關(guān)于前減震器扭矩衰減問(wèn)題的分析

章昊，原孝菊

（安徽江淮汽車(chē)股份有限公司技術(shù)中心，安徽 合肥 230601）

關(guān)于前減震器扭矩衰減問(wèn)題的分析

章昊，原孝菊

（安徽江淮汽車(chē)股份有限公司技術(shù)中心，安徽 合肥 230601）

某輕客前懸架減震器與前橋轉(zhuǎn)向節(jié)連接扭矩衰減，車(chē)輛行駛過(guò)程中存在安全隱患。通過(guò)前減震器扭矩衰減問(wèn)題分析，確定衰減的根本原因和解決措施，消除懸架系統(tǒng)連接失效的風(fēng)險(xiǎn)。

前減震器；扭矩；衰減

CLC NO.:U472.4 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)07-240-04

引言

汽車(chē)底盤(pán)件容易出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題從而造成安全隱患，其中扭矩衰減異常占底盤(pán)件問(wèn)題的很大一部分。文中根據(jù)某輕客前減震器與轉(zhuǎn)向節(jié)連接扭矩異常問(wèn)題的分析，確定扭矩衰減的根本原因，從而改進(jìn)整車(chē)底盤(pán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與質(zhì)量。

1、減震器簡(jiǎn)介

汽車(chē)在行駛中，懸架系統(tǒng)的彈性元件收到?jīng)_擊會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，故需要在懸架中與彈性元件并聯(lián)安裝減震器。單筒式液壓減震器，常應(yīng)用于各類(lèi)汽車(chē)之中，能迅速衰減由車(chē)輪通過(guò)彈性元件傳給車(chē)架的沖擊和振動(dòng)，避免車(chē)架承受過(guò)大的沖擊載荷，提高汽車(chē)行駛的平順性。

某輕客的車(chē)身與前橋轉(zhuǎn)向節(jié)通過(guò)前懸架的減震器進(jìn)行連接，以多顆M12的螺栓、螺母進(jìn)行緊固，形成可靠有效的車(chē)身承載系統(tǒng)，保證減震器充分發(fā)揮減震作用。

2、問(wèn)題描述(Define)

汽車(chē)前懸架的減震器與前橋轉(zhuǎn)向節(jié)連接，是整車(chē)的關(guān)鍵工序。在車(chē)輛使用過(guò)程中，其作用舉足輕重。作為底盤(pán)重要部件，某輕客前減震器與轉(zhuǎn)向節(jié)連接設(shè)計(jì)安裝扭矩要求為45Nm-70Nm。工藝標(biāo)準(zhǔn)：氣動(dòng)定扭工具，精度±10%，工具標(biāo)定值58Nm。經(jīng)檢測(cè)，裝配后扭矩偏小，線邊檢測(cè)扭矩30Nm-40Nm之間，遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)扭矩要求。

為避免整車(chē)下線后的二次復(fù)緊，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線裝配及檢測(cè)扭矩的達(dá)標(biāo)，文中運(yùn)用六西格瑪?shù)腄MAIC、SPC控制圖等工具對(duì)此扭矩衰減問(wèn)題進(jìn)行分析及解決。

3、測(cè)量階段(Measure)

3.1 故障統(tǒng)計(jì)

在總裝生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)底盤(pán)線，按照產(chǎn)品和工藝設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行裝車(chē)驗(yàn)證，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)同一批次的產(chǎn)品進(jìn)行裝配后的扭矩測(cè)量，在底盤(pán)線對(duì)車(chē)輛故障裝配點(diǎn)檢測(cè)共計(jì)20臺(tái)，160個(gè)安裝點(diǎn)，合格僅20個(gè)，不合格140個(gè)點(diǎn)，合格率12.5%，必須重新進(jìn)行定扭復(fù)緊。

表1 前減震器與轉(zhuǎn)向節(jié)連接扭矩（設(shè)計(jì)：45Nm-70Nm，工具標(biāo)定58Nm）

備注：實(shí)際樣本為20臺(tái)車(chē)，此處表格中僅展示了8臺(tái)車(chē)共計(jì)64個(gè)裝配點(diǎn)的樣本參數(shù)值。

結(jié)論：經(jīng)統(tǒng)計(jì)，扭矩值低于下限值，扭矩衰減嚴(yán)重，不滿(mǎn)足產(chǎn)品質(zhì)量要求。

圖1

3.2 測(cè)量系統(tǒng)

3.2.1 測(cè)量設(shè)備：表盤(pán)扳手DB100N

3.2.2 參考標(biāo)準(zhǔn)：企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)某商用車(chē)裝調(diào)及試驗(yàn)技術(shù)條件(擰緊檢測(cè)法)

