应用紧固件联接各种零部件

汽车用紧固件包含用于不同部位、重要程度差异极大的众多品种，对其重要程度进行评价并予以有区别的控制管理，对提高整车使用安全性有重要意义，本文提出评价的原则、方法及控制、管理的构想。

汽车用紧固件包含格各种散件紧固联接成为整车的各种标准的和非标准的紧固元件，螺栓、螺钉等借助螺纹紧固联接的是其主体。以零件数量计算，紧固件件数占整车零件总数比例远超过其它任何一种零件，达40％～55％；整车以及总成的总装过程，主要是应用紧固件联接各种零部件的过程；某些紧固件失效导致车毁人亡的事例也时有所闻。因此，紧固件对汽车的制造、使用都应当是重要的，但实际上，汽车紧固件在国内尚未受到普遍的、足够的关注，这是个值得研讨的问题。在此，笔者试对此作初步探讨，一管之见，仅供参考。

1 问题的提出

1.1 未得到足够关注的零件

汽车紧固件是未能得到足够关注的汽车零件之一，即表现在汽车设计、制造阶段，也表现在使用、维修阶段。当然并非所有厂家、用户均如此，但关注或重视不足可认为是较为普遍的倾向，这里举出一些此方面的表现。

——一辆汽车采用紧固件达数千件之多，固然，其中“无关大体”的可能占绝大多数，但关系人、车存亡的亦不算很少，而那些本应视作”关键零件”的紧固件，据了解，在设计及有关管理文件中一般并未给出明确区分，有区别的控制、管理也就难以开展。

——可靠的紧固是整车功能、安全得以保证的基本条件之一，而以“紧固可靠性”为目标对紧固件、紧固机理、紧固方法与装备等作为系统研究开展是其重要基础。然而在国内，少见主机厂、专业厂、有关院校有系统地开展这种研究。具有相当规模的主机厂，往往也没有紧固技术方面的专门人员。现有的研究则多限于针对某一具体问题的零星的实用性课题。

很多关键部位的紧固件仍在广泛采用可靠性不足的“扭矩法”紧固，一些引进的以先进紧固理论为基础的紧固装备又因吃不透而难以很好应用。都反映出对“紧固可靠性”的借鉴、研究、推广应用的关注不足。

虽然，国家近期重点扶植的25种关键零部件中列有“专用紧固件”，这些关键件绝大部分已被列人“汽车产品认证”计划范围之中、而“专用紧固件”却未被列入，这意味着包含了“关键零件”的“专用紧固件”至今仍游离于必要的国家监督、控制之外，未被注意。 ——在700亿元以上汽车配件市场中、以涉及安全的关键件为主的”专用紧固件”也许不足百分之二、

三，其绝对额却也十分诱人，各种规模、各种水平的企业争相拥入，以至良莠不齐，“正宗”、“名牌”配件被泛滥的低劣廉价配件包围、挤压，而伪劣配件得以滋生、泛滥的重要条件之一正是社会对关键性紧固件重要性的忽视。

1.2对汽车用紧固件进行重要程度评价的必要性

汽车用紧固件与其它汽车零部件的一个重要不同点，是它包含了数百上千个不同功能的品种，而又被应用在不同重要性的、全车几乎所有部位。即“汽车紧固件”是重要程度极为不同的众多品种、规格汽车用紧固件的总和。因此，对汽车紧固件（广而言之，对其它汽车零部件似亦应如此)的重要程度进行分析、评价、为有区别的管理提供必要的依据，显然是必要的。

八十年代中期，中国汽车界一位元老级的领导人对一家汽车紧固件骨干企业的负责人说，你们说汽车紧固件重要，可有人说，墩布（南方称为“拖把”)上的螺丝和汽车上的螺丝不都是螺丝吗?不说清差别，别人就难以承认你们的重要性。此事表明，应”说清”重要程度的想法在行业的领导层早已有之。

在现实中，不时会得到汽车事故导致灾难的信息，其中就含有若干由紧固件直接产生的事故，遗憾的是未见到全面系统的统计和分析、分类。这里只是笔者收集到的部分事例：——1997年夏，湖北大洪水期间，嘉鱼县检察院的一辆BJ212车，因维修时被装用劣质的转向臂固定螺栓，途中螺栓断裂致使车辆方向失控，撞坏路边行驶的摩托车，造成死、伤数人的重大事故。

