汽車座椅滑軌路試異響問題解析

隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，消費(fèi)者對(duì)駕乘體驗(yàn)的要求越來越嚴(yán)格。由于車輛在顛簸路面行駛時(shí)會(huì)帶動(dòng)車內(nèi)座椅產(chǎn)生比較劇烈的振動(dòng)，在座椅松動(dòng)或者配合有間隙的位置易產(chǎn)生異響，汽車制造商通過路試的方式來模擬汽車在顛簸路面上的行駛狀態(tài)[1]。座椅通過滑軌與車身連接，滑軌上下軌之間的間隙直接影響座椅路試狀態(tài)。因此，在座椅骨架開發(fā)階段，如何定義上下軌的間隙至關(guān)重要。本文通過分析影響滑軌上下軌間隙的三個(gè)主要因素，改善上下軌的間隙，達(dá)到了優(yōu)化路試異響的目的，為座椅骨架能夠穩(wěn)定批量生產(chǎn)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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產(chǎn)生條件文章源自好焊孫輝博客 http://www.surpass-tech.com.cn好焊孫輝-http://www.surpass-tech.com.cn/weldgyzb/cailiaogyi2024111152.html

汽車異響是整車在行駛過程中人耳所能聽到的一種不愉悅的聲音，令人難以接受。摩擦、敲擊和共振是產(chǎn)生異響的三種途徑。摩擦異響由兩個(gè)接觸面之間存在粘滑等相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生；敲擊和共振則是由兩個(gè)已接觸或存在潛在接觸風(fēng)險(xiǎn)的面之間撞擊而產(chǎn)生，工作模式如圖 1、圖 2、圖 3 所示。異響的產(chǎn)生與產(chǎn)品本身、路況和用戶操作方式等多方面因素有關(guān)。產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造工藝流程、工作環(huán)境都會(huì)導(dǎo)致異響[2]。汽車在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)座椅滑軌上下軌之間存在間隙，而在路試動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)時(shí)，座椅滑軌上下軌因路面顛簸相互敲擊而產(chǎn)生異響，此種異響為本文主要研究的對(duì)象。文章源自好焊孫輝博客 http://www.surpass-tech.com.cn好焊孫輝-http://www.surpass-tech.com.cn/weldgyzb/cailiaogyi2024111152.html

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評(píng)價(jià)方法文章源自好焊孫輝博客 http://www.surpass-tech.com.cn好焊孫輝-http://www.surpass-tech.com.cn/weldgyzb/cailiaogyi2024111152.html

路試是評(píng)價(jià)汽車是否有異響的主要方式，每臺(tái)車必須經(jīng)過路試檢測(cè)，評(píng)價(jià)合格后才可以交付用戶。路試跑道由不同的路面組成，如扭曲路面、比利時(shí)路面、搓板路面、井蓋路面、釘子路面和瀝青路面等[3-4]，如圖 4 所示為比利時(shí)路面。汽車在不同路面行駛時(shí)的速度要求也不同，如在扭曲路面和井蓋路面行駛時(shí)的速度不超過 5 km/h；在比利時(shí)路面行駛時(shí)的速度不超過 20 km/h；在搓板路面、釘子路面和瀝青路面行駛時(shí)的速度不超過40 km/h。汽車在經(jīng)過這些特殊設(shè)計(jì)的路面時(shí)，能夠有效識(shí)別整車底盤、內(nèi)外飾、車身鈑金等區(qū)域的質(zhì)量缺陷[5]。文章源自好焊孫輝博客 http://www.surpass-tech.com.cn好焊孫輝-http://www.surpass-tech.com.cn/weldgyzb/cailiaogyi2024111152.html

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在路試評(píng)價(jià)時(shí),噪音的評(píng)價(jià)方法主要有兩種,分別為駕駛員分貝儀檢測(cè)[6]和主觀感受?分貝儀主要針對(duì)噪音進(jìn)行檢測(cè),在整車環(huán)境內(nèi)噪音要求小于45dB,對(duì)高于45dB的噪音應(yīng)采取相應(yīng)措施來減輕或消除?駕乘人員駕乘車輛主觀感受到的異響噪聲,在整車內(nèi)不應(yīng)該產(chǎn)生,無論分貝值大小都應(yīng)該消除?文章源自好焊孫輝博客 http://www.surpass-tech.com.cn好焊孫輝-http://www.surpass-tech.com.cn/weldgyzb/cailiaogyi2024111152.html

本文所研究的座椅骨架滑軌異響發(fā)生在比利時(shí)路試路面,被駕駛員主觀感受所抱怨,直接影響用戶駕乘舒適度,需要對(duì)此問題進(jìn)行分析解決?

