車窗關(guān)閉噪聲原因分析與問題解決

高明遠，何 妍，黃海濤，龐 博

（北京奔馳汽車有限公司，北京 100176）

0 引 言

在全球汽車企業(yè)中，噪聲問題一直是影響用戶使用體驗的熱點問題之一，由于其通常具有高復雜度、高敏感性等特性，一直困擾著工程技術(shù)人員。在分析解決過程中，工程人員需要借助先進的測量設(shè)備、大量的數(shù)據(jù)支撐以及豐富的工程經(jīng)驗才能加以解決。

某車型SOP（Start of Production，量產(chǎn)）后產(chǎn)能爬坡過程中，突然出現(xiàn)批量的車門玻璃上升噪聲問題。這對于正處于產(chǎn)能爬坡階段的總裝生產(chǎn)線來說，是十分棘手且緊急的任務(wù)。相關(guān)責任工程師必須保證FTC（First Time Capability，一次下線成功率），對批量出現(xiàn)的噪聲問題做出快速反應，執(zhí)行短期措施保證生產(chǎn)，同時找出根本原因并推動長期措施的實施。本文詳細描述了問題發(fā)生的方式，闡述了完整的分析思路以及長、短期解決措施，為日后解決車門玻璃上升碰撞噪聲等相關(guān)性問題提供了系統(tǒng)性的分析思路和解決方法。

1 問題描述與短期措施

當車窗玻璃上升至頂端進入玻璃導槽時，會產(chǎn)生較大的入槽噪聲，問題發(fā)生區(qū)域如圖1所示。工廠連續(xù)3天對生產(chǎn)線上該車型的噪聲問題進行100%檢查，發(fā)現(xiàn)4門缺陷率分別為：左前門7%，右前門11%，左后門0.53%，右后門0.2%。考核部門將該問題評定為必須解決且影響用戶體驗的熱點問題。

圖1 噪聲問題發(fā)生區(qū)域

通過三維模型的截面圖可以清晰看出該噪聲的來源，如圖2所示，若玻璃偏離了玻璃導槽的槽道區(qū)域，當玻璃上升時會撞上玻璃導槽頂條的外邊沿，產(chǎn)生入槽噪聲。

噪聲問題的核心點在于，玻璃上升通道和玻璃導槽的槽道沒有處于同一個平面內(nèi)，兩者在Y向上產(chǎn)生偏差[1]?；诖嗽硖岢隽藘煞N短期措施并進行風險評估，確保生產(chǎn)線的FTC率及順利交車。下述各方案中的坐標系均采用整車坐標系。

圖2 噪聲問題原理三維圖

方案1：在玻璃導槽和車門翻邊之間增加一根圓柱形膠管，以增加車門翻邊的Y向尺寸，改變玻璃導槽在Y向的定位點位置[2]，增加對玻璃運行平面的容錯尺寸，如圖3所示。

圖3 短期措施方案1

方案2：在線升降4門玻璃，并進行100%檢查是否存在噪聲問題，若存在，則由第三方人員使用如圖4所示的刮板向外側(cè)刮玻璃導槽的唇邊，使車門玻璃更加容易進入玻璃導槽的頂條槽道，反復操作直到問題消失。

圖4 短期措施方案2

若實施方案1，存在前、后門裝飾條Y向平順度變差的風險，并且使橡膠條存在安裝不到位造成裝配困難的風險。方案2存在橡膠回彈的風險，但玻璃入槽以后門框系統(tǒng)的自適應性有助于改善導槽與玻璃配合的問題。綜合考慮短期措施的成本、實施難度和后期風險后，最終選擇實施方案2。

2 根本原因分析

車門框系統(tǒng)是由多個零件配合組成，具備防水、降噪、裝飾等多種功能在內(nèi)的復雜系統(tǒng)。車窗玻璃碰撞噪聲問題的發(fā)生區(qū)域涉及多種零部件，包括玻璃、玻璃導槽、B柱蓋板、車門內(nèi)外板。為了得到數(shù)據(jù)支撐并分析問題的根本原因，通過三坐標手段測量了5輛問題車。數(shù)據(jù)表明，配合零件對于前、后門碰撞噪聲的貢獻有所區(qū)別，可將此復雜問題拆解成為多個小問題并逐一分析，以左前門為例介紹各配合件的作用。

2.1 玻璃導槽

噪聲問題發(fā)生區(qū)域位于玻璃導槽頂條區(qū)域，頂條斷面尺寸是影響玻璃導槽性能的重要因素[3]。拆卸問題車的玻璃導槽并做切片處理，通過專用投影儀將切片與斷面10倍放大圖紙做對比，頂條斷面狀態(tài)如圖5所示，可以看出，框線位置的植絨面長度不夠，使得玻璃在進入槽道時更加容易與膠皮面接觸，增加產(chǎn)生噪聲的可能性。

圖5 玻璃導槽頂條斷面投影圖

2.2 車門框

車門框的B柱鈑金和翻邊長度對于噪聲問題至關(guān)重要，其影響著車門內(nèi)部系統(tǒng)的Y向定位[4]。拆解問題車的車門，使用三坐標測量設(shè)備對問題車門進行測量，得到相關(guān)數(shù)據(jù)如圖6～圖8所示。從圖6中可以看出，車門B柱區(qū)域鈑金在Y向向車門外偏移了1.21 m m，而此位置的公差為±0.6 mm，該車門B柱鈑金外翻導致車門玻璃在Y向向車門外偏移至少0.6 mm，嚴重影響了車門玻璃的運行狀態(tài)。

