【文章內(nèi)容簡介】 散布圖直方圖流程圖趨勢圖測量系統(tǒng)分析檢查表FMEA 抽樣計劃過程能力指數(shù)A (分析階段)確定要因確定Y=f(X)頭腦風暴法試驗設計因果圖抽樣計劃FMEA假設檢驗水平對比法多變異分析方差分析回歸分析I (改進階段)消除要因優(yōu)化Y=f(X)試驗設計 FMEA響應曲面法測量系統(tǒng)分析調(diào)優(yōu)運算(EVOP) 過程改進C (控制階段)保持成果更新Y=f(X)控制圖過程能力指數(shù)統(tǒng)計過程控制標準操作程序(SOP)防差錯措施過程文件控制2 重型載重車平衡懸架系統(tǒng)現(xiàn)狀與評價 重型載重車平衡懸架系統(tǒng)現(xiàn)狀懸架系統(tǒng)[2]是車架（或承載式車身）和車橋（或車輪）之間彈性連接并傳遞力和力矩的裝置的總稱。其主要功能[3,4]有：(1) 把路面作用于車輪的垂直反力（支承力）、縱向反力（驅(qū)動力和制動力）、側(cè)向反力以及這些反力所造成的力矩傳遞到車架（或車身）上。(2) 與輪胎一起，吸收和緩沖行駛過程中由于路面不平而造成的各種振動和沖擊，保證汽車的行駛平順性和操縱穩(wěn)定性，從而保證乘客乘坐舒適性和安全性。(3) 是車身與車輪之間保持有適當?shù)膭討B(tài)幾何關系，及車輪在路面不平和載荷變化時，具有理想的運動特性。一般的重型載貨汽車懸架主要由四部分組成[5,6,7]：彈性元件、減震器、導向機構和平衡軸總成。在有些懸架中還有緩沖塊和橫向穩(wěn)定桿。彈性元件起緩和沖擊和振動的作用；減震器起衰減振動的作用；導向機構用來確保車架（或車身）和車輪之間各種力和力矩的可靠傳遞，并確保車輪按照一定軌跡相對于車架和車身跳動；平衡軸總成作為懸架系統(tǒng)的支撐結構，彈性元件、減震器以及導向機構與之相連接，確保發(fā)動機傳遞給車橋的扭矩有效的傳遞至載貨汽車車架上。近年來隨著公路等級的提高，對載重汽車的運輸效率提出了更高的要求，爭取更大的載重量。人們曾經(jīng)采取的辦法有[8]：一是通過減輕汽車各總成的質(zhì)量和增加載貨容積來提高載重量；二是選用承載能力更強的總成來提高載重量。但是在現(xiàn)有的材料技術和工藝手段條件下采用上述兩種方法對載重量的提高非常有限。載重汽車裝載貨物后，一般有2/3左右的負荷由后軸來承擔，但現(xiàn)行法規(guī)和實際條件限制軸荷不能超過允許范圍，為了不使后軸承受過大的載荷，減少后輪的接地壓力，現(xiàn)在各大汽車生產(chǎn)廠都采用增加車軸和輪胎數(shù)量的方法來提高載重量。因此，現(xiàn)代重型汽車的車軸一般都超過兩根，通常為三軸的多軸汽車。多軸汽車行駛在不平坦的路面上時，它應該和兩軸汽車一樣保證各車輪和地面都有良好的接觸，如圖21所示。如果三軸汽車的中、后軸也像前車軸一樣，各車軸都采用單獨的懸架，如圖22所示，則很可能發(fā)生車輪懸空的現(xiàn)象。即使不懸空，各個車輪所分配到得垂直載荷也會有很大差別，將會造成車輪的垂直負荷有的很小、有的很大的情況。