某乘用車前排電動座椅異響問題研究與解決

陳述

佛吉亞（柳州）汽車座椅有限公司 廣西柳州市 535000

1 引言

汽車的NVH（Noise Vibration Harshness），即噪聲、振動和聲振粗糙度，是衡量汽車制造質(zhì)量的重要指標(biāo)。對汽車的NVH 進(jìn)行深入研究，并提出解決方案來降低NVH，可以提升整車性能和駕乘舒適性。隨著消費(fèi)水平不斷提高，乘用車座椅逐漸轉(zhuǎn)向電動化。作為整車內(nèi)飾中零件數(shù)量及體積最大的零部件，汽車座椅舒適性設(shè)計在車輛開發(fā)中處于非常重要的地位。

2 乘用車電動座椅介紹

2.1 乘用車電動座椅結(jié)構(gòu)說明

常見電動座椅一般為6 向電動座椅，主要由4 向電動坐盆、2 向電動靠背、頭枕、發(fā)泡、面套等部件組成。2 向電動靠背運(yùn)動機(jī)構(gòu)相對簡單，4 向電動坐盆包含電動滑軌前后滑動機(jī)構(gòu)、電動調(diào)高機(jī)構(gòu)，由于坐盆支撐乘客的體重，加上調(diào)節(jié)時有相對運(yùn)動，容易產(chǎn)生異響。

影響汽車座椅異響的主要因素有接觸型面、結(jié)構(gòu)設(shè)計、裝配精度、尺寸公差；本文通過對某乘用車電動座椅開發(fā)及量產(chǎn)過程中常見的異響模式進(jìn)行分析，提出相應(yīng)的解決方案，可為后續(xù)車型類似結(jié)構(gòu)提供經(jīng)驗借鑒。

2.2 乘用車座椅異響原理及分類

根據(jù)產(chǎn)生原理的不同，異響可以分為三：

1）摩擦聲：物體之間相互摩擦所產(chǎn)生的聲音。物體材質(zhì)不同，摩擦聲亦有差異。

2）振動聲：物體共振或者結(jié)構(gòu)性振動所產(chǎn)生的聲音。

3）敲擊聲：兩相鄰物體之間相互撞擊所發(fā)出的聲音，例如“咔噠”、“噠噠”、“叮?！钡炔贿B續(xù)聲音。

根據(jù)發(fā)生部位的不同，異響可分為靠背異響、滑軌異響、坐墊異響、頭枕異響等。

3 電動座椅異響問題研究

3.1 座椅前后滑動異響

異響問題描述：車輛靜態(tài)檢查座椅前后滑動過程中，經(jīng)過某個特定位置時座椅存在卡頓異響，影響乘坐體驗。

異響原因分析：座椅的電動坐盆水平前后移動由水平電機(jī)驅(qū)動，通過兩根軟軸與兩側(cè)的電動滑軌連接。電動滑軌內(nèi)部通過斜齒輪與長絲桿的嚙合，驅(qū)動滑軌的上下軌進(jìn)行滑動。

故障件座椅滑動產(chǎn)生的異響在某個特定位置產(chǎn)生，判斷為滑軌內(nèi)部問題，拆下滑軌組件進(jìn)行拆解分析，拆解后看到滑軌齒輪箱內(nèi)斜齒輪無異常,單獨(dú)轉(zhuǎn)動齒輪箱異響仍然存在。

拆解齒輪箱,絲桿上發(fā)現(xiàn)有異物，擦拭后仍有痕跡存在，且觸摸有明顯凸起，表面絲桿在母軌底側(cè)方口處受損，受損處呈現(xiàn)黑色，如圖1，導(dǎo)致單向滑動異響。

圖1 受損示意圖

分析電動坐盆裝配過程，無類似異物進(jìn)入滑軌風(fēng)險。將絲桿做物理性能檢測，材質(zhì)合格。到滑軌供應(yīng)商處檢查滑軌生產(chǎn)過程，發(fā)現(xiàn)絲桿焊接工裝定位塊由于焊接過程電流回路的影響，定位塊存在燒傷磨損，絲桿裝夾后0.25mm 的塞尺可以通過，如圖2，正常定位塊0.02mm 的塞尺無法通過，如圖3，絲桿與定位塊間有較大間隙，產(chǎn)生晃動，絲桿容易損壞，為產(chǎn)生異響的主要原因。