滑軌異響原因分析及改進(jìn)方案

滑軌異響問題

汽車座椅主要通過滑軌實(shí)現(xiàn)前后移動(dòng),滑軌由上滑軌?下滑軌及內(nèi)部鋼球組成?滑軌主要通過鋼球?qū)崿F(xiàn)對(duì)上下軌的夾持,上下軌之間一共有4個(gè)球道,每個(gè)球道內(nèi)在滑軌的前后端各有2個(gè)鋼球,這些鋼球通過保持架支撐滑軌?每根滑軌共有16個(gè)鋼球,每套座椅骨架總成有32個(gè)鋼球?

滑軌的結(jié)構(gòu)如圖5所示,球道1和球道2位于滑軌高邊,球道3和球道4位于滑軌矮邊,滑軌單邊球道剖面圖如圖6所示?

座椅骨架項(xiàng)目開發(fā)階段,汽車在比利時(shí)路面上以10km/h~20km/h的速度路試時(shí),發(fā)現(xiàn)座椅骨架產(chǎn)生“嗒嗒”的異響?經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)此異響由滑軌矮邊上下軌相互敲擊產(chǎn)生?影響上下軌間隙的主要因素為滑軌配球方式?座墊骨架側(cè)板端面平面度?下滑軌地腳端面平面度?

滑軌基準(zhǔn)鋼球直徑選擇

座椅骨架在生產(chǎn)過程中,每批次滑軌軌型可能存在差異,需要通過配球來保證滑軌的操作力和上下軌之間的間隙?鋼球過小,會(huì)導(dǎo)致上下軌間隙過小,存在路試上下軌敲擊異響的風(fēng)險(xiǎn);鋼球過大,會(huì)造成滑軌操作力過大,影響用戶使用舒適度?因此,合理選擇滑軌各個(gè)球道內(nèi)鋼球的直徑至關(guān)重要?

座椅滑軌共有三種規(guī)格的鋼球,直徑分別為4.8mm?4.9mm?5.0mm,需要使用這三種不同規(guī)格的鋼球進(jìn)行配球滿足滑軌上下軌間隙和滑軌前后移動(dòng)操作力的要求,具體配球方式如下:

（1）為保證鋼球?qū)壍膴A持作用,要求滑軌前后調(diào)節(jié)后4個(gè)球道都有球痕,配球時(shí)首先以直徑為4.9mm的鋼球作為基準(zhǔn)鋼球,即4個(gè)球道中16個(gè)鋼球均使用直徑為4.9mm的鋼球?

（2）如果滑軌力超過上限值(滑軌力標(biāo)準(zhǔn)為30N~50N),根據(jù)球道中球痕深淺程度更改球道1或球道3的鋼球尺寸,使用直徑為4.8mm的鋼10.4128有的球痕深淺程度更改球道 1 或球道 3 的鋼球尺寸，20.5114有使用直徑為 5.0 mm 的鋼球進(jìn)行配球。30.5122有球進(jìn)行配球;如果滑軌力超過下限值,根據(jù)球道的球痕深淺程度更改球道 ? 1 或球道 3 的鋼球尺寸，使用直徑為 5.0 mm 的鋼球進(jìn)行配球。

（3）若按照步驟(2)滑軌力仍然不合格,需要更改球道2和球道4的鋼球尺寸來滿足滑軌力的要求,球道2和球道4使用直徑相同的鋼球?配球后的滑軌總成需要滿足滑軌行程內(nèi)力值平順,無卡滯感,滑軌力無突然松弛感,保證同一球道內(nèi)前后端鋼球尺寸一致?

將配球后的滑軌裝配成座椅總成,在實(shí)車上分別用塞規(guī)和拉力計(jì)測(cè)量滑軌間隙和座椅前后移動(dòng)的操作力,如圖7所示,測(cè)量時(shí)座椅需要有75kg負(fù)載?

路試異響發(fā)生在滑軌矮邊位置,主要針對(duì)球道3和球道4鋼球重點(diǎn)進(jìn)行匹配,為驗(yàn)證球道3和球道4鋼球直徑相對(duì)大小對(duì)滑軌間隙及座椅前后移動(dòng)操作力的影響,此批次滑軌分別選擇以下三種配球方式進(jìn)行驗(yàn)證:配球方式一為球道3選用直徑為4.8mm的鋼球,球道4選用直徑為5.0mm的鋼球;配球方式二為球道3和球道4均選用直徑為4.9mm的鋼球;配球方式三為球道3選用直徑為5.0mm的鋼球,球道4選用直徑為4.8mm的鋼球?將座椅裝配到整車進(jìn)行路試驗(yàn)證,以確定最佳配球方式?驗(yàn)證結(jié)果如表1—表3所示?

