某乘用車儀表橫梁下沉導(dǎo)致機(jī)艙內(nèi)干涉問題研究

摘要：現(xiàn)代汽車用儀表橫梁往往因輕量化設(shè)計(jì)，導(dǎo)致加載過重而出現(xiàn)各類下沉問題，造成各種管類、線束安裝不良以致風(fēng)噪、異響等問題。尤其在進(jìn)入量產(chǎn)后由于設(shè)計(jì)更改難度大，此類問題一直困擾著各大主機(jī)廠。本文以實(shí)際量產(chǎn)實(shí)際為例，詳細(xì)分析了某車型汽車儀表橫梁下沉導(dǎo)致機(jī)艙內(nèi)干涉的原因，制定了多種對(duì)策及方案，在其中進(jìn)行比對(duì)分析，找尋最簡(jiǎn)易、低成本的方向，并驗(yàn)證了方案的可行性和效果，給各位業(yè)內(nèi)人士題共一種可行的思路。

關(guān)鍵詞：汽車;儀表橫梁;CCB

中圖分類號(hào)：u472 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0前言

儀表橫梁（CCB，全稱Car Cross Beam），主要用于支撐儀表電器元件、線束、空調(diào)、飾板及裝飾件等，并且其中還需要連接安全氣囊、轉(zhuǎn)向柱等安全功能元件（圖1）。其主要結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單，主要包括管梁、側(cè)端支架和管柱固定支架總成等，但其附屬支架因設(shè)計(jì)不同可能變得極為繁瑣和復(fù)雜，這也是導(dǎo)致本文問題發(fā)生的一個(gè)原因，這里不做重點(diǎn)說明。CCB作為前端儀表面板下的支撐件，擔(dān)當(dāng)著安裝及安全支撐的重要責(zé)任。在設(shè)計(jì)初期，工程師為了滿足振動(dòng)、強(qiáng)度等要求會(huì)進(jìn)行一系列調(diào)整和驗(yàn)證。但到了實(shí)際量產(chǎn)，由于局部的受力問題無發(fā)完全規(guī)避，所以快速解決下沉問題是量產(chǎn)初期CBB等零件的一個(gè)重要課題。

本文以實(shí)際產(chǎn)品為例，針對(duì)實(shí)際出現(xiàn)的下沉導(dǎo)致的機(jī)艙干涉問題，詳細(xì)介紹了其現(xiàn)狀和調(diào)查進(jìn)展，為行業(yè)內(nèi)解決同類問題提供借鑒。

1問題背景

某汽車企業(yè)新款車型產(chǎn)量不斷的提升，自2019年11月以來廠內(nèi)生產(chǎn)多發(fā)鼓風(fēng)機(jī)暖風(fēng)水管下沉問題，下沉6～9mm（圖2），導(dǎo)致防水膠套難安裝及以及與前壁板發(fā)生干涉問題。從側(cè)面看鼓風(fēng)機(jī)整體相對(duì)理論位置下移（圖3）。

2原因分析

2.1CCB強(qiáng)度分析

CCB在裝配完成后，受到Z向的載荷作用下，儀表板橫梁會(huì)出現(xiàn)理論性下沉情況。一般來說，我們要求中部支撐支架最下端在Z向位移值應(yīng)該低于1.5mm。而實(shí)際由于受力點(diǎn)、受重以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不同，會(huì)出現(xiàn)不同程度的下沉。這對(duì)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的能力有著極高的要求，針對(duì)這款車型我們做了以下分析。

CAE理論計(jì)算得出，47kg作用力下，下沉量約1.7mm，60kg作用力下，下沉量為2.3 mm;實(shí)際實(shí)車檢測(cè)裝配完成后下沉約2.0 mm。理論和實(shí)際結(jié)果較為一致，設(shè)計(jì)上即存在2mm左右的下沉。

改善方向：預(yù)留支架上移，空出下沉空間。

2.2樹脂件強(qiáng)度分析

安裝在CCB上的重樹脂類零件，由于自身的重力作用存在固定后下沉情況，其與機(jī)艙類管路連接部分易出現(xiàn)下沉或干涉情況。以鼓風(fēng)機(jī)為例，受力后L縮短2.0 mm（L為定位受力點(diǎn)至外接管口距離，自由狀態(tài)157.0 mm，受力后155.0 mm）。

改善方向：第一，增加支架位置強(qiáng)度;第二，外接管口位置調(diào)整，預(yù)留受力形下移量。

2.3零件精度及公差分析

機(jī)艙類外接管口的位置是由多個(gè)零件的精度共同決定的，主要涉及鼓風(fēng)機(jī)、儀表橫梁及A柱內(nèi)板（整車車身精度）等，其零件的精度保證極為重要，這是保證質(zhì)量及分析的前提條件。

我們?cè)诹慵细竦那闆r下對(duì)，其公差尺寸鏈進(jìn)行了深入分析，認(rèn)為公差選擇及后期的裝配手法會(huì)對(duì)最終的精度有較大影響（圖4）。尺寸鏈說明如表1所示。

（1）A0為鼓風(fēng)機(jī)管口與前壁板孔位配合間隙，目標(biāo)尺寸，封閉環(huán)。

（2）A1為前壁板孔位精度，減環(huán)。

（3）A2為鼓風(fēng)機(jī)管口精度，增環(huán)。

（4）A3為儀表橫梁安裝孔精度，增環(huán)。

（5）A4為A柱內(nèi)板安裝螺柱精度，增環(huán)。

經(jīng)計(jì)算，公差累計(jì)會(huì)造成較大的波動(dòng)，所以后期裝配時(shí)，向有利方向裝配會(huì)對(duì)問題有很大改善。

3對(duì)策對(duì)比及總結(jié)

通過3個(gè)策略的對(duì)比：CCB強(qiáng)度優(yōu)化方案能夠根本解決問題，但成本高，周期長(zhǎng)，模具修改風(fēng)險(xiǎn)高，定位點(diǎn)涉及零件多;樹脂強(qiáng)度優(yōu)化能夠根本解決問題，但成本高，周期長(zhǎng)，模具修改風(fēng)險(xiǎn)高;裝配手法優(yōu)化方案成本低，周期短。因此，上述3個(gè)對(duì)策選擇存在困難，根本措施難以在量產(chǎn)過程中得到體現(xiàn)。

進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，機(jī)艙類管類一般剛性較低，連接角度變化對(duì)其影響較小。通過儀表橫梁上支架固定位置的X向移動(dòng)，使其對(duì)接位置發(fā)生旋轉(zhuǎn)微上翹能夠有效解決此類問題。此對(duì)策僅需要在焊接夾具及工裝上進(jìn)行調(diào)整，通過X向的變化來調(diào)整Z向的變化，達(dá)到改善下沉的目的。該方案修改風(fēng)險(xiǎn)小、成本低且效果好。

4結(jié)束語

在儀表橫梁造型及設(shè)計(jì)基本鎖定不易變更的情況下，同夾具的微調(diào)整，以角度替換距離的方式是量產(chǎn)領(lǐng)域改善儀表橫梁下沉一種有效的方式。該方案更改方便，成本低，見效快。相對(duì)于模具的變動(dòng)，此方案也極大規(guī)避了一定的風(fēng)險(xiǎn)，并具備良好的復(fù)原性。

但此方案有一定的局限性：對(duì)同軸度要求高的配合零件不是很適;對(duì)整改量大或者X向前壁板空間利用率高的設(shè)計(jì)不適用等。此方案如果配合一定的柔性連接會(huì)取得更好的效果。本文僅對(duì)解決此類問題提出一種可行的方向，供大家參考。