一輛合格的汽車,在出廠前,無論車體還是零部件,都應該接受嚴格的測試,才能投入市場。而汽車的零部件試驗這件事,得從主機廠和零部件供應商兩方面來講。這個問題實在太大,先從流程上先介紹一下。怎么做零部件試驗這事兒,得從主機廠和零部件供應商兩方面來講。
對于主機廠,更關心的是零件裝在車上滿不滿足性能要求,滿不滿足可靠性要求,質(zhì)量穩(wěn)定不穩(wěn)定。因此,在產(chǎn)品設計的初期,就會對每個零部件提出設計要求,這些要求可能是從法規(guī)或者企業(yè)標準中來的,比如座椅拉拽強度;可能是從顧客實際使用來的,比如儀表板的表面剛度;可能是從整車性能要求分解下來的,比如前圍聲學包的聲損失曲線;可能是從整車質(zhì)保的要求提出的疲勞耐久壽命要求,比如底盤的耐久壽命;可能是從質(zhì)量的要求提出的一致性要求,比如零件尺寸報告;也可能是從之前項目的經(jīng)驗教訓或者DFMEA/DFSS中得到的??傊?,這些要求匯總到一起就形成子系統(tǒng)技術規(guī)范或者零件技術規(guī)范,這個文件是對零件/子系統(tǒng)的技術要求,是零件開發(fā)的指導性文件。
在確定零件技術規(guī)范之后,主機廠的認證部門會根據(jù)這些規(guī)范,制定ADV計劃,明確所有零件、子系統(tǒng)在開發(fā)各階段所需進行的試驗。產(chǎn)品工程師會把這些要求寫進SOR,在采購過程中還會對供應商的試驗能力進行技術認可。到了每次裝車交樣時,產(chǎn)品工程師和認證工程師都需要檢查每個零件是否完成了規(guī)定中的所有試驗并在每一份試驗報告上簽字。我曾經(jīng)負責過某個白車身小總成,已經(jīng)算是簡單的了,但是交樣時每種材料都要求有材料質(zhì)保書,其實就是材料的試驗報告,每個焊點都要做三次以上的鑿檢以確認工藝穩(wěn)健性,還要有單件和各級總成的尺寸報告,全部合格了才允許交樣裝車。要是遇到急著裝車還不合格的,就要在有層層批準的整改計劃并評估風險的前提下接收裝車。因此,搞清楚零件的要求并且形成標準以及建立規(guī)范的流程體系對零件進行驗證認可也是整車廠的核心能力之一。大廠通過長期的產(chǎn)品開發(fā),積累了豐富的經(jīng)驗,有龐大的數(shù)據(jù)庫來支持這些工作,工程師做開發(fā)時只要從數(shù)據(jù)庫中選擇合適的模板就可以了?,F(xiàn)在國內(nèi)各主機廠也在奮起直追,而且由于是從頭開始,有時還對這些技術要求理解的更深入些。
對于供應商,更關心的是怎樣設計出滿足主機廠要求的零件,部分技術實力強的供應商有自己的企業(yè)標準,設計零件時可以做到滿足自己的企業(yè)標準就能夠滿足大部分主機廠的要求。不論怎樣,都需要在項目開發(fā)的初期就制訂APQP計劃以及相應的預算,然后提交主機廠進行認可,在獲得確認后,就需要在每個關鍵節(jié)點前完成規(guī)定的試驗。一般從試驗類型上來劃分,可以分為性能試驗、開發(fā)試驗、可靠性試驗和質(zhì)量一致性試驗,有時候,還會做對標零件的性能摸底試驗。按照開發(fā)的階段,可以劃分為DV試驗和PV試驗。隨著現(xiàn)在CAE技術的不斷發(fā)展,一部分試驗已經(jīng)可以通過虛擬仿真來替代了,部分主機廠也認可供應商通過虛擬仿真來替代物理試驗以降低開發(fā)成本。
嚴酷的外在環(huán)境和氣候的影響,導致功能衰減以致失效,影響轎車的運用壽命。轎車部件質(zhì)量的優(yōu)劣直接決定轎車整車的質(zhì)量,故在新產(chǎn)品研制階段或者在轎車生產(chǎn)過程中,如果資料和工藝發(fā)作變化就要進行部件品質(zhì)實驗,以確保產(chǎn)品質(zhì)量。轎車整車可靠性實驗也能查核零部件的質(zhì)量,但關于多數(shù)部件查核不一定充分,況且耗資大、周期長,這樣必須對一些部件單獨做臺架試驗。轎車部件的環(huán)境類實驗從轎車的研制階段開始,延續(xù)到產(chǎn)品定型、投產(chǎn)和量產(chǎn)后質(zhì)量提高改進,是一項重要的基礎性工作。