3.2.3 技術(shù)條件：企標(biāo)中1.20.2：連接扭矩（45-70）Nm，檢測(cè)扭矩不低于下限值45Nm。

圖2

3.3 FAT分析及關(guān)鍵潛在因子清單

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)反饋的扭矩衰減情況，對(duì)可能造成扭矩異常的問(wèn)題進(jìn)行FAT分析，并查找關(guān)鍵潛在因子：

表2

4、分析階段(Analyze)

針對(duì)上述潛在的因子進(jìn)行逐一的調(diào)查驗(yàn)證與分析：

4.1 操作人員的技能水平較差

分析驗(yàn)證：①前減震器與轉(zhuǎn)向節(jié)連接為關(guān)鍵工序，其作業(yè)人員已進(jìn)行過(guò)多次考核，持證上崗，技能水平可以保證；②此崗位兩年內(nèi)無(wú)人員變更，且存在其余多個(gè)關(guān)鍵工序的裝配質(zhì)量均符合工藝要求。

結(jié)論：非要因。

4.2 打緊前減震器與轉(zhuǎn)向節(jié)連接點(diǎn)的工具狀態(tài)不符合要求

分析驗(yàn)證：①此工序現(xiàn)場(chǎng)使用的工具：沖擊扳手+咔噠扳手。每天上崗前，對(duì)扳手進(jìn)行校驗(yàn)，每3個(gè)月將咔噠扳手送至省計(jì)量局送檢，確保合格后使用。②現(xiàn)場(chǎng)員工使用S=19的套筒，未按工藝要求使用S=18的套筒。經(jīng)驗(yàn)證，螺栓頭與此套筒咬合不緊密，套筒的選用對(duì)連接點(diǎn)扭矩存在部分影響但不明顯。

結(jié)論：非要因。

4.3 前減震器與轉(zhuǎn)向節(jié)連接處及連接螺栓設(shè)計(jì)不合理

分析驗(yàn)證：對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物狀態(tài)進(jìn)行校核，前減震器與轉(zhuǎn)向節(jié)連接螺栓為六角螺栓平墊組合件Q1401230，并不具備防松的功能，且同一轉(zhuǎn)向節(jié)上的4個(gè)螺紋孔存在3種設(shè)計(jì)狀態(tài)。在裝配完成后，車(chē)身底盤(pán)件存在應(yīng)力和不均的載荷沖擊，導(dǎo)致連接點(diǎn)扭矩衰減。

結(jié)論：要因。

圖3

圖4

4.4 前減震器與轉(zhuǎn)向節(jié)來(lái)件與圖紙不符

分析驗(yàn)證：①經(jīng)過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)向節(jié)螺紋孔等尺寸的測(cè)量，此處螺紋孔為M12-6H，符合設(shè)計(jì)要求；②實(shí)際裝配，在控制實(shí)物、間隙尺寸等相同時(shí)，測(cè)量結(jié)果顯示左右兩側(cè)的扭矩有差異但不明顯。

結(jié)論：非要因。

圖5

圖6

4.5 工藝標(biāo)準(zhǔn)不完善，員工未按正確的工藝執(zhí)行

分析驗(yàn)證：①工藝要求：在裝配過(guò)程中，對(duì)角打緊，控制裝配過(guò)程中的局部應(yīng)力不均造成的扭矩誤差；②實(shí)際裝配：轉(zhuǎn)向節(jié)來(lái)回翻轉(zhuǎn)不便，員工按照自己的習(xí)慣自行裝配；③驗(yàn)證效果：調(diào)整裝配順序后，扭矩較為穩(wěn)定，衰減程度降低。

結(jié)論：要因。

4.6 現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)動(dòng)工具氣源不穩(wěn)定，不符合工具使用要求

分析驗(yàn)證：對(duì)比相同連接點(diǎn)，使用同一工具，不同的氣源，測(cè)量的結(jié)果存在波動(dòng)較大。右轉(zhuǎn)向節(jié)連接點(diǎn)使用的氣源穩(wěn)定，測(cè)量結(jié)果較為穩(wěn)定，結(jié)果不合格；左轉(zhuǎn)向節(jié)連接點(diǎn)使用的氣源不穩(wěn)定，測(cè)量結(jié)果波動(dòng)大，結(jié)果同樣不合格；當(dāng)左轉(zhuǎn)向節(jié)連接點(diǎn)使用右側(cè)的氣源，測(cè)量結(jié)果較為穩(wěn)定，亦不合格。

結(jié)論：非要因。

4.7 測(cè)量系統(tǒng)、手段存在誤差，不符合要求

分析驗(yàn)證：該車(chē)間扭矩均采用擰緊法檢測(cè)，僅此工序扭矩異常，工具定期標(biāo)定送檢合格，且經(jīng)3名關(guān)鍵工序人員檢測(cè)，測(cè)量結(jié)果無(wú)較大偏差。