——1998年秋，武汉一个体运输户的一辆配装玉柴发动机的东风货车，因维修时装用品牌不明的连杆螺栓，仅行驶数百公里即因连杆螺栓断裂使发动机被捣毁报废。

——1984年夏，由江西开往湖北的一辆长途客车，途中因燃油管接头泄漏起火，因地处郊野无从求救，使客车在不足半小时之内烧毁，所幸旅客疏散及时，未造成伤亡。

——在沈阳、重庆均有人目击行驶中的汽车车轮飞出的事故，原因是车轮螺栓突然全部断裂。

一一1977年，美国通用（GM)汽车公司因对所生产的某种车型后悬挂调节臂螺栓的强度与选材不当，虽然通过了严格的试验鉴定，但投产几年后，陆续接到关于该螺栓使用中突然断裂的投诉，为维护公司的声誉，只得根据美国政府有关汽车召回法规，将装用该种螺栓的640万辆车如数召回拆换上新的螺栓，为此估计耗费约5000—7000万美元，摄于法律，也为了公司的长远利益，只能如此。GM公司最终调查发现，螺栓断裂原因是环境腐蚀导致该低碳硼钢高强度(12.9级)螺栓延迟断裂，结论是在该部位采用低碳硼钢高强度螺栓是设计不当。

——1988年，美国防部在调查进口螺栓以低充高的事件时公布的统计数字称，在美军装备(包括车辆)发生的各种事故中，由紧固件引起的达25％。

这些零星事例，已足可证明：某些“汽车紧固件确实是至关重要的”这一看法。同时也证明，忽视价值微小的紧固件，有可能导致千、百倍乃至数万倍于其价值的损失。

因此，研究评价汽车紧固件的重要程度以利有针对性地予以有区别的控制、管理就应是顺理成章的事情。

2汽车紧固件重要程度评价

评价汽车紧固件或者所有汽车零部件的重要程度，显然需首先确立一种标准或者准则。汽车行业似乎有一种惯性思维，越是技术复杂、制造难度高的显得越重要。例如，在汽车紧固件这个小行业里，多年流行“高强度紧固件”这一说法，而且被纳入了国家政策文件之中、这是以要求高、制造难度大为主要准则划分的一个典型例子。的确，高强度紧固件往往是重要的紧固件、但还应当说，并非完全如此。显然这是一种以“制造者立场”进行划分的准则。既然汽车的惟一消费者是人，是广大公众，那么、以“用户立场”进行评价才应是最合理的、终极的原则、问题是如何将这一大原则具体化。

2.1 一个可供参照的准则

汽车行业新近颁布了一项检验评定整车产品质量的标准——《汽车整车产品质量检验评定方法》(QC／T900-1997)，通过对该标准的分析，笔者认为，该标准可以作为评价包括汽车紧固件在内的各种零件重要程度的主要参照准则。

2.1.1 故障分类与零部件的重要程度

QC／T900-1997规定对新的整车检验评定包括：安全环保、基本性能、整车装配调整和外观质量、可靠性行驶等四项，后三项都部分或全部以行驶中发生故障的性质及数量作为检验评定依据。《汽车的故障模式及分类》(QC／T4－92)则对故障给出了分类，并给出了这样的原则：“原则上应以零件的故障模式来描述汽车故障”。而QC／T900-1997还给出了数千项整车各部位零部件可能故障的特征和分类(见该标准附录G)。这给评价零部件在汽车使用中的重要程度提供了详细的依据。

按照QC／T4－92和QC／T900-1997，故障均破划分为四类(尽管两项标准对四类故障的定义小有出入、但本质上应认为是一致的)。即致命、严重、一般、轻微四类。

可见，导致整车发生致命故障的零部件、是至关重要的或者说是关键性的零部件。导致严重故障的零部件，则是重要的零部件……，而不论该零部件本身的复杂程度与价值大小。这是从使用者角度评价的一种准则，我们可称之为“用户立场”准则。在发展市场经济的现时

代，这应是最高的准则。

显然，按照零部件导致整车使用中发生故障的严重程度(类别)来评价零部件的重要程度正是我们所寻求的方法。

2.1.2 由紧固件导致整车故障的统计

QC／T900-1997的附录G列出了近5000项故障的分类、发生部位、故障表现及致障零部件名称等内容，足以使我们获知什么零部件，会在什么部位，以何种形式导致何种性质故障。有理由相信，附录G所列，是长期、大量整车检验评价实践的总结，整车可能发生故障的绝大多数已被纳入其中，应完全可以作为评价紧固件及其它零部件重要程度的主要参照依据。

当然，我们已注意到，该标准适用于“定型投产，经企业验收合格的成品汽车”，也就是说用于新车的检验评定，其用于检验性能的规定试验里程不过5000公里或15000公里，大约为车辆全寿命里程的百分之几。显然在汽车未来的长时期使用中，还可能发生超出附录G范围的故障，或者范围虽未超出，但故障类别即严重程度发生变化，这是一个合理的推测。因此，仅依据QC／T900-1997标准是不够的、还有必要考虑长期使用中的新的因素。

