某商用車前門限位器安裝點開裂研究

欒成程

【摘 要】車門限位器是汽車的重要組成部分，既可以將車門停留在一定位置，保證乘客進出汽車的便捷性，又可以防止汽車車門的自動關閉對人造成潛在的傷害。因此，車門限位器安裝的可靠性關系重大。文章通過QC質(zhì)量管理工具，對某車型前門限位器安裝位置車身開裂問題進行了分析及解決，完整地展示了QC工具的流程和方法。通過本案實例，不僅可以讓讀者了解QC工具在生產(chǎn)生活中的實際應用，也為解決同類問題提供了參考和借鑒。

【關鍵詞】QC；限位器；開裂；強度

【中圖分類號】U463.834 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2017）06-0077-04

QC活動指的是在生產(chǎn)或工作崗位上從事各種勞動的職工，圍繞企業(yè)經(jīng)營戰(zhàn)略、方針目標和現(xiàn)場存在的問題，進行以改進質(zhì)量，降低消耗，提高人員素質(zhì)和經(jīng)濟、社會效益為目的而組織起來的運用管理理論和方法開展的活動[1]。QC來源于管理活動。早在1987年，西方國家為了提高質(zhì)量管理效果，成立了QC活動小組，目的是共同提高質(zhì)量管理水平，且發(fā)揮過顯著的作用。世界著名的質(zhì)量管理專家美國朱蘭博士曾說：“QC小組活動的開展，使日本的產(chǎn)品質(zhì)量躍居領先地位。”這就充分說明了質(zhì)量管理小組的作用巨大[2]。

汽車車門限位器是控制車門開啟角度并使車門停留在最大開度位置的裝置[3]，也是車門啟閉系統(tǒng)中的關鍵零件，其安裝的可靠性，不僅直接關系到車門開啟的靈活性，更對整車的安全性、NVH等特性有至關重要的影響。本文結合某車型前門限位器車身安裝點開裂問題，運用質(zhì)量管理工具，采用PDCA控制循環(huán)，詳細分析了問題的主要癥結和原因，從而制定對策和措施，最終解決了限位器安裝點開裂的問題，達到了QC活動的預期目標，也為今后新車型的開發(fā)積累了寶貴的經(jīng)驗。

1 現(xiàn)狀調(diào)查

1.1 問題的提出

2016年6月，接到售后部門反饋，某商用車前門限位器安裝點附近異響。售后人員在拆除限位器裝配螺栓后發(fā)現(xiàn)，車身上的限位器固定點鈑金開裂。故障位置如圖1所示。

1.2 現(xiàn)狀分析

某商用車限位器為汽車常用拉桿式限位器。在車門啟閉過程中，車門鈑金上的限位器盒拉動限位器臂繞限位器旋轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動，限位器本身在此過程中作為二力桿起到控制車門開度的作用[4]。在限制車門開啟程度的過程中，相對于車門側(cè)（車門內(nèi)板）有橡膠等緩沖材料，車身側(cè)（側(cè)圍）為剛性連接，受力情況十分惡劣。從圖1可以看出，限位器安裝在車身側(cè)的鈑金出現(xiàn)了明顯的裂紋延伸的情況。截至2016年6月13日，售后部門已反饋數(shù)臺故障車，初步判斷為非偶發(fā)問題。

為了再次確認故障的位置，一般遵循零件互換對比的原則，將故障車上的零件與非故障車上零件進行互換重裝，通過對比裝配的結果，從而明確故障的位置，縮小原因調(diào)查范圍，其目的在于區(qū)分故障是零件本身的問題還是車身鈑金的問題引起的。在本案例中，將故障車的限位器拆下，重新裝配到其他無故障車上，異響消失，排除限位器零件質(zhì)量問題導致異響；將合格的限位器裝配到故障車上，異響重現(xiàn)。由此可以推斷，異響是由限位器固定點的故障引起的。

1.3 目標設定

目標的設定都應遵循一定的原則，并有充分的依據(jù)。由此，設定的目標才會適當、合理，既具挑戰(zhàn)性，又具可實現(xiàn)性；QC小組才有可能通過活動和全體成員的努力，實現(xiàn)目標，完成課題。依據(jù)客戶標準和質(zhì)量要求，車身產(chǎn)品改進小組最終確定本次活動的目標：消除限位器車身固定點開裂風險，故障PPH降為0。

