乘用车转向异响问题研究

颜天晓 杨勋雷 陈展宏

摘 要：整车异响影响着乘客对汽车品质的评价，无论是在产品研发与制造过程中，整车厂都十分重视异响问题。本文以某三款车型的转向异响问题为研究对象，对造成其异响的可能影响因素进行理论与实践研究，制定了相应解决措施，为后续新产品研发制造以及其它车型异响问题解决提供参考价值。

关键词：汽车;方向盘;转向;异响

1 引言

随着汽车工业不断发展，客户对汽车NVH的要求也越来越高，尤其是整车异响的控制。整车异响是一种非正常、令人不悦的声音响动，与声音相关的便是实体部件的非正常状态，汽车行驶过程中，各零部件之间产生异常干涉、摩擦、碰撞、振动等均会导致整车异响[1]。异响常常产生于零部件之间的相对运动，若不从根本上解决，不仅直接影响乘客对汽车乘坐舒适性的评价，也可能演化为零件磨损、损坏并丧失功能[2]。本文以某三款车型的转向异响问题为研究对象，研究分析其异响机理，依据异响原理，制定相应措施，解决异响，改善汽车品质。

2 转向异响具体案例分析

2.1 案例一

故障现象描述：某量产车型A，顺时针或逆时针转动方向盘至特定角度时，方向盘会发出“哒哒”的非连续声音。

原因分析：利用鱼骨图，从人、机、料、法、环对方向盘转动异响的影响因素进行分析，得出四个末端因素：①员工未按SOS要求装配方向盘;②方向盘固定螺母扭力不足;③时钟弹簧缺陷;④方向盘骨架尺寸偏小，见图1所示。

1）方向盘装配顺序：首先将方向盘安装在转向管柱上，接着拧紧固定螺母，最后完成安全气囊装配。调查员工操作方法，符合规范，装配完成后，方向盘转动无松动，所以员工未按SOS要求装配方向盘为非要因。

2）測量10台故障车辆方向盘固定螺母扭力，见表1所示，方向盘固定螺母静态扭矩标准为26～40N.m。从表中数据可知，故障车方向盘固定螺母扭力符合标准，所以，并非是固定螺母扭力不足，导致方向盘转动异响。

3）时钟弹簧，又称为旋转连接器，是用于连接主气囊与气囊线束，或者是方向盘开关按钮与控制单元的线束。时钟弹簧主要包括线束（导电引出线）、做相对运动的壳体、中立销和柔性扁平电缆等零部件，通常安装在方向盘下方组合开关上面，见图2所示。因时钟弹簧本身带有做相对运动的壳体，在方向盘转动过程中，时钟弹簧壳体同时也在做旋转运动，当壳体间碰撞时，也会产生异响。

拆下故障车时钟弹簧，单独旋转，并未发出任何异响，因此，排除是时钟弹簧缺陷导致方向盘转动异响。

4）方向盘总成通过花键与EPS配合，同时，时钟弹簧驱动轴卡入方向盘骨架卡槽①内，时钟弹簧从动轴卡入卡槽②内，见图3所示，因此，方向盘转动时，也能带动时钟弹簧一起转动。

A车型方向盘转动异响的故障模式：方向盘顺时针或逆时针每转一圈，发出“哒”一声，异响具有规律性。异响验证：①当拆下方向盘，单独转动时钟弹簧时，故障消失;②将方向盘重新装上，故障重现;③拆下时钟弹簧，仅让方向盘与EPS配合，故障消失，将时钟弹簧重新装上，故障重现，所以，方向盘与时钟弹簧配合时才会产生该异响。

对故障车方向盘骨架进行尺寸测量，见图4所示。故障车方向盘骨架左右卡槽外径A2尺寸长为39.12mm，数模尺寸为40.1007mm，内径A1尺寸长为33.73mm，数模尺寸为33.67mm，由此可知，故障车方向盘骨架尺寸偏小了。方向盘转动时，卡槽①对时钟弹簧驱动轴施加作用力，因卡槽①槽深偏小，时钟弹簧驱动轴受力可能滑脱出卡槽，导致“哒哒”周期性异响声音产生。