結(jié)論：非要因。

5、改進(jìn)階段(Improve)及控制階段(Control)

5.1 改進(jìn)驗(yàn)證

5.1.1 措施一：更改標(biāo)準(zhǔn)件

建議將緊固標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計(jì)變更為帶防松功能的標(biāo)準(zhǔn)件，排除標(biāo)準(zhǔn)件不防松造成的扭矩異常。經(jīng)對(duì)標(biāo)競(jìng)品車(chē)型，其在防松的處理上應(yīng)用了厭氧性防松膠；內(nèi)部對(duì)比前后橋等底盤(pán)安全件，亦采用有防松膠的螺栓，可達(dá)到扭矩不衰減和無(wú)損拆卸2—3次的效果。

更改為防松的標(biāo)準(zhǔn)件Q1401230S后，消除了因底盤(pán)載荷振動(dòng)，連接點(diǎn)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不同造成的扭矩衰減，避免了設(shè)計(jì)變更轉(zhuǎn)向節(jié)鑄造件的結(jié)構(gòu)和機(jī)加工而產(chǎn)生的二次開(kāi)模費(fèi)用。

圖7

圖8

5.1.2 整改措施二：完善工藝要求

①調(diào)整連接點(diǎn)的打緊順序和工藝要求，先預(yù)緊后定扭并要求嚴(yán)格執(zhí)行；②將現(xiàn)場(chǎng)使用的工具更換為高精度的離合斷氣工具和咔噠扳手，同時(shí)嚴(yán)禁使用不符合工藝要求的套筒。

5.2 改進(jìn)效果

表2 前減震器與轉(zhuǎn)向節(jié)連接扭矩

5.3 生產(chǎn)一致性控制

5.3.1 設(shè)計(jì)變更

總結(jié)驗(yàn)證階段的方法，產(chǎn)品設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)明確標(biāo)準(zhǔn)件帶防松膠（Q1401230S），標(biāo)準(zhǔn)件表面處理新增防松膠，在產(chǎn)品圖紙中明確并受控下發(fā)各單位切換執(zhí)行。

5.3.2 工藝變更及現(xiàn)場(chǎng)固化

經(jīng)過(guò)工藝分解技術(shù)狀態(tài)，新標(biāo)準(zhǔn)件防松膠凝固后其破壞扭矩較大，可保證其扭矩滿(mǎn)足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；同時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)工具和裝配方式進(jìn)行細(xì)節(jié)固化，通過(guò)工藝手段實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)一致性管控。

6、結(jié)論

從上述分析中可知，通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)連接件的改進(jìn)以及工藝手段的控制，可以在一定范圍內(nèi)消除底盤(pán)件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不足造成的扭矩異常，加強(qiáng)了連接的可靠性。目前采用該控制措施的車(chē)型，經(jīng)市場(chǎng)反饋效果良好，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的目標(biāo)。

7、結(jié)束語(yǔ)

隨著汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，汽車(chē)的安全和舒適性要求越來(lái)越高，進(jìn)而提出了精致化的設(shè)計(jì)和工藝。為保證底盤(pán)螺栓連接的可靠性，需綜合考慮產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、裝配、性能等，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段考慮的潛在失效模式越多，后期的失效風(fēng)險(xiǎn)越小，同時(shí)工藝的保障性也能夠同步提升。

[1] 張建偉,蔣紅衛(wèi)(譯) 等.統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制SPC[M].中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心,2000.

[2] 吳宗澤,王序云等.機(jī)械設(shè)計(jì)[M]. 北京:高等教育出版社,2001.

[3] 劉漢濤.汽車(chē)底盤(pán)構(gòu)造與原理精解. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2014.

[4] 余志生.汽車(chē)?yán)碚揫M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.

[5] 馬林,何楨.六西格瑪管理[M].北京:中國(guó)人民大學(xué)出版社,2004.

About the shock absorber damping torque analysis of the problem

Zhang Hao, Yuan Xiaoju
( Anhui jianghuai automobile Co. Ltd. Technology center, Anhui Hefei 230601 )

The torque has been attenuated which come from a connection of the front Vibration Damper and the Steering Knuckle in a Light-vehicle, it is a security risk while someone is driving. In order to eliminating the risk of the suspension system connection failure, a root cause of attenuation will be identified and solved through the analysis.

Front Vibration Damper; Torque; Attenuation

U472.4

A

1671-7988(2016)07-240-04

章昊，助理工程師，就職于安徽江淮汽車(chē)股份有限公司技術(shù)中心，曾從事過(guò)總裝工藝，目前從事底盤(pán)設(shè)計(jì)工作，主要研究汽車(chē)底盤(pán)技術(shù)。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.07.077