某商用车前门限位器安装点开裂研究

栾成程

【摘 要】车门限位器是汽车的重要组成部分，既可以将车门停留在一定位置，保证乘客进出汽车的便捷性，又可以防止汽车车门的自动关闭对人造成潜在的伤害。因此，车门限位器安装的可靠性关系重大。文章通过QC质量管理工具，对某车型前门限位器安装位置车身开裂问题进行了分析及解决，完整地展示了QC工具的流程和方法。通过本案实例，不仅可以让读者了解QC工具在生产生活中的实际应用，也为解决同类问题提供了参考和借鉴。

【关键词】QC；限位器；开裂；强度

【中图分类号】U463.834 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2017）06-0077-04

QC活动指的是在生产或工作岗位上从事各种劳动的职工，围绕企业经营战略、方针目标和现场存在的问题，进行以改进质量，降低消耗，提高人员素质和经济、社会效益为目的而组织起来的运用管理理论和方法开展的活动[1]。QC来源于管理活动。早在1987年，西方国家为了提高质量管理效果，成立了QC活动小组，目的是共同提高质量管理水平，且发挥过显著的作用。世界著名的質量管理专家美国朱兰博士曾说：“QC小组活动的开展，使日本的产品质量跃居领先地位。”这就充分说明了质量管理小组的作用巨大[2]。

汽车车门限位器是控制车门开启角度并使车门停留在最大开度位置的装置[3]，也是车门启闭系统中的关键零件，其安装的可靠性，不仅直接关系到车门开启的灵活性，更对整车的安全性、NVH等特性有至关重要的影响。本文结合某车型前门限位器车身安装点开裂问题，运用质量管理工具，采用PDCA控制循环，详细分析了问题的主要症结和原因，从而制定对策和措施，最终解决了限位器安装点开裂的问题，达到了QC活动的预期目标，也为今后新车型的开发积累了宝贵的经验。

1 现状调查

1.1 问题的提出

2016年6月，接到售后部门反馈，某商用车前门限位器安装点附近异响。售后人员在拆除限位器装配螺栓后发现，车身上的限位器固定点钣金开裂。故障位置如图1所示。

1.2 现状分析

某商用车限位器为汽车常用拉杆式限位器。在车门启闭过程中，车门钣金上的限位器盒拉动限位器臂绕限位器旋转中心转动，限位器本身在此过程中作为二力杆起到控制车门开度的作用[4]。在限制车门开启程度的过程中，相对于车门侧（车门内板）有橡胶等缓冲材料，车身侧（侧围）为刚性连接，受力情况十分恶劣。从图1可以看出，限位器安装在车身侧的钣金出现了明显的裂纹延伸的情况。截至2016年6月13日，售后部门已反馈数台故障车，初步判断为非偶发问题。

为了再次确认故障的位置，一般遵循零件互换对比的原则，将故障车上的零件与非故障车上零件进行互换重装，通过对比装配的结果，从而明确故障的位置，缩小原因调查范围，其目的在于区分故障是零件本身的问题还是车身钣金的问题引起的。在本案例中，将故障车的限位器拆下，重新装配到其他无故障车上，异响消失，排除限位器零件质量问题导致异响；将合格的限位器装配到故障车上，异响重现。由此可以推断，异响是由限位器固定点的故障引起的。

1.3 目标设定

目标的设定都应遵循一定的原则，并有充分的依据。由此，设定的目标才会适当、合理，既具挑战性，又具可实现性；QC小组才有可能通过活动和全体成员的努力，实现目标，完成课题。依据客户标准和质量要求，车身产品改进小组最终确定本次活动的目标：消除限位器车身固定点开裂风险，故障PPH降为0。

2 原因分析及要因确认

2.1 原因分析

进行原因分析时，遵循循序渐进、有的放矢的原则，使整个QC活动顺利开展。如果把整个活动看作一个项目，那么原因分析就是P阶段的关键环节。活动注重发挥每一位小组成员的积极性和创造性，通过头脑风暴，大家集思广益、畅所欲言、各抒己见，发挥集体智慧和发散思维，充分挖掘显性和隐性的影响因素，在原因分析环节充分地进行探讨，梳理出了导致限位器安装钣金开裂的潜在影响因素：零件质量、车身焊接、总装装配及车身强度，涵盖了零件、工艺、过程、设计等几个维度，力求找出根本原因。

QC活动重视每一个环节的科学性，注重运用科学的工具和方法来检视结果。经小组成员认真讨论，决定对4个因素依次进行科学的论证。

2.2 要因确认

要因确认就是要对诸多原因进行鉴别，把确实影响问题的原因找出来，将目前状态良好、对问题影响不大的原因排除掉，以便为制定对策提供依据，对症下药，否则，对影响不大的因素制定对策并加以实施，必然造成人、财、物的浪费，加大了问题的难度，延长了解决问题的时间。因此，要因确认时，把工作做扎实、做深入是十分必要的，也是“磨刀不误砍柴工”的明智之举。要因确认列表见表1。

小组成员按表1中的进度要求，扎实深入地对各个影响因素进行确认。

2.2.1 车身焊接调查

车身焊接的调查，涉及的因素包括零件质量、零件匹配程度、焊接工艺与过程等（如图2所示）。

QC小组前往车身车间抽查零件状态，通过QC小组调查，钣金各零件材质和板材厚度符合图纸要求；加强板和外板等零件表面无压痕、缩颈、拉薄等冲压缺陷；QC小组判定零件质量合格。