圖2 故障件示意圖

圖3 正常件示意圖

改進(jìn)措施：一是在絲桿焊接工裝定位塊及安裝螺釘處增加絕緣塊，二是在首件檢查中增加對絲桿安裝面進(jìn)行間隙檢查。

3.2 座椅前后滑動顫音異響

異響問題描述：車輛靜態(tài)檢查時座椅前后滑動過程中座椅發(fā)出較明顯、共振顫音的異響。

異響原因分析：查看故障件發(fā)現(xiàn)電動坐盆馬達(dá)支架上的軟軸套管在軟軸轉(zhuǎn)動時，跟著軟軸轉(zhuǎn)動，套管與馬達(dá)支架摩擦，產(chǎn)生了共振異響，如圖4。測量各零件的尺寸，符合圖紙要求，分析為結(jié)構(gòu)設(shè)計問題。

圖4 馬達(dá)支架組件

流出原因分析：電動坐盆噪音檢測為自動靜音房檢測，噪音合格放行標(biāo)準(zhǔn)為小于50db。查看追溯系統(tǒng)中故障件電動坐盆噪音檢查記錄，向前滑動噪音檢測值為43db，向后滑動噪音檢測值為49.5db，都在合格標(biāo)準(zhǔn)線內(nèi)。但是前后滑動噪音存在較大差值，用戶感知明顯，不能接受。

解決措施：為了解決該異響問題，考慮設(shè)計上對軟軸套管結(jié)構(gòu)增加固定限位，即在電機(jī)端頭增加3 個筋條，如圖5，套管裝配時被筋條限位，使得套管無法轉(zhuǎn)動，消除轉(zhuǎn)動異響。為了解決靜音房噪音檢測識別不出差異問題，對靜音房檢測程序進(jìn)行修改，針對前后滑動時的噪音差增加設(shè)置最大差值不超過4db 的檢測判定放行條件，如圖6。當(dāng)檢測出的前后滑動噪音差值超過4db 時，系統(tǒng)判定不合格。員工將電動坐盆貼不合格標(biāo)識，隔離返修，避免缺陷流出。

圖5 增加筋條

圖6 靜音檢測增加差值判斷

3.3 座椅往后滑動異響

異響問題描述：前排副駕駛電動座椅向前調(diào)節(jié)到1/3 行程時異響，影響乘客感受。

異響原因分析：經(jīng)過在車輛上互換驗證，異響不能消除。進(jìn)一步分析異響位置為左側(cè)滑軌后端腳蓋與滑軌內(nèi)軌干涉，滑軌滑動過程中頂開腳蓋，腳蓋回彈產(chǎn)生異響。

座椅上標(biāo)準(zhǔn)白車身查看，定位銷進(jìn)孔后，查看前后四個基準(zhǔn)面的貼合情況：1）、后端2 個基準(zhǔn)面間隙為0 貼合；2）、前端內(nèi)側(cè)滑軌基準(zhǔn)面間隙為0.35mm；3）、前端外側(cè)滑軌基準(zhǔn)面間隙為0.2mm。以上結(jié)果符合車身間隙小于0.5mm 的標(biāo)準(zhǔn)，說明座椅安裝面合格。

座椅上標(biāo)準(zhǔn)白車身未擰螺栓前，目測后端滑軌孔位與車身固定孔有偏移不居中，如圖7；用電槍擰緊滑軌過程，滑軌目測有扭曲變形（Y 向）。在前端擰緊、后端未擰的情況下，電檢調(diào)節(jié)不異響；在前端擰緊、后端擰緊的情況下，電檢調(diào)節(jié)異響。調(diào)節(jié)過程聽聲音，異響源從內(nèi)側(cè)滑軌后端發(fā)出，如圖8。查看有干涉風(fēng)險的只有滑軌腳蓋，取下滑軌腳蓋后，電檢調(diào)節(jié)不異響。