一、轎車部件環(huán)境類實驗介紹
轎車部件環(huán)境類實驗主要是對產(chǎn)品選用的資料、總成及零部件的環(huán)境適應性進行實驗評價,要求轎車部件在一定的環(huán)境因素和強度下不受損壞或能正常工作,各項功能參數(shù)符合規(guī)劃要求。實驗室部件實驗的要求是根據(jù)實驗條件正確地確定載荷,進行夾具規(guī)劃、臺架安裝、實驗及數(shù)據(jù)處理。
1定型階段分類
在定型階段,應進行環(huán)境判定實驗和必要的運用環(huán)境實驗,驗證所規(guī)劃產(chǎn)品的環(huán)境適應性是否滿足規(guī)定的要求,為定型判定供給決策依據(jù);
2生產(chǎn)階段分類
在生產(chǎn)階段,應進行環(huán)境驗收實驗和環(huán)境例行實驗,驗證產(chǎn)品生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性,為批量生產(chǎn)產(chǎn)品驗收供給決策依據(jù);
3運用階段分類
在運用階段,應開展必要的運用環(huán)境實驗和自然環(huán)境實驗,為評價產(chǎn)品的環(huán)境適應性供給信息。
4轎車構件分類
如果按照轎車構件來分類,大致可分為轎車電器件實驗、底盤件實驗、車身及附件實驗。
5這可實驗種類分類
若按照實驗種類來分類,可分為耐高低溫、濕度實驗、耐腐蝕實驗、耐振動實驗及耐久實驗等。
經(jīng)過實驗能夠從研制階段發(fā)現(xiàn)轎車規(guī)劃中存在的缺陷,及時采取糾正和防護措施,從而提高轎車的環(huán)境適應能力。
二、氣候環(huán)境對產(chǎn)品功能質(zhì)量的影響
1環(huán)境分類
2影響
1)高溫環(huán)境
高溫環(huán)境會產(chǎn)生熱效應,使轎車部件發(fā)作軟化、膨脹蒸發(fā)、氣化、龜裂、溶融及老化等現(xiàn)象,而對應的轎車將會出現(xiàn)機械故障、潤滑密封失效、電路系統(tǒng)絕緣不良、機械的應力增加及強度減弱等故障。
2)低溫環(huán)境
低溫環(huán)境會使轎車部件發(fā)作物理收縮、油液凝固、機械強度降低、資料脆化、失去彈性及結冰等現(xiàn)象,而對應的轎車將會出現(xiàn)龜裂機械故障、磨損增大、密封失效及電路系統(tǒng)絕緣不良等故障。
3)濕熱條件
環(huán)境濕度大會使金屬表面產(chǎn)資料蛻變、電強度和絕緣電阻降低及電氣功能下降。
4)低氣壓條件
低氣壓效應會使發(fā)動機和排放功能下降,造成啟動困難、工作不穩(wěn)、密封失效及電氣功能下降。
5)輻射條件
太陽輻射會產(chǎn)生加熱效應和光化學效應,造成資料老化、脆化、膨脹、軟化發(fā)粘及密封失效。
6)沙塵環(huán)境
沙塵環(huán)境易造成零件磨損和賭塞,使過濾器失效、電氣密封功能下降。
7)鹽霧環(huán)境
鹽霧環(huán)境會產(chǎn)生化學反應,造成機械強度下降、資料腐蝕及電氣功能變化。
8)雨水環(huán)境
雨水環(huán)境會產(chǎn)生降落滲透效應,容易使發(fā)動機熄火、電氣設備失靈,加快金屬表面腐蝕。
三、環(huán)境類試驗方法及設備選用
隨著科技的開展,實驗設備已開展到智能化、虛擬化、網(wǎng)絡化及微型化階段,且具備高精度和率的特點,并將沿著這一趨勢繼續(xù)開展。將針對各種環(huán)境條件,結合在用檢測設備,簡述部件常規(guī)環(huán)境試驗方法及設備的選用。
在整車開發(fā)過程中,主機廠對零部件從模塊到整車進行一系列的測試。性能試驗包括材料試驗、模塊性能試驗、子系統(tǒng)性能試驗、整車性能試驗。以安全氣囊為例,作為安全檢查,會有很多輪的驗證。氣囊里邊涉及,如果驗證不充分,會對乘客造成傷害。造成大規(guī)模召回的高田安全氣囊事件就是典型的驗證不充分的結果。