查看零件匹配情况，焊接前后加强板和外板配合良好，无离空现象；焊接情况按照焊接工艺正常进行，螺母焊接牢固，焊点无异常现象。QC小组判定车身焊接正常。

结论：车身焊接不是问题要因。

2.2.2 总装装配调查

通过QC小组调查，某商用车所使用的限位器为SGMW常用限位器，近年来未出现质量问题。调查小组对该限位器的功能展开调查，随机抽查总装生产线的线旁零件，测量了限位器的关键参数——开启角度，一、二挡读数均在技术要求的范围内，具体数据见表2。

QC小组继续调查总装车间的装配情况，现场装配按照工艺正常进行。随机抽查限位器安装螺栓的扭矩值（标准值为9～12 N·m）发现，扭矩偏大，无偏小现象（见表2）。考虑到检测仪器的误差，认定装配扭矩基本在工艺范围内。

结论：总装装配不是问题要因。

2.2.3 车身侧强度分析

根据QC小组调查的深入，车身强度分析也同步展开。小组成员经过头脑风暴，决定先对比其他对标车型（A车、B车、C车），以期找出问题发生的根本原因。根据以往经验经过筛选，列出了与问题相关联的具体参数（见表3）。

2.2.3.1 前门重量

当车门开启一定角度，对其进行受力分析，简化如图3所示。

假设忽略摩擦力等阻力因素，车门受力平衡可得：F1×L+M重=F2×L'。其中，F1——限位器合力；L——限位器力臂；M重——车门重量产生的力矩；F2——车门开启力；L'——车门开启力臂。

从车门受力平衡方程可以看出，车门重量产生的力矩M重与限位器合力F1无直接相关的关系。

2.2.3.2 车门开启角度差

在正常情况下，汽车车门开启的最大角度即为限位器开启的角度，此时车门铰链未承受车门开启力矩。但当极限状态——车门过开的情况发生，即车门开度超过限位器理论开启角度时，限位器单独承受车门开启力矩，直至达到铰链最大开启角度。从车门受力平衡方程可以得知：此时车门开启力F2超过正常值，其他参数没有明显变化的情况下，限位器所受合力F1也超出正常值。对比4个车型，可得出结论：D车型的状况最恶劣。

2.2.3.3 限位器螺母规格

定性地分析限位器螺母规格对此问题的影响可知，螺母越小，单位面积受力越大，应力也越容易集中，由此可见，D车型的状况最恶劣。

2.2.3.4 應力值

随着计算机软、硬件技术的发展，CAE技术日趋成熟，各种数值仿真方法，如有限元、多体动力学、计算流体力学等技术在产品设计中得到广泛的应用。应力值可以通过CAE有限元分析模拟算出。QC小组成员对各个车型进行了CAE模拟分析，详细对比结果见表4。

综上可知，本文研究的某车型（故障车D），限位器位置的钣金存在很大的开裂风险。

结论：车身侧强度不足是问题要因。

3 制定对策

QC小组成员遵从“5W1H”原则，经过仔细调查和认真分析与校核，得出了限位器安装点开裂是由于此处应力大的原因导致的。经过QC小组的集思广益和综合考量，初步确定了增加螺母板和增大螺母的方案。

基于相同模拟工况下，经过CAE分析，实施改进方案后，加强板处最大应力为174 MPa，故障车开裂的外板最大应力为144 MPa，降幅达到12.7%，且未超过材料屈服强度。由此可得出结论：改进方案能有效地降低限位器安装点螺母根部钣金的应力，达到了活动预期的目标。

4 对策实施

QC小组活动最主要的目的就是解决问题，而开展对策实施是非常关键的一环。因此，车身改进小组立即发布设计变更，具体措施：①增加限位器螺母板，同时增加3个焊点；②限位器安装螺母和螺栓的规格由M6更改为M8。方案对比如图4所示。

5 效果检查和巩固措施

5.1 效果检查

通过QC小组成员的共同努力，问题未再重复出现，PPH已降为0，达到了预期目标。在整个车辆生命周期内，会持续跟踪，对客户负责到底。

5.2 巩固措施

已经将此经验教训加入Lesson Learn，同时推动了限位器安装螺母和螺栓的规格由M6更改为M8的设计标准化。

6 结语

经过本次QC小组活动，成功解决了某车型钣金开裂问题，同时小组成员的问题解决能力、QC知识、团队合作精神得到大幅提高。QC活动作为质量改进与提高、技术创新的有效手段，将在今后的生产生活中发挥越来越大的作用。因此，我们应立足岗位工作，充分调动员工的积极性和创造性，使QC活动为企业的发展做出更大的贡献。

参 考 文 献

[1]秦国毅.企业QC小组活动推进中的问题与对策探索[J].产业与科技论坛，2016，15（5）.

[2]刘海英.浅谈企业如何更有效地开展QC小组活动[J].企业科技与发展，2008（22）.

[3]刘遗勋，曹春生.浅谈车门限位器的设计[A].河南省汽车工程学会.第九届河南省汽车工程技术研讨会论文集[C].2012.

[4]王峻峰，刘莹，乔鑫.汽车车门限位器力矩曲线有限元分析[A].中国汽车工程学会.中国汽车工程学会年会论文集[C].2014.

[责任编辑：陈泽琦]