郑翊

（三一汽车制造有限公司 410000）

1 问题背景

汽车“异响”通常是指一种非正常的、不该存在的声音响动，与声音关联的就是实体部件的非正常状态，现代汽车结构复杂，各系统内部或之间的部件由于振动、松动、干涉等原因都可能导致整车异响[1]。某三厢车型偶然发现一个路试异响问题，路试时在工况路为钉阻路、减速带30 km/h时发生严重的金属碰撞声，左右都有，碰撞声右侧更严重，为批量缺陷。此异响非常严重，且会造成油漆破损，售后风险非常高。本文针对这些疑问，进行了相应的分析计划。

2 突发原因分析

异响问题首先必须确认声音来源，区分是汽车停驶时发出声响还是行驶时发出声响[2]。在路试场地上，查看缺陷车过钉阻路段，发现行李舱盖在Y向剧烈晃动，晃动中行李舱盖碰到侧框发出明显的金属碰撞声，路试几次后就已经发现破漆现象。经过蓝油实验的进一步确认，确实发现行李舱盖与侧框有接触，说明异响源就是行李舱盖碰侧围。

本次抱怨检测中心在邮件反馈中特别要求车间路试小组务必按照30 km/h钉阻路面及减速带检查所有车辆，拦下异响车。速度和路面条件是其中的两个关键词。针对此疑问，我们把过钉阻路的速度进行了调整，异响发生的程度和概率从大到小为30 km/h＞20 km/h＞40 km/h。在30 km/h下，行李舱盖晃动量最大，异响最严重，且缺陷率大幅增加，而40 km/h下异响程度最轻，难以发现，缺陷率也最低。路试中对于钉阻路面的速度要求是不大于40 km/h，而通常的情况下，都是按照最大速度40 km/h的速度通过钉阻路面，说明行驶速度从40 km/h变化到30 km/h是导致本次缺陷发生的变化因素。

3 根本原因分析及解决措施

之前已经发现，行李舱盖路试异响的根本原因就是在路试特有的条件下，行李舱盖晃动量过大从而跟侧围发生碰撞产生异响。，如图1所示，行李舱盖关闭状态下对行李舱盖施加固定力的因素及影响行李舱盖晃动中影响Y向位置的因素，如行李舱盖铰链（1）、侧围Puffer和行李舱盖Puffer的Y向间距（2），行李舱盖Puffer的固定力（3）、行李舱盖锁咬合和锁扣板的位置（4），行李箱密封条对行李舱盖的作用力（5），行李舱盖弹簧（6），并且已知行李舱盖与侧围理论缝隙3.5 mm，侧围Puffer和行李舱盖Puffer的Y向间距（2）的理论数值是1.4 mm。

将以上的因素大致分成两类。行李舱盖在关闭状态下，行李舱盖铰链、行李舱盖弹簧以及行李箱密封条、行李舱盖Puffer、行李舱盖锁和锁扣板的咬合，属于主动去固定行李舱盖的部分。而行李舱盖在路试动态过程中，行李舱盖与侧框的设计缝隙3.5 mm，侧围Puffer和行李舱盖Puffer的间距理论要求1.4 mm，都是被动防止行李舱盖碰到侧围。固定行李舱盖的力越大，行李舱盖与侧围的缝隙越大，侧围Puffer和行李舱盖puffer间缝隙越小，更有利于消除异响。所以针对此问题，还是从这两方面去入手。

图1 后盖关闭状态下对后盖施加固定力的因素及影响后盖晃动中影响Y向位置的因素

首先针对左右两侧差异，我们发现现场匹配数据上面左右有2个差异点：①侧围Puffer间距左侧1.5～2.0 mm，右侧2.5～3.0 mm，左右两侧差异在1.0 mm。② 前部行李舱盖与侧围缝隙左右两侧相差1 mm，左侧缝隙在3.6 mm，右侧在2.6 mm，因此右侧的匹配状态对异响来说更不利。这两点跟车身尺寸及行李舱盖调整相关的，Puffer间距左右差异是因为就是右侧总拼Puffer安装孔到匹配面的落差不利0.4 mm，左侧有利0.9 mm，行李舱盖与侧围缝隙左右存在差异是因为行李舱盖与侧框右侧平整度偏深导致。

但是左侧被动部分合格，但是同样出现异响，说明问题主要是发生在主动部分，即行李舱盖固定力不足，Y向晃动量太大。在钉阻路上，整车会上下左右晃动，行李舱盖也随着上下左右晃动，要避免行李舱盖碰到侧围，一方面是减小整车的晃动，即更好的路面情况，这个不在考虑范围内；另一方面肯定是要加强行李舱盖在Y向的受力来固定住行李舱盖。从图2可以看出，Y向的固定一方面靠行李舱盖铰链（如铰链的结构强度、侧围部分和行李舱盖部分铰链连接处的Y向铆接力、铰链螺栓的扭矩，另一方面靠行李舱盖在X和Z向受力后产生的Y向摩擦力（行李舱盖与密封条之间、行李舱盖Puffer和锁横梁盖板之间、行李舱盖弹簧和行李舱盖）以及行李舱盖锁和锁扣板的咬合程度。

