某乘用车后排2/3座椅异响问题的研究与解决

冯东明 陈维清

广汽乘用车 广东省广州市 510000

1 引言

车辆的NVH（Noise、Vibration、Harshness）问题，即噪声、振动和不舒适性，是研究车辆的噪声和振动对整车性能和舒适性的影响。顾客选择汽车时，往往会从品牌、动力、配置、经济性等各方面综合考虑，随着汽车制造技术的发展及汽车的普及，不同品牌汽车的使用性能和安全性能之间的差距越来越小，驾乘舒适性如振动和噪声则越来越受到顾客的重视与关注。

汽车座椅作为整车内饰系统的一个重要部件，座椅的舒适性在车辆的个性化设计中非常重要。座椅又是与乘客接触最为亲密的部件之一，顾客有更加直观敏锐的感受，因此汽车座椅是影响整车NVH的关键部件之一。本文以实际产品为例，针对车辆试制及量产时出现的后排座椅异响问题，详细介绍了其发生原因和解决措施，为实践中解决类似问题提供参考借鉴。

图2 绳索路

2 车辆座椅异响简介

2.1 异响机理分类

根据产生机理可以把异响分为3类：振动声、摩擦声和敲击声。异响的影响因素主要有装配精度、接触型面、尺寸公差和结构设计等。由于异响的判断具有较强的主观性而且很难精确模拟，因此异响问题一直是困扰整车厂的难题之一。

2.2 座椅结构说明

座椅部件包括坐垫、靠背、头枕、泡沫软垫、座椅骨架、减振机构、调节机构等。按发生部位的不同，座椅异响可分为头枕异响、骨架异响、靠背异响等。按产生机理的不同，座椅异响又可以分为座椅皮套与周边饰件的摩擦异响、座椅靠背与车身的撞击异响、减振机构的共振异响等。本文主要分析某乘用车后排座椅靠背与车身的动态碰撞异响。

乘用车座椅设计一般分为前后两排，前2后3共5个座位。为了增大车辆可利用空间，后排座椅通常设计成可折叠式。如图1，某乘用车后排座椅由两部分组成，分别有1个座位和2个座位，习惯上称之为后排1/3座椅和后排2/3座椅，两个座椅可以独立活动。座椅坐垫与车身用铰链连接，可以翻转至竖直位置。座椅靠背通过轴销与U型槽的销孔间隙配合与车身连接，可以自由向前翻转至水平，用靠背锁与车身锁扣接触卡紧。使用时先把座椅坐垫翻至竖直，向上拉起解锁绳使座椅靠背锁脱离锁扣，再翻转靠背至水平位置，座椅靠背平铺在后车厢，从而腾出空间以供顾客装货。

3 后排座椅异响问题原因分析

3.1 异响主观客观评价

动态检证时，车辆以20Km/h在试车跑道绳索路、比利时路行驶，后排2/3座椅位置发出“嗒嗒嗒”的撞击异声。绳索路由多条平行的凸起钢条铺成，每两条之间有一定的间距，如图2；比利时路是用不规则石块铺成的凹凸不平坏路，如图3。

异响问题通常在试车跑道上进行主观评价测试，主要依靠检查员的听力和经验判断。为了使主观判断能够准确地评估异响，要确定异响的类型和等级，然后找出原因，再制定相应的解决办法。要求4位检查员对同一台后排座椅异响车辆进行路试，评价结果如表1。5.5分表示部分顾客不能接受。从主观评价结果来看，后排座椅异响问题需要整改。

表1 后排座椅异响主观评价表

3.2 后排座椅异响来源

车辆经过绳索路、比利时路颠簸抖动较大，座椅靠背和车身接触，会随车身产生一定幅度的振动。经验证，后排座椅靠背平放时异响消失，因此判定车辆颠簸时座椅靠背与车身接触发出碰撞异响。结合座椅结构分析，座椅靠背与车身连接点有两种，座椅靠背轴销与车身U型槽的间隙配合（图4）和靠背锁与车身锁扣的接触卡紧（图5）。下面将从这两种接触点详细分析。

图4 轴销间隙配合

3.2 靠背轴销与U型槽的间隙配合

要保证座椅的翻转功能，靠背轴销与U型槽只能是间隙配合。当座椅随车身振动时，有间隙的活动机构之间会相互碰撞，从而产生异响。U型槽作为座椅的安装定位点，有一定的精度要求，设计状态轴销与U型槽的配合间隙是3.5mm，座椅的翻转功能与间隙产生碰撞异响存在矛盾，要求有翻转功能，必然会有间隙，间隙又造成了车辆行驶时座椅颠簸异响，结构设计上存在异响风险。

此外U型槽精度也是影响因素。测量U型槽孔位，Y正方向偏2.2-2.7mm，X负方向偏1.4-1.9mm，如图6，对现状不利（颜色越深精度越差）。

图5 座椅锁接触卡紧（Y向视图）

图6 U型槽孔位精度

图7 后排座椅靠背

图8 靠背锁夹紧Z向视图

3.3 靠背锁与锁扣的接触卡紧

静态敲击座椅靠背模拟试车跑道路况（绳索路、比利时路），锁扣位置发出相同的“嗒嗒嗒”异响。在锁扣表面贴一层耐磨胶布，静态敲击和试车跑道上异响均消失，说明车辆颠簸时座椅锁与锁扣也会产生碰撞异响。

