千里之行,始于足下,如何檢測汽車零部件？

千里之行,始于足下,如何檢測汽車零部件？

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。總之，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。現(xiàn)在國內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。轎車部件質量的優(yōu)劣直接決定轎車整車的質量，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實驗，以確保產(chǎn)品質量。轎車整車可靠性實驗也能查核零部件的質量，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)絕緣不佳、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)絕緣不佳等故障。

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。氣囊里邊涉及火要，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*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，氣囊相當于炸但，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，*簡單的優(yōu)化方法是調節(jié)氣囊參數(shù)。通過氣囊剛度調整來實現(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，很多優(yōu)異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*大限度的減少試驗次數(shù)。

我國是轎車運用環(huán)境*嚴酷的之一，“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。