车身左B柱动态异响问题研究

颜天晓 罗付秋 陈展宏 杨勋雷

摘 要：针对某车型车身左B柱动态异响问题，本文对其异响源进行深入分析，得出主要故障模式——卷收器气体发生器与加强板碰撞异响，对可能造成此碰撞异响的各因素进行了理论和实践研究，为整车设计阶段如何避免左B柱动态异响提供参考。

关键词：左B柱;安全带卷收器;异响

1 引言

随着汽车技术水平的提高与客户对汽车产品品质的日益追求，客户越来越关注汽车NVH性能，其中一方面便是异响控制[1][2]。本文针对某车型左B柱动态异响问题，深入研究，发现异响的主要故障模式：左前排安全带卷收器气体发生器与加强板碰撞异响。通过优化加强板结构，解决了碰撞异响问题，提升了整车动态感知质量。

2 质量问题简述

2019年3月份，质量检测站反馈，某车型出现车身左B柱动态异响问题，具体故障表现形式：车辆通过颠簸路、绳索路、比利时路时，车身左B柱产生“哒哒”，类似金属碰撞声，车身右B柱无该异响问题。

针对某车型车身左B柱动态异响问题，统计3月份故障数据，见图1。故障率呈现递增趋势，PPH值最高已达26。

3 异响源确认

整车车身左B柱上集成有B柱加强板、B柱内饰板和安全带卷收器等主要零部件，异响可能源于其任何零部件，所以需对异响源进行分类。对150台故障车的故障模式进行分类统计，见图2。由此可见，安全带卷收器与加强板碰撞异响是左B柱动态异响的主要故障模式，具体表现见图3。

4 原因分析

安全带卷收器与加强板碰撞异响原理分析：某车型安全带属于预紧限力安全带，集成了气体发生器，其布局类似悬臂结构，当气体发生器与B柱加强板间隙小时，受到路面激励，气体发生器产生振动，振幅过大，便与加强板碰撞，产生异响，如图3所示。

运用关联图对安全带卷收器与加强板碰撞异响进行深入分析，得出4个末端因素，见图4：①卷收器固定螺母内存在杂质;②限位槽尺寸超差;③螺栓孔X向超差;④气体发生器与加强板设计间隙小。

5 要因确认

5.1 要因确认1：卷收器固定螺母内存在杂质

调查零件库房与装配工位旁的卷收器，观察卷收器固定螺母状态，清洁无杂质，员工用电池枪拧紧螺栓后，卷收器无松动，扭力符合工艺要求（静态扭矩范围：30～62N.m）。卷收器固定螺母内存在杂质为非要因。

5.2 要因确认2：限位槽尺寸超差

卷收器安装板的限位槽数模尺寸：14±1.5mm，通过测量和上检具（见表1和图5），均在合格范围之内。限位槽尺寸超差为非要因。

5.3 要因确认3：螺栓孔X向超差

螺栓孔X向：自车头向车尾为正向。螺栓孔X向偏差范围：±1.5mm。查看CMM数据，螺栓孔X向数据均是在公差范围之内，见图6。螺栓孔X向超差为非要因。

5.4 要因确认4：气体发生器与加强板设计间隙小

参照气体发生器与加强板数模设计间隙（X向：2.5mm，Y向0.16mm），统计10个样本数据，见表2，异响车辆Y向间隙均在0.1～0.34mm范围内，非异响车辆Y向间隙处于0.5～0.7mm范围内。同时，测量异响车辆卷收器安装板限位槽与卷收器限位支架X向间隙均为1mm左右（数模设计间隙：两者单边存在2mm活动量），见图7所示。由此说明，安全带卷收器拧紧过程中，卷收器产生轉动。

为进一步研究卷收器转动对气体发生器与加强板X向和Y向间隙的影响，模拟异响车辆故障模式，在数模上将卷收器顺时针旋转约2°（旋转后限位槽与限位支架前端间隙约1.13mm与异响车辆一致），此时气体发生器与加强板X向间隙从2.5mm变化为过盈（即空间重叠），Y向间隙从0.16mm变化到0.09mm，见图8所示。此时气体发生器与加强板Y向间隙已很小，车辆路试时，受到路面激励，气体发生器产生振动，振幅大时，便会与加强板碰撞敲击产生异响。

调查安全带卷收器装配过程，拧紧左前安全带卷收器紧固螺栓时，卷收器会顺时针转动一定角度，较拧紧之前，气体发生器与加强板X向间隙减小，与数模模拟现象一致。通过实车测量与数模模拟验证，气体发生器与加强板设计间隙小，未能容纳装配误差，消除紧固过程中卷收器转动对间隙的影响，存在气体发生器与加强板碰撞异响风险，所以，气体发生器与加强板设计间隙小为要因。

6 措施与效果跟踪

针对要因，制定措施见表3，措施落实后，车辆左前安全带卷收器与加强板相对位置及车辆路试异响状态见图9所示。对5月至7月安全带卷收器与加强板碰撞异响故障率进行跟踪，PPH大幅降低，问题得到有效改善。

7 结束语

通过对该车型左B柱动态异响的主要故障模式——左前安全带卷收器气体发生器与加强板碰撞异响的分析，优化了B柱加强板结构，消除了异响风险，同时为整车设计阶段如何避免左B柱动态异响提供参考。

参考文献：

[1]马静静，曾敏方.整车车内NVH异响的识别及解决方案[J].汽车工程师，2013（10）：36-39.

[2]赵明斌.汽车总装工艺对整车NVH性能的影响[J].机械工程师，2016（11）：168-169.