2 原因分析及要因確認

2.1 原因分析

進行原因分析時，遵循循序漸進、有的放矢的原則，使整個QC活動順利開展。如果把整個活動看作一個項目，那么原因分析就是P階段的關鍵環(huán)節(jié)?；顒幼⒅匕l(fā)揮每一位小組成員的積極性和創(chuàng)造性，通過頭腦風暴，大家集思廣益、暢所欲言、各抒己見，發(fā)揮集體智慧和發(fā)散思維，充分挖掘顯性和隱性的影響因素，在原因分析環(huán)節(jié)充分地進行探討，梳理出了導致限位器安裝鈑金開裂的潛在影響因素：零件質(zhì)量、車身焊接、總裝裝配及車身強度，涵蓋了零件、工藝、過程、設計等幾個維度，力求找出根本原因。

QC活動重視每一個環(huán)節(jié)的科學性，注重運用科學的工具和方法來檢視結果。經(jīng)小組成員認真討論，決定對4個因素依次進行科學的論證。

2.2 要因確認

要因確認就是要對諸多原因進行鑒別，把確實影響問題的原因找出來，將目前狀態(tài)良好、對問題影響不大的原因排除掉，以便為制定對策提供依據(jù)，對癥下藥，否則，對影響不大的因素制定對策并加以實施，必然造成人、財、物的浪費，加大了問題的難度，延長了解決問題的時間。因此，要因確認時，把工作做扎實、做深入是十分必要的，也是“磨刀不誤砍柴工”的明智之舉。要因確認列表見表1。

小組成員按表1中的進度要求，扎實深入地對各個影響因素進行確認。

2.2.1 車身焊接調(diào)查

車身焊接的調(diào)查，涉及的因素包括零件質(zhì)量、零件匹配程度、焊接工藝與過程等（如圖2所示）。

QC小組前往車身車間抽查零件狀態(tài)，通過QC小組調(diào)查，鈑金各零件材質(zhì)和板材厚度符合圖紙要求；加強板和外板等零件表面無壓痕、縮頸、拉薄等沖壓缺陷；QC小組判定零件質(zhì)量合格。

查看零件匹配情況，焊接前后加強板和外板配合良好，無離空現(xiàn)象；焊接情況按照焊接工藝正常進行，螺母焊接牢固，焊點無異常現(xiàn)象。QC小組判定車身焊接正常。

結論：車身焊接不是問題要因。

2.2.2 總裝裝配調(diào)查

通過QC小組調(diào)查，某商用車所使用的限位器為SGMW常用限位器，近年來未出現(xiàn)質(zhì)量問題。調(diào)查小組對該限位器的功能展開調(diào)查，隨機抽查總裝生產(chǎn)線的線旁零件，測量了限位器的關鍵參數(shù)——開啟角度，一、二擋讀數(shù)均在技術要求的范圍內(nèi)，具體數(shù)據(jù)見表2。

QC小組繼續(xù)調(diào)查總裝車間的裝配情況，現(xiàn)場裝配按照工藝正常進行。隨機抽查限位器安裝螺栓的扭矩值（標準值為9～12 N·m）發(fā)現(xiàn)，扭矩偏大，無偏小現(xiàn)象（見表2）?？紤]到檢測儀器的誤差，認定裝配扭矩基本在工藝范圍內(nèi)。

結論：總裝裝配不是問題要因。

2.2.3 車身側(cè)強度分析

根據(jù)QC小組調(diào)查的深入，車身強度分析也同步展開。小組成員經(jīng)過頭腦風暴，決定先對比其他對標車型（A車、B車、C車），以期找出問題發(fā)生的根本原因。根據(jù)以往經(jīng)驗經(jīng)過篩選，列出了與問題相關聯(lián)的具體參數(shù)（見表3）。

2.2.3.1 前門重量

當車門開啟一定角度，對其進行受力分析，簡化如圖3所示。

假設忽略摩擦力等阻力因素，車門受力平衡可得：F1×L+M重=F2×L'。其中，F(xiàn)1——限位器合力；L——限位器力臂；M重——車門重量產(chǎn)生的力矩；F2——車門開啟力；L'——車門開啟力臂。