圖7 后端安裝孔偏

圖8 擠壓位置回彈

進(jìn)一步分析為坐盆側(cè)板安裝面不平，導(dǎo)致與滑軌安裝后受應(yīng)力發(fā)生扭曲，帶動滑軌安裝孔Y 向偏差。坐盆滑軌安裝孔為14mm，檢具安裝孔定位銷尺寸為12mm，無法有效識別安裝孔偏問題。

結(jié)論:異響零件為內(nèi)側(cè)滑軌后端腳蓋；1、異響方式為滑軌內(nèi)滑動軸擠壓腳蓋過程，在滑動過后，腳蓋回彈的響聲；2、滑動軸擠壓腳蓋是因滑軌孔偏，擰緊后滑軌扭曲，導(dǎo)致極端情況下影響滑軌軸與腳蓋的貼合間隙為0；3、側(cè)板安裝面平面度不合格，導(dǎo)致安裝孔偏。

解決措施：對坐盆側(cè)板模具進(jìn)行檢查整改，優(yōu)化提升側(cè)板滑軌安裝面平面度；加大坐盆檢具定位銷尺寸，下線后100%上檢具檢測安裝孔。

3.4 座椅調(diào)高卡頓異響

異響問題描述：駕駛員乘坐在座椅上，調(diào)節(jié)高度時，座椅在某個特定位置有卡頓異響，影響乘客感受。

異響原因分析：查看故障電動座椅，異響處為調(diào)高電機(jī)與齒板嚙合存在間隙，電機(jī)轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生滑齒卡頓現(xiàn)象，造成異響。目前裝配未按標(biāo)準(zhǔn)工藝執(zhí)行，采用氣槍一次性擰緊，導(dǎo)致扭矩不受控（標(biāo)準(zhǔn)為10±1Nm），拆解失效件發(fā)現(xiàn)存在嚴(yán)重超標(biāo)（＞20Nm）及扭矩不足（接近0Nm）兩種狀態(tài)；調(diào)高電機(jī)安裝輔助壓緊借用現(xiàn)有工裝，如圖9，但由于坐盆存在差異，輔助壓緊工裝需微調(diào)才能使用，調(diào)整未完成，導(dǎo)致樣件階段均為人力推緊裝配，出現(xiàn)間隙不穩(wěn)定且未針對間隙進(jìn)行晃動測量。

圖9 壓緊工裝

解決措施：微調(diào)壓緊工裝，裝配調(diào)高電機(jī)時用壓緊工裝將電機(jī)與齒板的間隙消除，再用電槍將電機(jī)安裝牢固，確保安裝扭矩。

圖10 異響位置

3.5 座椅路試動態(tài)異響

異響問題描述：車輛下線路試經(jīng)過扭曲路時，駕駛員座椅發(fā)出金屬碰撞的異響聲。

異響原因分析：查看故障座椅，電動坐盆調(diào)高機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動部位處存在間隙，晃動座椅間隙明顯。拆下電動坐盆骨架做進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)電動坐盆調(diào)高四連桿機(jī)構(gòu)的前提升連桿處存在間隙晃動，實測連接的臺階螺栓臺階尺寸為14.85mm，標(biāo)準(zhǔn)15.1-0.08mm，螺栓臺階偏小，造成座盆松動。

解決措施：分選庫房螺栓尺寸，通知供應(yīng)商對螺栓臺階處尺寸進(jìn)行整改控制。

4 結(jié)束語

隨著經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展，消費(fèi)者對汽車品質(zhì)要求進(jìn)一步提高，車內(nèi)座椅等內(nèi)飾件與客戶直接接觸，產(chǎn)品異響問題極大影響消費(fèi)者駕乘體驗，座椅等內(nèi)飾件廠家需重點關(guān)注解決產(chǎn)品異響問題，提升客戶滿意度。本文通過對幾種電動座椅常見異響問題進(jìn)行研究分析，提出解決方案，改善座椅異響問題，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高用戶乘坐座椅的舒適度與滿意度。