如果是轉(zhuǎn)向輪垂直負荷變小甚至為零時，將會引起車輪失去附著而大大降低汽車的操作穩(wěn)定性；如果是驅(qū)動輪垂直負荷變小甚至為零時，將不能產(chǎn)生足夠的驅(qū)動力而大大降低汽車的牽引性能；由于軸荷分配不均會導致負荷過大的車軸還有超載的危險。圖21車輪理想著地圖22兩后輪單獨懸架(一輪懸空)針對以上可能出現(xiàn)的問題，多軸汽車通常采用平衡懸架的結構來解決這一問題[9,10]。在兩個車軸（如三軸汽車中的中、后軸）中間處的車架上鉸接一個平衡機構，這樣，當一個車輪抬高時，由于平衡機構的轉(zhuǎn)動，將會使另一個車輪降低，如果平衡機構的兩臂等長，就能夠保證兩個車軸上的垂直載荷在任何情況下都相等，就不會發(fā)生車輪懸空和兩車軸垂直載荷不等的現(xiàn)象?，F(xiàn)在重型汽車上運用比較廣泛的是如圖23所示的鋼板彈簧平衡懸架結構。3—上推力桿 2—平衡軸總成 4—中軸 5—下推力桿球頭座9—下推力桿 7—轂架 8—鋼板彈簧 10—后軸圖23三軸汽車中、后橋平衡懸架結構圖平衡軸總成2與車架剛性相連，平衡軸總成2的左右兩端裝有軸承轂架7，轂架7可以繞平衡軸總成2轉(zhuǎn)動。倒裝的縱置鋼板彈簧8安裝在轂架7上面，并用U型騎馬螺栓將鋼板彈簧8固定住。鋼板彈簧8的兩端自由的支承在中、后軸10橋的座架上。這樣，鋼板彈簧8便相當于一個等臂平衡梁，當一個輪胎抬起時，鋼板彈簧8就可以繞平衡軸總成2轉(zhuǎn)動，保證另一個車輪仍能著地，且使中、后軸的垂直載荷平均分配。由于鋼板彈簧只能傳遞垂直力和側(cè)向力，不能縱向力（驅(qū)動力和制動力）以及相應的反作用力矩，因此在中、后軸上都裝有導向機構（上推力桿和下推力桿）。在圖23中可以看到，在每個軸兩端的座架處下方，各裝有一推力桿9，其一端借助球銷連同橡膠襯套與軸相鉸接，另一端則鉸接在平衡軸總成2上。另外，在兩個橋的中部上方處還鉸接有推力桿3，它的另一端和車架鉸接，主要用來平衡驅(qū)動反轉(zhuǎn)矩。導向機構的合理布置可保證車輪上下跳動時，車橋有較小的轉(zhuǎn)動和縱向的位移。懸架運動學的研究在國外誕生比較早。德國耶爾森賴姆帕爾編著的《汽車底盤基礎》對各種懸架運動學作了詳細分析，對懸架的各個參數(shù)特性作了準確的定義，分析了各個參數(shù)的作用以及它們對操縱穩(wěn)定性的影響。在懸架運動學分析中，描述了彈簧變形過程中車輪定位值的變化過程，并列舉出了一些實測得到的典型車型的懸架參數(shù)變化曲線。這些都對懸架的操縱穩(wěn)定性能進行了評價。由阿達姆措莫托編著的《汽車行駛性能》、安部正人編著的《汽車的運動和操作》以及王爽撰寫的論文《懸架運動學及彈性運動學建模、分析與評價》中都較系統(tǒng)的分析了懸架運動學對汽車操縱穩(wěn)定性的影響。由德國Wolfgang Matschinsky編著的《車輛懸架》中從懸架的理論建模、橡膠襯套支承的模型出發(fā)，對懸架運動學進行了闡述和分析。我國對汽車懸架運動學的研究起步于80年代，到90年代才有了相關的研究成果。其中，走在該領域前頭，就是中國工程院院士郭孔輝，他所編著的《汽車操縱穩(wěn)定性》對懸架運動學作了系統(tǒng)的分析，并在國內(nèi)首次提出了從側(cè)向力轉(zhuǎn)向、縱向力轉(zhuǎn)向的角度來考慮的研究方向。