座椅锁设计状态如图5，靠背锁锁舌与拨片的相对位置可以简化为两个偏心凸轮的运动，锁舌围绕中心A转动时，拨片以B为中心随之转动，二者旋转方向一致，接触点C不断变化。座椅锁卡紧锁扣时，锁舌张开角度最大，拨片被顶起，此时拨片与限位块达到最大间隙7mm。锁舌顺时针转动时，拨片与限位块间隙逐渐减小，直到零贴。

拆下异响车辆后排座椅皮套，发现锁拨片与限位块零贴。试车跑道上随着车辆颠簸，拨片和限位块在零贴接触与不接触状态不断变化，发出“嗒…嗒…”的金属碰撞异响。如果拨片与限位块有一定的间隙，即使拨片颠簸窜动，也不会与限位块接触，不会产生异响，因此拨片与限位块的间隙问题是解决靠背锁与锁扣碰撞异响的关键。

分析靠背锁与锁扣问题，需要进一步了解靠背锁夹紧原理。如图7，后排座椅靠背与竖直方向有一定倾斜夹角，在靠背自身重力的作用下，锁扣卡进靠背锁，锁体、锁舌与锁扣的接触点M、N两点受力，夹紧锁扣。此时座椅锁拨片与限位块的间隙7mm，座椅靠背无异响，如图8。锁壁和锁舌另一端的P点与锁扣不接触。

拨片和限位块零贴影响因素主要有零件控制、车身精度、装配环节和结构设计等。将异响车辆后排2/3座椅安装在车身综合检具，座椅锁拨片与限位块间隙从0变成2mm，说明后排座椅总成的间隙贡献量5mm，车身总成的间隙贡献量2mm（标准7mm）。

装配环节包括装配规范和装配工装的执行。ABA换装实验排除不同装配人员对装配结果的影响。工装方面，前期导入该车型时，没有固定夹具定位后排座椅锁扣，导致锁扣Y向存在波动，后来设计一个简易型手持夹具进行定位，如图9。由于长期使用该夹具进行工装，夹具有一定的磨损，厚度从15mm磨损到13mm，导致锁扣Y正方向偏差2mm，直接影响锁扣的安装精度。

零件控制方面主要是座椅总成和锁扣精度。座椅总成精度表现为靠背锁安装面精度，如图10。设计要求靠背锁安装面与靠背骨架平面夹角90+/-1度，测量异响车辆两平面夹角91.9度，偏差1.9度。如图11，座椅锁与锁扣倾斜受力接触，存在夹不紧情况。对比发现，异响车辆的锁扣有一定弧度，而正常车辆的锁扣很平整，如图8，零件的一致性不佳。平直状态时，靠背锁A/B处与锁扣是面接触，圆角状态时，靠背锁A/B处与锁扣是点接触，受力不平衡，锁扣容易晃动，碰撞发出异响。

车身精度方面，主要影响是锁扣安装孔和后排座椅安装孔精度。测量发现右侧安装孔Y负方向偏差0.03mm，孔的位置居中，精度OK；左侧安装孔Y负方向偏差3.2mm，对左侧锁扣精度不利。后排座椅安装孔Y向精度，前端1孔Y向-0.3mm，2孔Y向0.7mm，3孔Y向-0.2mm，4孔Y向0.16mm，4个孔Y向最大偏差值在0.7mm，对现状不利。其余3个孔Y向都在0.2~0.3mm之间，对现状无贡献。

图9 手持夹具Y向视

图10 座椅安装平面夹角

图12 后排2/3座椅异响影响因素

3.4 后排座椅异响原因总结

通过上述分析，后排2/3座椅异响来源有两个：轴套松动响和锁扣碰撞响。轴套松动响的影响因素是设计上无法避免的间隙问题和U型槽孔位精度。锁扣碰撞响的影响因素有座椅靠背的骨架角度、锁扣精度、工装夹具磨损、锁扣和座椅安装孔精度，如图12。

4 后排座椅异响问题解决方法

针对后排座椅异响问题产生的原因，采用以下办法能取得比较好的效果。

（1）针对轴套松动响问题，解决方向是在保证座椅靠背正常翻转的前提下尽量减小座椅轴销与U型槽的间隙。可以再轴套上贴棉，避免座椅轴销与U型槽直接接触，从而解决此异响问题。

（2）针对锁扣碰撞响问题，主要解决方法是对座椅靠背骨架角度、锁扣型面、锁扣安装孔、座椅安装孔等精度的过程控制管理、工装夹具的定期保养等等。

座椅靠背的骨架角度设计要求90+/-1度，分析发现靠背锁与锁扣接触点的相对位置影响夹紧程度。靠背锁安装面与靠背骨架平面成锐角时，靠背锁与锁扣三点接触，彼此形成稳定的受力三角形，夹紧效果更好。因此对座椅靠背的骨架角度进行偏差管理，将靠背平面夹角从90+/-1度调整到89+/-1度。

对于锁扣安装夹具磨损，对夹具磨损位置补焊2mm，修复磨损面，并制定定期保养计划。对于锁扣型面弧度，调整设备把锁扣从圆弧状态调整至平直状态，改善后锁扣三坐标扫描精度OK。

另外修正定位夹具，优化锁扣安装孔、座椅安装孔位精度，通过以上工艺和设计结构上的改进，经过路试验证，有效降低了后排座椅靠背异响问题。

5 结语

座椅靠背异响问题由于涉及的零部件较多，系统分析比较复杂，当遇到此类异响问题时总会觉得千头万绪，无从下手。面对这样涉及多个零件的复杂系统问题，利用树状图对影响因素逐一验证是比较行之有效的方法。本文从后排座椅的结构分析，罗列了影响座椅靠背异响的影响因素逐一进行分析，希望为后续车型开发设计提供参考。