以下是对附录G所列全部故障以及其中由紧固件引起故障的分类统计。

附录G采用的分组，即大总成，如10－发动机，17－变速器……等。在整车全部38组中，有22组可能发生致命故障，其中存在由紧固件引起致命故障的有10组，占45.5％，而严重故障中这一比例达67.7％、整车可能发生的各种故障为4997项，其中致命故障144项，由紧固件致障达22.9％(33项)、在严重故障中为12.7％(126项)，当以导致致命和严重故障，特别是导致致命故障作为判别零部件对整车重要性的依据时、紧固件的重要性己十分明显。

在全部故障总项数及各分组中由紧固体引起故障的统计表

故障类别

统计对象

致命 严重 一般 轻微 合计 含有该类故障的组数（组） 22 31 38 38 38 按分组统计 其中有紧固件致障组数（组） 10 21 36 37

占该类故障组数（％） 45.267.795 97

各类故障数（项） 144 995 2783 1076 4997按项统计 其中有紧固件致障组数（项） 33 126 734 463 1356占该类故障组数（％） 22.912.726.4 43 23.1

2.2 整车长期使用中可能新增或加重故障的紧固件因家

QC／T900-1997附录G所列近5000项故障，是合格新车在有限里程试验下可能发生的故

障，以下因素则可能使车辆在日后的长期运行中发生新的(超出附录G范围的)故障，或者致使原仅为轻的故障演变为严重乃至致命的故障。由此，要求评价紧固件重要程度时，不仅限于附件G给出的范围。

2.2.1 延迟断裂

主要发生在螺栓、螺柱等外螺纹紧固件上，这是一种外力并不超过设计允许的静载荷或动载荷情况下，随使用时间增加，在数月或数年后发生的突发性断裂。据已有的研究表明，导致延迟断裂的原因很多，如车辆使用环境、零件采用的材料及制造过程、零件形状与强度对延迟破坏的敏感性等。

前述美国通用公司调节臂螺栓问题就是一个延迟破坏的典型事例。 ’

现在虽然已可能从设计、制造中加以预防，如采用对延迟破坏敏感度低的材料、避开采用敏感的强度区、减少或避免采用可能使氢渗入零件的工艺过程(如电镀、过度酸洗等)或通过事后处理将氢驱除等等。但鉴于原因的复杂多样似乎还难以完全杜绝。

2.2.2 疲劳断裂

由于螺纹件特有的缺口敏感结构，疲劳断裂是螺纹紧固件在动载条件下最易见的断裂形式，似乎通过对零件的动载疲劳强度设计，留有足够余地即可安然无恙了。但实际情况并非完全如此，原因在于零件的疲劳寿命往往有某种限度，而且影响其离散程度的因素复杂，如果其疲劳寿命低于整车寿命，显然将在整车使用中某时断裂。国内曾有人提出应在行驶若干万公里时，强制更换某种重要螺栓的建议，表明这种问题确实存在。问题在于确定用于各种部位的各种重要螺栓的“可用寿命”是相当困难的课题(这属于“可靠性设计”范围，但国内至少在重要汽车紧固件方面尚未开展。实际中作出限期更换重要紧固件规定的也还极为少见。因此，疲劳断裂还将是车辆使用中可能发生的突然故障的意外因素。

2.2.3 劣质紧固件

用于维修配件的劣质紧固件的泛滥，必然导致那些如果符合设计要求本来绝无问题的部位引发故障，甚至致命故障。这是又一个暗藏意外故障的因素。

2.2.4 不规范的紧固

螺纹紧固的可靠与否取决于联结设计、紧固件和紧固几方面，维修中将常常更换、拆装紧固件。遍布全国、水乎差异悬殊的维修点，势必存在不规范的紧固操作，劣质的紧固同劣质紧固件一样是另一个发生意外故障的因素。

2.3 汽车紧固件重要程度的分级与确认

2.3.1 确立重要程度分级标准

为了评价紧固件的重要程度，必须先给出一种表示重要程度区别的方式。如前所述，在实际生产活动中，已有“高强度紧固件”、“保安紧固件”及“普通紧固件”等说法，但尚未见给出正式的、明确的定义。以至对这些说法的解释可谓“见仁见智”，各说不一。如有的将8.8级及以上级别的紧固件称为“高强度紧固件”，而有的则仅把10．9级及以上级别的看作“高强度”，也有将某些认为重要部位使用的紧固件作为“关键紧固件”的。