模塊試驗分為DV試驗和PV試驗,分別為設計驗證和生產(chǎn)驗證。DV是驗證零件設計是否滿足要求,PV是驗證零件供應商的生產(chǎn)是否滿足設計要求,以及產(chǎn)線質(zhì)量的穩(wěn)定性。DV包括基本性能,高低溫情況下,Margen發(fā)生器的氣囊展開的到位時間。氣袋的壓力是否符合整車安全設定的目標,確保系統(tǒng)試驗中假人的傷害值蕞小。發(fā)生器壓力測試等。針對成熟設計,環(huán)境耐久可以跟PV一起驗證。
PV試驗在DV試驗基礎上增加環(huán)境模擬試驗。所用零件必須是正常生產(chǎn)線下來的模具件。環(huán)境模擬包括粉塵、溫度震動、溫濕沖擊、溫度沖擊等。在實驗室溫箱中實現(xiàn)全生命周期的老化過程。老化之后的零件進行基礎點爆,需滿足設計要求。涉及到環(huán)境耐久,屬于長周期試驗,一輪一般至少需要3個月。供應商內(nèi)部的子零件測試會更加嚴格,如發(fā)生器的溫濕試驗,設計冗余要大于整車使用壽命。如果驗證不充分,如高田,導致了超過3000萬輛的召回,直接導致這么一家行業(yè)*二的安全系統(tǒng)供應商破產(chǎn),被浙江的均勝電子收購。
材料試驗包括所有材料的物性表、ELV、VOC、四項散發(fā)、表面鍍層等。一般主機廠會有自己的材料庫。新材料眼經(jīng)過嚴苛測試,合格之后進入材料庫,為再次使用免去重復測試的時間和費用。
子系統(tǒng)試驗包括性能試驗和系統(tǒng)集成試驗。性能試驗需要氣囊跟環(huán)境件一起裝車,靜態(tài)點爆,驗證對環(huán)境件的沖擊。包括高低溫,85,-35。若塑料件被打碎,氣囊相當于,不但不能保護人,還會對人造成傷害。系統(tǒng)集成試驗是通過Buck車身安裝被動安全相關零件,進行滑臺測試。相對于整車碰撞測試可以節(jié)省時間和費用。可以提前鎖定被動安全的相關參數(shù),為整車試驗做鋪墊。
整車試驗包括性能試驗和路試。性能試驗驗證車輛碰撞時對假人的保護效果。若碰撞得分過低,此時整車強度改善空間有限,蕞簡單的優(yōu)化方法是調(diào)節(jié)氣囊參數(shù)。通過氣囊剛度調(diào)整來實現(xiàn)假人傷害值的降低。根據(jù)整車試驗結果,氣囊參數(shù)進行調(diào)整鎖定之后,需從新進行DV/PV、子系統(tǒng)的驗證。所以一套試驗至少要做兩輪。越是要求高的主機廠,整車開發(fā)周期越長,中間需要大量的驗證優(yōu)化改進。一般車輛的生命周期是5年,很多主機廠在全新車型上市的時候,下一代車型的架構件已經(jīng)開始定點了。架構件是長周期,對整車性能有底層影響的零件。
整車路試,MB匹配,Crest試驗等驗證外觀、NVH性能、耐久等。如今對NVH的要求越來越高,NVH也是大多數(shù)主機廠的痛點之一。路試會進行各種工況,除了跑道壞路,還要上高原,下盆地,冬天去黑河,夏天去海南。所以主機廠的試驗條件肯定比大家平時用車條件苛刻n倍。
目前由于CAE技術的進步。仿真分析同步上零件試驗中。如早起的強度仿真,中期的氣袋點爆模擬,后期的整車約束系統(tǒng)仿真等。仿真可以指導零件性能的優(yōu)化方向,提前鎖定參數(shù)。針對較小改動,不用進行整車測試,而是用仿真來判斷風險大小,再確定是否有必要進行試驗。目前是仿真與試驗結合,保證結果可靠的基礎上蕞大限度的減少試驗次數(shù)。
我國是轎車運用環(huán)境蕞嚴酷的國家之一,“三高”環(huán)境條件對轎車的環(huán)境適應性提出更高的要求。我國在轎車實驗技術和環(huán)境適應性研討方面取得了長足的前進和開展,但起步較晚,與國外比較仍有較大距離。隨著轎車工業(yè)的快速開展,技術的不斷完善和前進,未來實驗的開展趨勢能夠概括為:環(huán)境實驗方式多樣化,實際運用環(huán)境實驗與實驗室模仿環(huán)境實驗相結合,著眼于,實驗環(huán)境條件復雜多樣,覆蓋規(guī)模更廣,虛擬環(huán)境仿真實驗將是實驗的重點開展方向具有廣闊的應用遠景。
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