摘 要：白车身异响是汽车异响比较常见的一种，文章阐述了白车身异响的产生机理和问题调查、解决、规避的思路，介绍了排查异响常用的工具。最后讲解了某SUV强化路试中白车身异响问题的解决过程，通过使用机械故障听诊器和工业内窥镜检测，快速的确定白车身异响的根本原因是D柱内加强件结构胶漏涂所致，并进行临时手段验证确认。
关键词：白车身；异响；机械故障听诊器；工业内窥镜
中图分类号：U471 文献标识码：B 文章编号：1671-7988（2018）06-20-04
Fast Detection and Verification of BIW abnormal noiseand
Zhao Guang， Song Zhihui， Tang Yong
（ Brilliance Automotive Engineering Research Institute BIW section， Liaoning Shenyang 110141 ）
Abstract： The abnormal noise of BIW is a common kind of abnormal sound of automobile. This paper expounds the mechanism of producing abnormal sound of BIW and the train of thought of investigating， solving and evading the problem， and introduces the tools commonly used to check the abnormal sound of automobile. Finally， the paper explains how to solve the problem of abnormal noise in a SUV strengthened road test by using mechanical fault stethoscope and industrial endoscope. The root cause of the rapid determination of the abnormal sound of the BIW is the leakage coating of the structural adhesive of the reinforcing parts in the D column， and the verification of the temporary means is carried out.
Keywords： body inWhite； abnormal noise； mechanical malfunction stethoscope； industrial endoscope
CLC NO.： U471 Document Code： B Article ID： 1671-7988（2018）06-20-04
前言
车身异响严重影响驾乘体验，破坏驾驶者和乘客心情，并且异响源通常在车体封闭腔内或被内外饰件遮挡，确认异响源和返修极为不便。由于没有系统的诊断方法和解决措施，经常会造成消费者的强烈抱怨，严重影响品牌形象和销售业绩[1]。解决异响问题的关键是找到异响声源，以往主要通过“听”、“看”、“摸”的方法来查找，通过听来判断异响声源的大概位置，通过看来排查各部件的装配关系，通过摸来感知声源震动，这样的方法在对声源的判断上不准确，有时声源震动不在可触摸区域，或者声源震动不强烈而无法感知，无法确认声源位置，导致只能推测，无法快速准确解决问题。本文介绍了一种通过使用简单的工具，快速的进行异响问题检测和验证的方法，并在某SUV强化路试实验中应用，快速确定問题的根本原因，大大的提高了问题的解决效率。
1 异响产生机理
目前市场上的乘用车大多为承载式车身，承载式车身是将车架的作用融入车身的结构，它承担承载系统的全部功能，由于取消了车架，发动机和行驶系统的支点都在车身上[2]。所有的作用力也由车身来承受，白车身是刚性体，当车身受到发动机和行驶系统传过来的震动、压力作用力时，白车身产生扭转或者弯曲变形，如果此时钣金之间产生相对滑移、摩擦，就会产生噪声。
2 解决方法
2.1 确定激励源
白车身的异响多为“吱吱”声。“吱吱”声是由材料副之间的相对运动造成的，且这些材料副在车身结构内部可能埋得很深[3]。车身钣金异响噪声声源往往存在于车身封闭腔中，给异响声源的查找和返修造成很大困难。
噪声源的识别是进行噪声控制的关键。只有正确的识别振动源或者噪声源的所在，才能正确分析噪声问题发生的机理，明确噪声控制的主要问题，才能事半功倍地解决噪声问题[4]。
2.2 分析原因
对以往车型的白车身异响问题进行总结归类，产生异响的白车身结构主要有以下几类：
（1）车身钣金之间设计间隙过小，实车产生接触，或者在车身受力扭曲时产生接触。钣金之间在受力扭曲时相对滑移、摩擦，造成异响。
（2）车身钣金之间的连接失效，比如焊点开焊等情况，导致原本接合的钣金件产生相互运动。
（3）连接刚度不足，受力时产生相对滑移和摩擦，此类情况主要以螺接受力为主，比如副车架安装点的连接摩擦力不足。
（4）工艺制造原因导致的以上三种问题，比如零件尺寸超差，运输变形、焊点失效、焊接变形、结构胶漏涂、螺栓打紧力矩不足等。
2.3 解决措施和验证方案
从物理学角度来说，声音的消除主要靠“消、隔、吸”等方法。同理，出现车身钣金异响问题后，主要通过将异响源处相互滑移、干涉的钣金进行连接固定，或增加异响源处钣金的配合间隙来解决，常见方法有以下3种：
（1）消：通过增加焊点等方式消除钣金之间的间隙，增加连接刚度，解决钣金振动或滑动摩擦问题，消除异响。
（2）隔：通过改变钣金形面，合理增大钣金之间的配合间隙，使钣金之间不会接触摩擦，杜绝异响可能。
（3）吸：通过在钣金之间填充海绵、吸音材、膨胀胶等，消弱声响[5]。