從車門受力平衡方程可以看出，車門重量產(chǎn)生的力矩M重與限位器合力F1無直接相關的關系。

2.2.3.2 車門開啟角度差

在正常情況下，汽車車門開啟的最大角度即為限位器開啟的角度，此時車門鉸鏈未承受車門開啟力矩。但當極限狀態(tài)——車門過開的情況發(fā)生，即車門開度超過限位器理論開啟角度時，限位器單獨承受車門開啟力矩，直至達到鉸鏈最大開啟角度。從車門受力平衡方程可以得知：此時車門開啟力F2超過正常值，其他參數(shù)沒有明顯變化的情況下，限位器所受合力F1也超出正常值。對比4個車型，可得出結論：D車型的狀況最惡劣。

2.2.3.3 限位器螺母規(guī)格

定性地分析限位器螺母規(guī)格對此問題的影響可知，螺母越小，單位面積受力越大，應力也越容易集中，由此可見，D車型的狀況最惡劣。

2.2.3.4 應力值

隨著計算機軟、硬件技術的發(fā)展，CAE技術日趨成熟，各種數(shù)值仿真方法，如有限元、多體動力學、計算流體力學等技術在產(chǎn)品設計中得到廣泛的應用。應力值可以通過CAE有限元分析模擬算出。QC小組成員對各個車型進行了CAE模擬分析，詳細對比結果見表4。

綜上可知，本文研究的某車型（故障車D），限位器位置的鈑金存在很大的開裂風險。

結論：車身側(cè)強度不足是問題要因。

3 制定對策

QC小組成員遵從“5W1H”原則，經(jīng)過仔細調(diào)查和認真分析與校核，得出了限位器安裝點開裂是由于此處應力大的原因?qū)е碌?。?jīng)過QC小組的集思廣益和綜合考量，初步確定了增加螺母板和增大螺母的方案。

基于相同模擬工況下，經(jīng)過CAE分析，實施改進方案后，加強板處最大應力為174 MPa，故障車開裂的外板最大應力為144 MPa，降幅達到12.7%，且未超過材料屈服強度。由此可得出結論：改進方案能有效地降低限位器安裝點螺母根部鈑金的應力，達到了活動預期的目標。

4 對策實施

QC小組活動最主要的目的就是解決問題，而開展對策實施是非常關鍵的一環(huán)。因此，車身改進小組立即發(fā)布設計變更，具體措施：①增加限位器螺母板，同時增加3個焊點；②限位器安裝螺母和螺栓的規(guī)格由M6更改為M8。方案對比如圖4所示。

5 效果檢查和鞏固措施

5.1 效果檢查

通過QC小組成員的共同努力，問題未再重復出現(xiàn)，PPH已降為0，達到了預期目標。在整個車輛生命周期內(nèi)，會持續(xù)跟蹤，對客戶負責到底。

5.2 鞏固措施

已經(jīng)將此經(jīng)驗教訓加入Lesson Learn，同時推動了限位器安裝螺母和螺栓的規(guī)格由M6更改為M8的設計標準化。

6 結語

經(jīng)過本次QC小組活動，成功解決了某車型鈑金開裂問題，同時小組成員的問題解決能力、QC知識、團隊合作精神得到大幅提高。QC活動作為質(zhì)量改進與提高、技術創(chuàng)新的有效手段，將在今后的生產(chǎn)生活中發(fā)揮越來越大的作用。因此，我們應立足崗位工作，充分調(diào)動員工的積極性和創(chuàng)造性，使QC活動為企業(yè)的發(fā)展做出更大的貢獻。

參 考 文 獻

[1]秦國毅.企業(yè)QC小組活動推進中的問題與對策探索[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2016，15（5）.

[2]劉海英.淺談企業(yè)如何更有效地開展QC小組活動[J].企業(yè)科技與發(fā)展，2008（22）.

[3]劉遺勛，曹春生.淺談車門限位器的設計[A].河南省汽車工程學會.第九屆河南省汽車工程技術研討會論文集[C].2012.

[4]王峻峰，劉瑩，喬鑫.汽車車門限位器力矩曲線有限元分析[A].中國汽車工程學會.中國汽車工程學會年會論文集[C].2014.

[責任編輯：陳澤琦]