某乘用车仪表横梁下沉导致机舱内干涉问题研究

摘要：现代汽车用仪表横梁往往因轻量化设计，导致加载过重而出现各类下沉问题，造成各种管类、线束安装不良以致风噪、异响等问题。尤其在进入量产后由于设计更改难度大，此类问题一直困扰着各大主机厂。本文以实际量产实际为例，详细分析了某车型汽车仪表横梁下沉导致机舱内干涉的原因，制定了多种对策及方案，在其中进行比对分析，找寻最简易、低成本的方向，并验证了方案的可行性和效果，给各位业内人士题共一种可行的思路。

关键词：汽车;仪表横梁;CCB

中图分类号：u472 文献标识码：A

0前言

仪表横梁（CCB，全称Car Cross Beam），主要用于支撑仪表电器元件、线束、空调、饰板及装饰件等，并且其中还需要连接安全气囊、转向柱等安全功能元件（图1）。其主要结构形式简单，主要包括管梁、侧端支架和管柱固定支架总成等，但其附属支架因设计不同可能变得极为繁琐和复杂，这也是导致本文问题发生的一个原因，这里不做重点说明。CCB作为前端仪表面板下的支撑件，担当着安装及安全支撑的重要责任。在设计初期，工程师为了满足振动、强度等要求会进行一系列调整和验证。但到了实际量产，由于局部的受力问题无发完全规避，所以快速解决下沉问题是量产初期CBB等零件的一个重要课题。

本文以实际产品为例，针对实际出现的下沉导致的机舱干涉问题，详细介绍了其现状和调查进展，为行业内解决同类问题提供借鉴。

1问题背景

某汽车企业新款车型产量不断的提升，自2019年11月以来厂内生产多发鼓风机暖风水管下沉问题，下沉6～9mm（图2），导致防水胶套难安装及以及与前壁板发生干涉问题。从侧面看鼓风机整体相对理论位置下移（图3）。

2原因分析

2.1CCB强度分析

CCB在装配完成后，受到Z向的载荷作用下，仪表板横梁会出现理论性下沉情况。一般来说，我们要求中部支撑支架最下端在Z向位移值应该低于1.5mm。而实际由于受力点、受重以及结构设计的不同，会出现不同程度的下沉。这对设计团队的能力有着极高的要求，针对这款车型我们做了以下分析。

CAE理论计算得出，47kg作用力下，下沉量约1.7mm，60kg作用力下，下沉量为2.3 mm;实际实车检测装配完成后下沉约2.0 mm。理论和实际结果较为一致，设计上即存在2mm左右的下沉。

改善方向：预留支架上移，空出下沉空间。

2.2树脂件强度分析

安装在CCB上的重树脂类零件，由于自身的重力作用存在固定后下沉情況，其与机舱类管路连接部分易出现下沉或干涉情况。以鼓风机为例，受力后L缩短2.0 mm（L为定位受力点至外接管口距离，自由状态157.0 mm，受力后155.0 mm）。

改善方向：第一，增加支架位置强度;第二，外接管口位置调整，预留受力形下移量。

2.3零件精度及公差分析

机舱类外接管口的位置是由多个零件的精度共同决定的，主要涉及鼓风机、仪表横梁及A柱内板（整车车身精度）等，其零件的精度保证极为重要，这是保证质量及分析的前提条件。

我们在零件合格的情况下对，其公差尺寸链进行了深入分析，认为公差选择及后期的装配手法会对最终的精度有较大影响（图4）。尺寸链说明如表1所示。

（1）A0为鼓风机管口与前壁板孔位配合间隙，目标尺寸，封闭环。

（2）A1为前壁板孔位精度，减环。

（3）A2为鼓风机管口精度，增环。

（4）A3为仪表横梁安装孔精度，增环。

（5）A4为A柱内板安装螺柱精度，增环。

经计算，公差累计会造成较大的波动，所以后期装配时，向有利方向装配会对问题有很大改善。

3对策对比及总结

通过3个策略的对比：CCB强度优化方案能够根本解决问题，但成本高，周期长，模具修改风险高，定位点涉及零件多;树脂强度优化能够根本解决问题，但成本高，周期长，模具修改风险高;装配手法优化方案成本低，周期短。因此，上述3个对策选择存在困难，根本措施难以在量产过程中得到体现。

进一步分析发现，机舱类管类一般刚性较低，连接角度变化对其影响较小。通过仪表横梁上支架固定位置的X向移动，使其对接位置发生旋转微上翘能够有效解决此类问题。此对策仅需要在焊接夹具及工装上进行调整，通过X向的变化来调整Z向的变化，达到改善下沉的目的。该方案修改风险小、成本低且效果好。

4结束语

在仪表横梁造型及设计基本锁定不易变更的情况下，同夹具的微调整，以角度替换距离的方式是量产领域改善仪表横梁下沉一种有效的方式。该方案更改方便，成本低，见效快。相对于模具的变动，此方案也极大规避了一定的风险，并具备良好的复原性。

但此方案有一定的局限性：对同轴度要求高的配合零件不是很适;对整改量大或者X向前壁板空间利用率高的设计不适用等。此方案如果配合一定的柔性连接会取得更好的效果。本文仅对解决此类问题提出一种可行的方向，供大家参考。