圖6 車門鈑金Y向測量圖

車門框上部區(qū)域翻邊長度同樣會產(chǎn)生較大的影響。玻璃導槽安裝在車門框的翻邊上，其Y向定位依靠翻邊Y向位置。若車門框翻邊Y向尺寸處于下差或超差，將導致玻璃導槽向車門里偏移，同樣會導致玻璃上升時與玻璃導槽發(fā)生碰撞產(chǎn)生噪聲。

為了保證原因分析的準確性，產(chǎn)品工程部分析測量了4輛問題車和1輛完好車的車門框鈑金尺寸數(shù)據(jù)，見表1，其中B柱區(qū)域公差為± 0.6 mm，門框翻邊公差為±0.5 mm。

表1 車門框鈑金Y向測量數(shù)據(jù) mm

結(jié)合表1數(shù)據(jù)分析，B柱區(qū)域外翻導致玻璃向Y向正值偏差，門框翻邊短導致玻璃導槽向Y向負值偏差，其差值過大將直接導致玻璃與沒有植絨的導槽唇邊碰撞發(fā)出噪聲。為此提出針對該車型的碰撞敏感邊界概念，其差值反映鈑金自身的Y向階差，階差越大，越容易產(chǎn)生碰撞噪聲。通過對比不同生產(chǎn)日期的50輛車車門鈑金數(shù)據(jù)以及缺陷車輛數(shù)量，得出基本結(jié)論：在裝配完全正確的條件下，當階差大于1.1 mm時，會大概率出現(xiàn)噪聲問題；當階差處于1～1.1 mm時，處于敏感區(qū)域，受其他因素影響，可能會出現(xiàn)噪聲；當階差小于1 mm時，可以判定基本不會出現(xiàn)碰撞噪聲問題。

2.3 B柱蓋板

玻璃的運行通道位于B柱蓋板的側(cè)邊槽道內(nèi)，B柱蓋板本身的Y向尺寸對于玻璃運行過程中的位置非常重要。

圖7 B柱蓋板Y向測量圖

如圖7所示，問題車的B柱蓋板在Y向有1.25 mm的偏差，但是該車門框鈑金在Y向也具有1.2 mm的偏差，故該B柱蓋板本身尺寸沒有問題，其他問題車的B柱蓋板尺寸也未出現(xiàn)問題，可以排除B柱蓋板對噪聲問題產(chǎn)生影響。

2.4 車門玻璃

車門玻璃本身的Y向尺寸也至關(guān)重要，車門玻璃上邊沿Y向尺寸公差為±1 m m。對問題車的前后車門玻璃上邊沿依次取8個測量點，結(jié)果如圖8所示，問題車輛前門玻璃上邊沿的Y向尺寸為-0.5～0 mm，為負偏差，對噪聲問題沒有影響，可以排除前門玻璃的影響。后門玻璃Y向尺寸批量占據(jù)了上偏差的極限值，需要優(yōu)化后門玻璃的Y向尺寸。

圖8 前后門玻璃Y向尺寸對比

3 零件優(yōu)化與實施效果

依據(jù)上述分析結(jié)果，分別優(yōu)化各零件，上線優(yōu)化后的零件，并給出初始上線時間，監(jiān)控優(yōu)化后的零件對于噪聲問題的影響。

3.1 玻璃導槽

通過各工序質(zhì)量統(tǒng)計，供應商系統(tǒng)地對產(chǎn)品數(shù)據(jù)進行了分析、診斷，可以保證玻璃導槽生產(chǎn)過程穩(wěn)定[5]。優(yōu)化后的玻璃導槽擠出部分的斷面如圖9所示，由10倍放大圖可以看出，斷面尺寸已經(jīng)完全優(yōu)化至圖紙要求范圍內(nèi)，優(yōu)化后零件可以上線。

圖9 玻璃導槽斷面放大圖

3.2 玻璃

優(yōu)化只針對后門玻璃，根據(jù)百檢數(shù)據(jù)，優(yōu)化后玻璃上公差控制在+0.6 mm以下。優(yōu)化后的玻璃和導槽上線后，通過線上100%檢查發(fā)現(xiàn)，后門噪聲缺陷完全消失。

3.3 車門框

根據(jù)上述分析結(jié)果，車門框翻邊Y向尺寸和B柱區(qū)域Y向尺寸不能分開考慮，必須綜合考慮車門框的階差，即碰撞敏感邊界。為了縮小階差，裝焊車間優(yōu)化車門框翻邊的Y向尺寸。優(yōu)化前、后50輛車的車門框狀態(tài)如圖10所示，優(yōu)化前Y向尺寸均值處于超下差的狀態(tài)，優(yōu)化后尺寸回歸到中值附近。

圖10 優(yōu)化前、后車門框Y向尺寸對比

車門框優(yōu)化后效果顯著，連續(xù)10天百檢車輛，結(jié)果顯示前門缺陷率降為0，至此問題完全解決。

4 結(jié) 論

車門玻璃噪聲問題影響因素眾多，涉及玻璃導槽、玻璃、車門框等多種零件，重點分析了車門階差、外飾零件尺寸的影響，提出了碰撞敏感邊界概念，定義該車型敏感邊界為1.0～1.1 mm。通過優(yōu)化相關(guān)零件尺寸使噪聲問題得到解決，同時反映出關(guān)鍵因素在于車門框的階差。

該噪聲問題發(fā)生于量產(chǎn)階段，產(chǎn)能爬坡給問題解決帶來了巨大的挑戰(zhàn)。提供了量產(chǎn)階段解決問題的清晰思路，依照澄清問題—實施短期措施—發(fā)現(xiàn)根本原因—尋找長期措施—執(zhí)行長期措施—驗證效果這個思路，工程人員可以有條不紊地解決問題。同時，由于問題區(qū)域涉及多種零件，將復雜問題一一拆解，為問題的解決提供了可靠的數(shù)據(jù)支撐。