笔者在此试给出一种划分的建议，划分的基本准则是该紧固件对整车使用安全性(引起故障的严重程度)的影响程度，而不论其强度或结构复杂程度。

——保障安全紧固件，简称“保安紧固件”或“保安件”：指由于该紧固件失效，可导致车辆发生致命故障的紧固件。

——重要紧固件，简称“重要件”：指由于该紧固件失效，可导致车辆发生严重故障的紧固件。

——一般紧固件，简称“一般件”：由于该紧固件失效，仅可能导致车辆发生一般或轻微故障的紧固件。

以上所指四类“故障”以《汽车整车产品质量检验评定方法》(QC／T900-1997)及《汽车的故障模式及分类》(QC/T34-92)对故障的定义为据。

紧固件失效指在服役中完全丧失规定功能的现象。紧固件失效的主要形式有：断裂或破裂、松动或松驰、脱落等。

以上划分方法，似也适用于其它汽车零部件。

2.3.2 对汽车紧固件进行评价分级

分级标准一旦建立，即可对各种紧固件进行评价分级。实际上，只需筛选出“保安件”和“重要件”，其余的即为“一般件”。为厂避免遗漏，评价筛选应以所有汽车实际采用的紧固件为对象。

具体开展评价分级可能还需要考虑以下一些问题：

其一，鉴于所提出的评价标准是以紧固件可导致故障的严重程度为准则的，因而将以“用于某部位的某紧固件”为具体对象，对于全车中各部位的专用紧固件(或专用零件)，其使用部位已一目了然，如连杆螺栓、活塞……仅有惟一的使用部位。但由于紧固件标准化程度极高的这一特点，有可能出现某重要部位采用标准紧固件的情况(如某引进车发动机主轴承盖螺栓就采用了标准螺栓)，也可能出现某种专用紧固件同时被用于两处以上重要程度不同部位的情况。而标准化、通用化是很多汽车元件的发展趋势，紧固件则尤其如此。这就产生了如何区别的问题。

其二，何种部位可能发生何种故障，当以QC／T900-1997的附录G为主要依据，对于紧固件则还应尽可能考虑长期使用中可能发生的新的故障部位及模式，如前文已列的延迟破坏……等。

其三，由谁在什么范围进行，鉴于对汽车紧固件(或汽车零部件)进行重要程度评价，本质上出于公众安全需要，加之无论何种汽车，由于结构大体相似，零部件评价的共性部分将占主流。因此，理想的作法是由行业合作、统一进行。当然，如果行业联合进行条件尚不成熟，由感到必要的主机企业针对自己的车型率先进行(可能某些企业已经作过或正在进行类似工作)，也能为行业日后进行此项工作提供经验。

3 关于实施

提出对汽车紧固件进行重要程度评价、分级，其目的在于明确区分其重要程度，以利突出重点加以管理、控制，最终提高汽车的安全性。这里提出一些有关实施的设想，有关管理、控制部分已超出本文讨论范围，仅作概述，仅供参考。

3.1 制订汽车紧固件(或汽车零部件)重要程度划分标准或规范

这是第一步。如果在划分的必要性上取得广泛共识，作出这种划分不应存在太大的困难。范围可以仅指“汽车紧固件”，若能涵盖所有汽车零部件当然更有意义。形式则以行业标准形式为好，且似应为“强制性”，以其它形式也未尝不是折中的可选办法，如规定、规范……等。

3.2 进行重要程度评价并编制相应明细目录

在划分标准制订之后或同时开展，目录只需列入“保安件”及“重要件”，甚至可先仅列出“保安件”即可，作为行业性的目录，它应当同分级标准一样向社会广为发布，以达到对设计、制造、销售、使用、维修发挥指导、警示和约束作用。

3.3 建立并实施必要的管理、控制

管理、控制必须对汽车及零部件的设计、制造……全过程进行才可能发挥作用，显然这只能依靠汽车制造业、交通运输业、维修业、配件销售业等等行业归口管理部门乃至质量监督、工商管理等部门联合协调、多方位进行。将“保安件”作为重点首先管起来，壁如由汽车行业将其纳入产品认证、生产许可证等范围，逐步实现有证生产，限期逐步取缔无证及不合格“保安件”生产；由汽车行业、质监部门实施质量监督检查；由工商部门控制无证及不合格“保安件”流通；由相关管理部门控制、约束、配件销售及维修业使用无证及不合格“保安件”……等。显然，重点在于控制住生产产品的源头。

总之，保障汽车重要紧固件或汽车其它零部件的安全性，同现在打击各类假冒伪劣产品泛滥一样，只能突出重点，综合治理，把真正关键的零部件筛选出来并加以标识，是首先须解决的问题。

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