奧軒G5車身開裂原因分析

李洪濤，李 靜，傅明明

(1.遼寧工業大學汽車與交通工程學院;2.中國石油大學(華東)遠程教育學院)

1 前 言

隨著社會經濟的發展，汽車進入了越來越多的家庭，SUV 汽車因為其優越的性能成為很多家庭的選擇。然而，我國現有的公路狀況，尤其是偏遠山區的交通路況較差，給車輛的營運帶來了很多問題。其中車身開裂被投訴的事件驟增。現以奧軒G5 汽車的車身輪罩板開裂為典型案例，對該類車型車身輪罩板開裂的現象進行深入的分析研究，找到車身開裂的各種原因，從這些原因中找到車身開裂的要因，并找到解決問題的方法，徹底杜絕車身開裂。

2 要因分析

2.1 總裝裝配工具

針對總裝裝配工具，我們對裝配現場的裝配工具進行了檢測，并在扭力校驗儀上對扭力扳手進行了校驗，發現:緊固用油壓脈沖風扳保養良好，運行正常;增緊用扭力扳手校驗合格;復查用數顯扭力扳手校驗合格;因此，此因素定為非要因。

2.2 總裝懸置裝配工藝

針對總裝懸置裝配工藝這一因素，我們依據整車安裝工藝卡對此車型的裝配進行了檢查，發現:車身與車架合裝時，通過目視觀察懸置螺栓在X 及Y 方向已對正并順利通過襯套，無傾斜裝配問題，且安裝力矩為90 N，符合裝配工藝要求。因此，此因素定為非要因。

2.3 懸置尺寸與硬度值

針對懸置尺寸與硬度值是否超差這一因素，我們首先按照懸置圖紙對隨機抽檢出來的5 套懸置的尺寸和硬度進行了檢查、記錄，懸置尺寸測量數據，發現:懸置實物尺寸測量值均符合圖紙尺寸公差。此因素定為非要因。

2.4 車架精度

針對車架精度這一因素，我們隨機抽檢了5 臺庫存車架，我們以車架底平面為基準面對其進行了三坐標的測量、記錄，發現同一臺車架懸置一與懸置二支架Z 向最大高度差都在工程公差范圍內，此偏差可以通過懸置變量來補償。因此，此因素定為非要因。

2.5 鈑金質量

針對鈑金件質量這一因素，我們首先查閱了相關的企業標準，在力學強度方面，企業標準要求屈服強度為120 ～240 MPa，抗拉強度為270 ～370 MPa，延伸率為32% ～45%;在板材成分方面，要求其C、Mn、P 及S 的含量不能大于0.1%、0.45%、0.035%和0.035%，奧軒G5 使用的板材為寶鋼板材，以上兩方面要求均符合企業標準。雖然在2012年7月將供應商更換為韓國浦項，但故障車的出廠時間均為2011年，因此，此因素定為非要因。

2.6 鈑金件之間減薄率

針對鈑金件制件減薄率這一因素，我們首先對生產現場的右輪罩板單品進行了檢查，發現單品件圓弧面過渡平順，無縮頸、暗裂痕跡。然后我們又檢查了制件模具，該模具運行狀況良好，在驗收合格后未曾出現問題進行維修。最后我們對現生產的前輪罩進行了全破壞試驗，發現:制件減薄率要求在板厚的10%范圍內，符合技術標準。因此，此因素定為非要因。