针对上述的因素，首先通过查看铰链、行李舱盖锁、锁扣板的位置及现场铰链螺栓的扭矩，都符合要求。其次，查看摩擦力，摩擦力的大小跟压力、表面粗糙程度相关，表面特性图纸上有明确的要求，一般来说也不会出问题。剩下的就是压力。

参考静态压入力，三厢车机械弹簧行李舱盖受力分析中有一个重要的指标是关闭速度。关闭速度增加，要将行李舱盖关闭需要施加更大的力，行李舱盖姿态就越固定，关闭速度应小于1.0 m/s。收集缺陷车的关闭速度及其他的力学监控性能，关闭速度在0.5～0.6 m/s，均在范围内。拧出行李舱盖Puffer，增加关闭速度，异响消失，但行李舱盖关闭变困难，开启声音变大，对于行李舱盖舒适性有抱怨。实验验证，当增加关闭速度到0.7 m/s时，能够有效解决异响问题，而且也能够接受行李舱盖舒适性。因此，确认关闭速度做到0.7 m/s做为问题的临时措施。

临时措施也存在其他问题，除了带来的车间行李舱盖调整难度增加，通过锁扣板X向和Puffer调整，第一会牺牲行李舱盖舒适性，第二随着时间的推移，因为行李箱密封条和衣帽架Puffer材料特性。当行李舱盖关闭一段时间后，行李箱密封条和衣帽架Puffer会发生一定量的衰减，用户在使用一段时间后，仍然可能发生抱怨，所以还是要找到更好的解决办法。

根据分析思路和数据，我们发现了另外2个不利的点。首先，Puffer本身厚度都偏小0.3～0.5 mm。其次，装配时为了保证Puffer的密封性功能，现场使用榔头敲击，会导致Puffer进一步压缩，且压缩量不稳定。但是，就算进一步改善装配手法后，用手按进后用榔头轻拍，经过白光扫描对比，Puffer的间距也会有0.7 mm的差异，考虑到密封性的要求，这个压缩量是难以避免的，所以才会出现左侧车身在有利快1.0 mm的情况下，左侧Puffer间距还是在中值偏上。

因此，我们制定了其他几个长期措施，在公差内进行有利调整：①调整总拼行李舱盖开档，将行李舱盖与侧围缝隙优化至上偏差。②Puffer厚度优化减小Puffer间距。③密封条压缩负荷提高至上公差。④行李舱盖铰链的铆接力增大至上公差。并且让外购件提供了样件进行换装验证，这些措施均能够改善此问题，但是也同样发现无法保证异响完全解决。

结合之前的信息，有几点是需要去深入研究的。①同样的路试条件下，新老改款的车型对比，缺陷车型的行李舱盖晃动量相对太大。②各项因素基本都在公差范围内的，为何异响和舒适性难以兼顾。③低速小跨度路试速度的变化会导致行李舱盖晃动量变化很大，在前期的整车试验如液压振动或者坏路试验中，是否有类似的试验数据。④作为防止行李舱盖与侧围接触的Puffer，Puffer间距的理论数值1.4 mm是否有考虑到puffer装配后不可避免的压缩量。

针对这些疑问，借鉴同一平台下另一车型的分析资料我们发现了解决方案的异同点，相同的是都通过了提高关闭速度、增大密封条压缩负荷、调整行李舱盖开档、减小关闭间隙、增加铰链铆接力等现场措施，在公差内进行优化。所不同的是，另一车型在设计源头上也做出了优化，主要有3点。①行李舱盖铰链与行李舱盖每侧的固定点数量由2个改为3个。②优化Y向缓冲块结构，增大两者的接触面积，Puffer间的理论间隙从1.4 mm优化至0.5 mm。③优化行李箱密封条的口型，密封条的膜厚从1.4～1.5 mm优化至1.6～1.7 mm。此三个措施在行李舱盖主动和被动方面都做了优化，进一步防止问题的发生。

因此，借鉴分析资料，尝试换装新的行李舱盖密封条进行实验。如图2所示，为缺陷车型、A参考车型、B参考车型密封条的特性，可以看到B参考车型的密封条压缩负荷更大。

图2 不同车型密封条特性对比

4 问题经验和总结

通过某三厢车型行李舱盖异响问题的分析和解决，发现在路面振动激励下发生车身扭转振动和车身横向振动，这种类型的车身噪声，其噪声能量主要集中于低频区（5～300 Hz），给乘客强烈的不舒适感[3]。因此，针对此类噪音的分析解决有如下几点经验。

不管是三厢车还是两厢车，在行李舱盖的受力模型中，所有需要考虑的要素都是类似的，如行李箱密封条、Puffer抽拔力、行李舱盖弹簧(电动弹簧、机械弹簧)特性、关闭间隙、锁扣板的调整等。行李舱盖匹配相关的路试异响、舒适性、功能性问题，首先要确认问题源头，特别是电器相关的原理，而不是被动的先去查监控因素的各项资料。