖６直線路路況特經(jīng)工程師現(xiàn)場(chǎng)多車分析?發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生異響的車輛防塵罩收口部位均存在變形特征圖?初步懷疑是防塵罩變形后與金屬端蓋摩擦產(chǎn)生異響為進(jìn)一步準(zhǔn)確判定?工程師采圖 (１)在防塵罩與端蓋接觸部位臨時(shí)涂抹潤(rùn)滑脂?再次驗(yàn)證減摩后效果依然存在比較明顯的異響因此判定異響不(２)對(duì)防塵罩端圈直徑小段整體切割?縮短防塵罩后路試驗(yàn)證效果突顯咵咵聲異響徹底消除因此鎖定(１)防塵罩下端采用開放結(jié)構(gòu)(即下端自由?不約束固定?同時(shí)存在波紋管總長(zhǎng)度設(shè)計(jì)偏長(zhǎng)的設(shè)計(jì)缺陷?支柱裝車落地后受力縮短?防塵罩末端直接與減振器金屬?gòu)椈勺鶅?nèi)側(cè)錐面線接觸由于彈簧下座錐面存在傾斜喇叭口結(jié)構(gòu)防塵罩接觸受力不均勻必然導(dǎo)致防塵罩整體彎曲變形?變形情況如圖９所示圖 ２０１５ＣＧ ９防塵罩歪斜變形后端部收口部位因直徑縮小?增大了與金屬端蓋邊緣刃口部位擦刮的可能?導(dǎo)致“咵咵”聲異響產(chǎn)生擦刮部位如圖１０所示１０(１)為避免防塵罩與彈簧下座錐面直接接觸?在防塵罩末端接觸部位設(shè)計(jì)了支承臺(tái)階?確保全壓縮行程防塵罩垂直接觸受力?整體不再歪斜或彎曲變形(２)為避免防塵罩收口與端蓋末端刃口擦刮?將防塵罩的金屬端蓋改為塑料端蓋?全程導(dǎo)向整改后的斷面視圖如圖１１所示１１

(３)整改優(yōu)化效果:整改架進(jìn)行驗(yàn)證?試驗(yàn)效果如圖所示全壓縮過程中防塵罩均沒有發(fā)生彎曲變形經(jīng)臺(tái)架耐久試驗(yàn)防塵罩永久變形量仍然符合技術(shù)指標(biāo)整車實(shí)車路況驗(yàn)證?咵咵”聲徹底消除?達(dá)到理想水平圖 ４某車型在開發(fā)過程中進(jìn)行性能道路驗(yàn)證?反饋底盤輪鼓包部位有輕微“”聲異響?該異響主要激發(fā)于連續(xù)波浪大沖擊路況車速為~ｍｈ部分爛路偶爾激發(fā)?同時(shí)該異響不易分辨該異響激發(fā)路況特征如圖１３所示１３經(jīng)工程師現(xiàn)場(chǎng)分析?發(fā)現(xiàn)異響容易在連續(xù)波浪路車體俯仰動(dòng)作特征明顯時(shí)產(chǎn)生?且所有驗(yàn)證的車輛存在共性特征根據(jù)聲音發(fā)出的部位初步分析?判定為前支柱緩沖塊與減振器撞擊聲為進(jìn)一步準(zhǔn)確鎖定生源?采用以下步驟驗(yàn)證:(１)在減振器金屬端蓋與緩沖塊撞擊部位臨時(shí)粘貼聚(２)對(duì)緩沖塊下端進(jìn)行切割?增大緩沖塊與減振器金屬端蓋之間的間隙?降低撞擊可能性同路段同車速驗(yàn)證?“”聲基本消除通過以上步驟驗(yàn)證?鎖定撞擊聲為前支柱緩沖塊與端蓋的正常接觸聲?但是聲音太大?需要弱化雖然緩沖塊整體剛性差異不明顯?但是其唇口部位較硬? ２０１５ＣＧ１４１４左為對(duì)標(biāo)ＣＫＤ件?右為異響件(２)對(duì)標(biāo)緩沖塊撞擊部位的金屬端蓋?異響明顯的車輛金屬端蓋比較平整?缺少凸起的接觸面完全貫穿的筋條結(jié)構(gòu)?如圖１５所示１５通過對(duì)標(biāo)分析發(fā)現(xiàn)上述結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)是導(dǎo)致緩沖塊撞擊“”顯的主因車輛在連續(xù)波浪路段行駛過程中?共振導(dǎo)致整車俯仰動(dòng)作明顯?必然導(dǎo)致緩沖塊與金屬端蓋接觸撞擊緩沖塊唇口硬?在撞擊時(shí)接觸面大?因此撞擊大?不夠柔和?進(jìn)而激發(fā)了異響(１)對(duì)緩沖塊唇口部位進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)?減弱唇口部位尖角厚度?弱化唇口部位硬度和剛性

(２)為了實(shí)現(xiàn)端蓋與唇口接觸后撞擊面積逐漸增大的需求?將端蓋頂部?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)為坡道特征(３)將金屬端蓋換為塑料端蓋?讓撞擊聲更低沉優(yōu)化設(shè)計(jì)后的端蓋結(jié)構(gòu)如圖１６所示１６緩沖塊和減振器端蓋同步優(yōu)化后?路試驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)“５支柱類減振器異響失效模式還可能發(fā)生在其他部位?激發(fā)出異響的路況和車