可根据异响的不同情况，综合考虑实施效果和效率进行解决方案的制定，对于钣金之间间隙过小的情况，通常采用“隔”和“吸”的方法进行验证；对于连接失效的情况通常使用“消”的方法进行验证，对于连接刚度不足的情况使用“消”、“隔”和“吸”的方法进行验证均可考虑。总之，同一问题可以有不止一种解决方案，实际操作过程我们要考虑效果和效率选用最优的方案。
对于工况的再现，也要考虑效果和效率进行简化，以减少验证成本和周期。比如本文中的强化路试工况，可以在四通道实验设备上进行验证，可以节省实验成本，减少整车的其他噪音影响，也更便于拆修车辆，提高效率。
2.4 规避再发
按照2.2节中产生异响的白车身结构分类有针对性的进行规避，防止再发：
（1）在车身设计过程中，根据目前的制造工艺水平做好尺寸链设计，确保不会产生零件的接触或者干涉。
（2）设计时要充分考虑设计强度，进行耐久性分析。
（3）可以采取增大打紧力矩或增大摩擦系数的方法规避。对于力矩衰减的情况，针对衰减原因进行结构优化。
（4）要合理优化工艺性，控制生产品质。
3 声源位置分析的工具
3.1 机械故障听诊器
机械故障听诊器是用来查找机械设备噪音的工业听诊仪器。如图1所示。
其特别适用于噪声中使用，能迅速测出柴油机、汽缸、汽车发出的机械杂声，并准确地找出故障的部位。其具有以下优点：
（1）听力保护功能，限制音量不超过国际环境噪音标准。
（2）高灵敏探头，可以查探出任何机械发出杂声部位。
（3）轻巧紧凑的设计使其能够轻易地用一只手操作。
（4）耳机具有防噪功能，即使在极度噪声环境中，耳机仍能保证上佳音质。
（5）可调节音量，以获取所需音量。
由激励源产生振动，带动周边钣金件产生振动噪声，噪声通过白车身的空腔传递和共鸣，这个过程中白车身既是激励源，又是传递振动噪声的重要环节，听觉上声音大的方位不一定是激励源的位置，也有可能是声音共鸣的位置或者声音传出的位置。所以仅仅靠人耳主观判断噪声位置来判定激励源并不准确，而且人耳对方位的判断精度也有局限性。使用机械故障听诊器进行激励源位置的查找，通过探头与钣金接触，直接对钣金的振动进行检测，而非对声音检测，可以更直观的检测振动的强烈程度，而且不受周围噪音的影响，可以更快速查找到激励源。
3.2 工业内窥镜
工业内窥镜的功能是能对弯曲管道深处探查，能观察不能直视到的部位，能在密封空腔内观察内部空间结构与状态，工业内窥镜主要用于汽车、航空发动机、管道、机械零件等，可在不需拆卸或破坏组装及设备停止运行的情况下实现无损检测。有助于减少拆开机器检查的需要，从而节省时间和金钱。工业内窥镜如图2所示。
对于白车身内部的检查问题，用眼睛观测外观和经验的听声音来判断都是不足的，工业内窥镜的柔性插入管部分直径仅有5mm左右的，可以通过白车身钣金的孔洞进入空腔内部，加上头部弯曲机构，可以多方向旋转控制，实现对复杂、窄小空间的检查，使人眼能够间接观察并检查到需要观察及检查的场所，方便的解决实际工作中遇到的问题。
4 分析验证案例
4.1 确定异响源
某SUV车型道路强化路试，路试工程师反馈试验8千公里后，在扭曲路面，D柱附近发生异响，分析此位置附近的结构，D柱为封闭腔体结构，D柱及其周边任何位置的激励都可能体现出整个D柱部分的异响。对数据结构进行排查，有12处空腔加强件产生异响的可能性较大，通过使用机械故障听诊器排查D柱及其周边位置，最终确认异响源在D柱上角接板附近，如图3所示。
4.2 分析原因
通过3D数据分析此处的结构，空腔加强件的翻边与D柱上角接板设计间隙零贴，采用结构胶连接，如图4所示，推测异响是由于此处结构胶连接强度不足，产生相对运动所致。
通过使用工业内窥镜探查此处实车结构连接情況，如图5所示，加强件与内板之间没有结构胶连接，大部分间隙配合，局部接触，推测异响是由于两件在扭转工况时，接触部分产生相对运动所致。
4.3 制定解决措施和验证
加强件在封闭腔体结构内，如果采用方案1无法增加焊点，无法填入结构胶。可以通过使用自攻螺钉进行紧固连接来代替结构胶；如果采用方案2或3，可在内板开一个操作过孔，工具通过操作过孔伸入，进行间隙扩张来增大间隙，或者添加填充材料。
考虑验证实施方便性，采用方案1，使用2个自攻螺钉，连接紧固D柱上角接板和空腔加强件，消除钣金之间的相对运动，消除异响，如图6所示。
再次进行扭曲路况的测试，异响消失，证实了之前的判断是正确的，异响是因为漏涂结构胶所致， 在之后的生产中要严格控制施工质量，确保结构胶能按要求使用。
5 结论
产生白车身异响的因素较多，本文对白车身异响的常见情况进行分析，建立了系统的异响分析验证方法。针对某款SUV车型白车身异响问题，通过使用机械故障听诊器和工业内窥镜的快速检测，使用螺钉进行紧固并快速验证，确定了问题根本原因，此方法简单有效，使用工具简单便携，非常适用于在路试厂等场所的问题快速解决，可以广泛应用于各类白车身异响问题，对白车身异响问题的解决起到指导作用。
虽然系统的异响分析验证方法可以提高异响问题的解决效率，但更要做好问题再发规避，对已经发生的问题进行积累总结，在结构设计和工艺实现时对潜在的白车身异
响问题进行规避，减少后期实车变更，提高开发效率，减少开发成本。
参考文献
[1] 黎宏，伟朱，徐伟民，刘发清.解决车身钣金异响的方法探究与实践[J].汽车科技，2014.6.
[2] 林程，王文伟，陈潇凯.汽车车身结构与设计[M].北京：机械工业出版社，2013，9.
[3] Matthew Harrison著.李慧彬，上官云飞译.如何将汽车制造成精品[M].北京：机械工业出版社， 2009，164.
[4] 靳晓雄，张立军. 汽车噪声的预防与控制[M].上海：同济大学出版社， 2004，6.
[5] 黎宏，伟朱，徐伟民，刘发清.解决车身钣金异响的方法探究与实践[J].汽车科技，2014.6.
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