2.7 懸置設計

針對懸置設計這一因素，我們從兩方面進行了分析，第一項是懸置尺寸設計，經生產現場驗證，總裝現場車身和車架合裝時，車身完全落下呈自由狀態時，車身懸置(前)壓縮不明顯，車身與懸置之間存在間隙(間隙最小為4 mm，最大為6 mm)，而其他車身懸置則壓縮很緊。把車身懸置(前)的螺栓緊固到規定力矩后，前機艙頭有下拉趨勢，極大有可能造成車身的開裂。第二項是懸置壓縮量設計，首先我們對現有懸置的壓縮量進行了計算、記錄，計算數據如下表，其車身懸置的壓縮率分別為8.3%、6.1%、6.1%、14.4%。根據GB/T1683《硫化橡膠恒定形變壓縮永久變形的測定方法》、GB/T7759《硫化橡膠、熱塑性橡膠常溫、高溫和低溫下壓縮永久變形測定》及客戶對汽車減震橡膠的性能指標要求:硬度≤80 的橡膠其壓縮率一般控制在15% ～25%之間;硬度為80 ～90 的橡膠其壓縮率一般控制在10% ～15%之間;硬度≥90 的橡膠其壓縮率不應超過10%。所以我們目前的懸置壓縮率均過小。從前邊現狀調查中可以看出，三臺故障車的車身懸置(前)與車架之間均有間隙，且在拆解懸置時發現，車身懸置內部套筒與懸置上部橡膠摩擦嚴重，這是因為懸置壓縮率較小，使鋼板與懸置橡膠過分摩擦導致的，這使的懸置橡膠破損失效，失去減震效果，造成機艙部件開裂。因此，此因素定為要因。

2.8 鈑金設計

針對鈑金設計這一因素，我們首先對G5 的車身進行了CAE 模態分析，發現機艙部件最大振動頻為24.63 Hz，而發動機的振動頻率為25 ～28 Hz，因此G5 車身極易發生共振，造成機艙部件Z 向震動很大，并且應力集中點主要是在車身加強板及車身輪罩周圍，再加上因路況不平引起的整車振動，極易使輪罩板受力不勻而造成開裂現象。針對G5 存在共振現象可能使機艙輪罩板與加強板開裂問題，我們從Q領域及C 領域考慮，通過對奧軒G5 對標車哈弗H6 鈑金測量，發現其與哈弗H6 輪罩板和加強板存在以下不同點:奧軒G5 使用的板材的厚度比長城哈弗H6 薄0.2 mm。我們又將相同厚度的兩種板材作了力學強度方面的對此，發現:奧軒G5 輪罩板使用的DC04 板材其屈服強度比相同厚度的B210P1 板材低38.1%，抗拉強度低6.9%;車前加強板屈服強度低42.9%，抗拉強度低6.9%，因此，此因素定為要因。

經過對以上8 項的分析，我們將要因最終確定為懸置設計與鈑金設計這兩項。

3 解決措施

3.1 懸置設計不當解決措施

針對懸置尺寸設計不當這一要因，我們分兩步對應，第一步是針對車身完全落下呈自由狀態時存在間隙問題(間隙4 ～6 mm)，試驗車改制方法為車身第一懸置增加5 mm厚的聚氨酯墊片，然后路試驗證。第二步是如果試驗車路試驗證合格，則將車身懸置(前)長度由48 mm 改為53 mm。針對懸置壓縮量設計不當這一要因，我們將所有懸置襯套長度90 +0 ～0.2 mm 改為84 +0 ～0.2 mm ，此時車身所有懸置壓縮率最大為23%，懸置橡膠性能指標及奧軒G5 舒適性均可達到最佳狀態。

3.2 鈑金件強度不足解決辦法

針對輪罩板板材強度不足這一要因，我們對輪罩板和車前加強板由DC04 替換成高強度板B210P1 。

4 驗 證

對應產品不良的對策已制定出來了，接下來就是我們要驗證這些對策是否合理的階段了。針對G5 車身輪罩開裂問題所對應的措施，我們通過兩臺試驗車去定遠試驗場做可靠性試驗來驗證。試驗車采取了如下的驗證方案。

汽油車的機艙左側采取普通板加固及第一懸置增加5 mm 聚氨脂墊，右側保留原狀態未變的方案;柴油車的機艙右側采取高強度板及第一懸置增5 mm 聚氨脂墊，左側保留原狀態未變的方案。在定遠試驗場進行14 000 km 的強化壞路試驗，定遠試驗場的強化壞路強化系數為1∶11，我們相當于在普通路面上進行154 000 km 的驗證。

通過定遠試驗場14 000 km 強化壞路試驗驗證，我們改進后的試驗車并沒有出現開裂現象，表明我們制定的對策是可行的。至此，車身輪罩板問題解決。

［1］李勇.輕型面包車車身開裂原因分析［J］.湖南冶金，2003，31(4).