吉林大學在這方面也具有較深入的研究，林逸教授等人所發(fā)表的相關文章中，提出了處理懸架運動學問題的一般思路和方法。近年來，國內(nèi)開始研究懸架系統(tǒng)集成開發(fā)平臺的構建，旨在為懸架產(chǎn)品自主設計開發(fā)的核心技術提供解決方案，也取得了不少研究成果。平衡軸總成是平衡懸架中的關鍵零件，普遍存在重量偏重、承載能力不足等問題，當出現(xiàn)負荷較高時，易出現(xiàn)斷裂失效，對整車的經(jīng)濟性不利。重型載重車平衡懸架系統(tǒng)售后故障主要有以下四項：平衡軸斷裂、平衡軸安裝軸承處磨損、平衡軸支架裂紋、平衡軸支架曠動。圖24平衡軸支架裂紋圖25平衡軸斷裂選擇六西格瑪項目的流程，也就是通過分析確定六西格瑪項目的過程。一般來說，項目選擇需要經(jīng)過四個步驟，具體包括：步驟一：確定項目的大方向——項目的Y；步驟二：將Y分解為若干y，如：y1，y2，…，yn，并確定本項目針對哪個方面進行改進；步驟三：針對選定的需要改進的y，明確顧客關注的關鍵質(zhì)量特性(critical to quality，CTQ)；步驟四：根據(jù)CTQ確定項目課題——具體項目名稱。六西格瑪項目選擇的流程如圖26所示。步驟一：確定項目的大方向Y步驟二：將Y進行分解步驟三：確定關鍵質(zhì)量特性步驟二：優(yōu)選并確定項目課題圖26六西格瑪項目選擇流程(1) 確定大Y的方向確定項目的大方向，就如同在大海中找到指明航向的燈塔。只有有了正確的項目方向，我們才能在正確的方向上做正確的事——實施項目。根據(jù)對內(nèi)外部顧客的聲音(顧客高度關注的關鍵需求和期望)的分析，確定主要的改進方向。VOC：對平衡軸總成售后故障的客戶抱怨時有發(fā)生，客戶需求購買重型載重車不發(fā)生故障，尤其是平衡軸這樣的關鍵總成。VOB：2011年1月至2011年8月的平衡軸總成售后故障率統(tǒng)計如表21所示。故障率高導致索賠金額大，公司的損失也就大。表21平衡軸總成售后故障率1月2月3月4月5月6月7月8月平均值平衡軸斷裂故障率(%)安裝軸承處磨損故障率(%)支架裂紋故障率(%)支架曠動故障率(%)總成故障率(%)最終大Y定義為：平衡軸總成售后故障率。(2) 將Y進行分解在確定了項目的大方向Y后，基于Y是綜合因素的反映以及涉及的方面較廣等原因，一般難以針對Y直接進行改進。為此，需要分析影響Y的主要方面，通過逐層分解，確定要改進的主要方面y。取2011年1月至8月各月售后故障率的平均值，各月售后故障率=當月生產(chǎn)的產(chǎn)品在十二個月內(nèi)的故障數(shù)/當月產(chǎn)量。故障率統(tǒng)計圖分別如圖222210所示。圖27平衡軸斷裂故障率圖圖28 平衡軸安裝軸承處磨損故障率圖圖29平衡軸支架裂紋故障率圖圖210平衡軸支架曠動故障率圖將大Y分解為如下四個y：1) y1為平衡軸斷裂故障率；2) y2為安裝軸承處磨損故障率；3) y3為支架裂紋故障率；4) y4為支架曠動故障率。大Y與y的關系為：Y=y1+y2+y3+y4(3) 明確對應于y的關鍵特性在選定了項目y以后，有時還不