某汽车副驾驶座椅抖动的分析及优化

王晓楠，王艳林，彭志军，盛先志

（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽 合肥 230022）

引言

副驾驶员座椅是汽车的重要零部件，应为乘员提供舒适的乘坐环境，座椅的性能直接决定了乘坐的舒适性，其中，座椅抖动对乘坐的舒适性至关重要。本文将介绍某车型副驾驶员座椅抖动问题的解决方法。

1 某车型副驾驶座椅抖动现象

某车型在路试试验时，发现在车辆速度超过120km/h时，副驾驶座椅在空载状态下靠背存在可以目视的抖动现象，此问题严重影响车辆品质。

通过试验测试，针对副驾驶座椅抖动现状，调查不同车辆在不同车速下的抖动幅值，测试结果表1。

通过试验车测试结果，可以看车，该车辆在车速达到120km/h时，座椅靠背顶端的振幅值达到0.25m/s2，抖动现象目视可见(根据经验，座椅靠背顶端的振幅值超过0.1m/s2,抖动现象可目视可见)。

表1

2 方案验证

2.1 增加座椅靠背刚度

副驾驶座椅靠背骨架主要是一些冲压板焊接在一起，正常振动频率增大时引起骨架的弹性变形，及外观的抖动问题；为确认此问题，制作座椅样件，靠背冲压板上焊接钢丝增加强度，焊点增加二保焊，结构上增加支撑梁，但样件路试时仍存在可目视的抖动。

图1 某车型副驾驶座椅

2.2 减小座椅靠背调角器间隙

座椅调角器锁止是齿板的啮合，若齿板配合间隙大，会造成靠背晃动较大，为确认此问题，制作调角器样件，将旋转配合的齿板焊死，将间隙变为零，在装车进行路试，但样件路试时仍存在抖动。

图2 座椅靠背增加强度

图3 座椅靠背调教器

2.3 增加车身固定点强度

车身固定点强度不足，会加大车身向座椅传递的振动，为确认此问题，在验证车的车身座椅固定点上增加了加强板，加强板带穿透孔也进行焊接，但整车路试时仍存在抖动。

图4 增加车身固定点强度

2.4 确认固定螺栓扭矩

若座椅安装螺栓未打紧或扭矩衰减，也会造成座椅抖动，为验证此问题，对进行测试的的四台试验车（测试时均出现抖动现象）进行副驾驶扭矩确认，因该车型固定螺栓增加了紧固胶，测试扭矩均大于 50N·m（螺栓固定扭矩要求为45N·m-55N·m ）。

2.5 降低座椅固有频率

为消除共振情况，对座椅增加配重块来降低固有频率，如图5所示，增加6kg后座椅频率测试为11.3Hz，但经过路试验证，虽然高速情况下抖动消失，但在80km/h仍存在抖动，若要完全消除抖动，需要增加更多的配重块，座椅结构无法实现，且座椅重量会增加较多，方案可行性不佳。

图5 增加座椅重量 降低座椅固有频率

3 解决方案

经过上述方案的验证，可以发现改变座椅的固有频率，可以改变座椅的抖动情况。

座椅本体的模态在13Hz-18Hz之间，而车身在不同速度行驶时的频率与座椅会有重合，如表 2所示，经过测试，100km/h和120km/h座椅模态与车轮激励频率耦合作用，发生共振，头枕抖动可视。

表2 车轮激励频率

由此可见，改变座椅座椅固有频率可以避免座椅模态与车轮激励相耦合，但由于座椅结构限制，无法对座椅频率进行大的改变。

图6 座椅动态吸振器

图7 动态吸振器原理

因此，方案通过增加动态吸振器（如图6），改善座椅可视的抖动现象，其原理是在座椅靠背振动时产生相反的振动降低座椅振动幅值，如图7。

根据试验测试，选用固有频率为11.9Hz的动态吸振器，并进行实车试验验证，振动幅值由0.25m/s2降为0.13m/s2，效果明显，座椅抖动现象得到有效改善。

图8 增加动态吸振器后试验结果

4 结论

本文从对座椅可以产生抖动的原因入手，制作实物样件，并通过实车路试，进行效果验证，逐步排除原因，最终确认解决座椅抖动的方案。

文中介绍座椅抖动产生的原因及验证方法，对车辆开发过程具有一定的指导意义。

参考文献

[1] 余志生. 汽车理论3 版[M]. 北京:机械工业出版社,2000,10.

[2] 吴卫东,孟紫琅. 汽车座椅晃动问题的试验与仿真[A].2011 汽车NVH控制技术国际研讨会[C]. 杭州：2011 .177.