为研究卡槽①槽深对异响的影响，设计图5所示的验证方案，增加故障车方向盘骨架卡槽①槽深尺寸。将图5的方向盘安装在故障车辆上，转动方向盘，异响消失，重复在多个故障样本上试验，均证明了加大卡槽①槽深能解决该异响。

解决方案：对方向盘骨架修模，加大卡槽①槽深，见图6所示，解决了A车型方向盘转动异响问题。

2.2 案例二

故障现象描述：某量产车型B，在绕八字转向行驶过程中，从转向立柱位置发出“咯吱咯吱”摩擦声。

原因分析：因异响从转向立柱处产生，从膝部挡板内侧观察，发现EPS线束与膝部挡板氛围灯支架干涉，见图7所示，这并不符合工艺要求，将线束重新布置，见图8所示，转动方向盘，异响消失，证明异响是由EPS线束与膝部挡板氛围灯支架干涉摩擦导致。

针对线束与支架干涉问题，调查总装装配工艺，发现因EPS线束接口朝下， 当EPS线束插接后，线束向下弯曲，见图9所示，在装配膝部挡板时，氛围灯支架存在勾住线束风险，如图7所示。

解决方案：因造型需求，无法取消氛围灯支架，可从以下两方面解决问题：1）装配膝部挡板后，检查氛围灯支架与EPS线束相对位置，确保两者未干涉;2）在EPS线束上增加海绵包覆，阻隔线束与支架接触摩擦，并保护线束。

2.3 案例三

故障现象描述：某量产车型C，转向行驶过程中，转向立柱下方，发出类似剐蹭声。

原因分析：转动方向盘，手放置于地毯上，能感觉到地毯存在轻微起伏，掀开地毯，发现转向中间轴与前围隔音垫干涉，见图10所示，隔音垫已变形。正常状态下，隔音垫应紧贴钣金。针对隔音垫变形问题，调查发现两点影响因素：1）前围隔音垫冷却过程中，图10位置的特殊型面易变形;2）前围隔音垫在料架上采取堆积方式放置，易造成对料架底层前围隔音垫挤压，导致隔音垫变形。

解决方案：针对前围隔音垫变形问题，采取以下两种解决方式：1）设计前围隔音垫冷却定型工装对其进行定型，减小变形量;2）对前围隔音垫进行扩孔，见图11所示，避免与转向中间轴干涉。两种方案有效解决了该异响问题。

2.4 案例四

故障现象描述：某量产车型A，当方向盘向右转至极限位置行驶时，右前轮发出异响。

原因分析：原地转动方向盘至右极限位置，观察右前轮、悬挂、驱动半轴等零部件，发现轮速传感器线束与轮胎干涉，见图12所示，重新梳理线束走向，保证两者不干涉，车辆重新路试，异响消失。

解决方案：安装轮速传感器线束时，保证线束垂直向下走向，避免线束弯曲，消除线束与轮胎干涉风险，解决该异响问题。

从以上案例可知，装配过程、零件质量、零件生产工艺、产品设计等因素均可能导致汽车转向异响。也正如此，可从相关影响因素入手进行控制，预防汽车转向异响的发生。

3 结束语

汽车转向异响问题极大地影响着乘客对汽车乘坐舒适性的评价，影响消费者对产品的购买欲望，因此，应足够重视汽车转向异响问题。本文以某三款车型所出现的转向异响问题为研究对象，针对不同异响源，制定合理解决方案，消除异响，同时为后续新车型研发制造以及其它车型的异响问题解决提供借鉴与参考。

参考文献：

[1]郑翊.某三厢车型行李舱盖路试异响[J].汽车与驾驶维修（维修版），2019（12）：100-101+104.

[2]达伟伟，李硕，甘雨声，周永，潘存福.某车型动态异响问题分析与解决[J].时代汽车，2017（14）：68+72.