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果,針對(duì)此批次滑軌以直徑為4.9mm的基準(zhǔn)鋼球配球時(shí),當(dāng)球道3選用直徑為5.0mm的鋼球?球道4選用直徑為4.8mm的鋼球時(shí)上下軌間隙較大,路試時(shí)無異響產(chǎn)生,同時(shí)座椅前后移動(dòng)操作力也滿足舒適性要求?

通過研究不同批次滑軌的配球方式,發(fā)現(xiàn)當(dāng)球道3鋼球直徑大于球道4鋼球直徑時(shí),可以增大矮邊上下軌間隙,確定以此為基礎(chǔ)開展以下匹配調(diào)整工作?

座墊骨架側(cè)板端面平面度

上滑軌通過螺栓與座墊骨架側(cè)板相連接,結(jié)構(gòu)如圖8所示,其端面平面度會(huì)直接影響上軌受力?若側(cè)板端面平面度不良會(huì)帶動(dòng)上軌歪斜,導(dǎo)致滑軌矮邊上下軌間隙變小?

為驗(yàn)證不同側(cè)板端面平面度對(duì)滑軌間隙的影響,分別用不同平面度的側(cè)板連接滑軌測(cè)量滑軌間隙(驗(yàn)證時(shí)保證地腳平面度均為0.1,此批次滑軌均以球道3為直徑5.0mm鋼球,球道4為直徑4.8mm鋼球的方式配球),在整車上進(jìn)行路試驗(yàn)證,驗(yàn)證結(jié)果如表4所示?

從路試評(píng)價(jià)結(jié)果可以得出,優(yōu)化側(cè)板端面平面度,可以增大上下軌間隙,從而避免滑軌上下軌敲擊異響,建議側(cè)板端面平面度按照0.3及以下控制

下滑軌地腳端面平面度

下滑軌通過地腳與車身相連接,結(jié)構(gòu)如圖9所示?下滑軌地腳端面平面度會(huì)影響下軌受力,若平面度不良會(huì)導(dǎo)致下軌歪斜,導(dǎo)致滑軌矮邊上下軌間隙變小?

為驗(yàn)證不同地腳端面平面度對(duì)駕乘舒適性影響,用不同平面度的滑軌地腳連接車身測(cè)量滑軌間隙(驗(yàn)證時(shí)保證側(cè)板平面度均為0.3,此批次滑軌以球道3為直徑5.0mm的鋼球,球道4為直徑4.8mm的鋼球的方式配球),在整車上進(jìn)行路試驗(yàn)證,驗(yàn)證結(jié)果如表5所示?

從路試評(píng)價(jià)結(jié)果可以得出,優(yōu)化地腳端面平面度,可以增大上下軌間隙,從而避免上下軌接觸產(chǎn)生異響?建議地腳端面平面度按照0.2及以下控制?

改進(jìn)驗(yàn)證

通過對(duì)以上三個(gè)影響因素的驗(yàn)證可以得出,以球道3鋼球直徑大于球道4鋼球直徑的方式進(jìn)行配球,控制側(cè)板端面平面度在0.3及以內(nèi),控制地腳端面平面度在0.2及以內(nèi),能確保座椅滑軌間隙控制在1.1mm以上,在顛簸路面時(shí)不會(huì)產(chǎn)生滑軌上下軌擊打異響,優(yōu)化前后的路試狀態(tài)如表6所示?

結(jié)論

通過對(duì)座椅滑軌路試異響問題的分析發(fā)現(xiàn),座椅骨架滑軌上下軌之間的間隙是引起異響的主要原因?本文分析了影響滑軌間隙的3個(gè)主要因素滑軌配球方式?與上滑軌連接的座墊骨架側(cè)板端面平面度?與車身連接的下滑軌地腳端面平面度?通過不同方案測(cè)試對(duì)比,得出了最優(yōu)的滑軌配球方式?骨架側(cè)板端面平面度?下滑軌地腳端面平面度的控制公差,分別為

（1）以球道3鋼球直徑大于球道4鋼球直徑的方式進(jìn)行配球?

（2）骨架側(cè)板端面平面度控制在0.3及以內(nèi)?(3)下滑軌地腳端面平面度控制在0.2及以內(nèi)。

以上均滿足時(shí),可以確保座椅滑軌間隙控制在1.1mm以上,經(jīng)路試動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)驗(yàn)證不會(huì)產(chǎn)生異響。