李海 羅曉寧 胡巧龍 鄧夢蝶

上汽通用五菱汽車股份有限公司 廣西柳州市 545027

1 引言

某汽車的第三排座椅設(shè)計為可下沉折疊放倒以使之與地板平齊形成平整的后備箱儲物空間。其折疊下沉機(jī)構(gòu)由左右兩條后腿托舉臂、鉸鏈、左右兩條前腿鎖止機(jī)構(gòu)、折疊連桿及汽車地板支座組成，其中后腿托舉臂一端鉸接于地板支座上，另一端與前腿鎖止機(jī)構(gòu)相連，折疊連桿鉸接在后腿托舉臂之間的地板支座和座椅本體之間，從而實現(xiàn)座椅的折疊下沉至后地板坑中以及復(fù)位支撐以滿足乘坐需求。在用戶使用過程中，如果出現(xiàn)折疊下沉機(jī)構(gòu)中零部件的變形或斷裂的情況，將引起座椅難以下沉折疊放平及座椅復(fù)位后前腿無法鎖止的問題，影響用戶滿意度。

目前，用戶在用車過程中發(fā)生第三排座椅折疊連桿變形或斷裂問題后，均由售后為其更換座椅折疊連桿以解決問題，但是更換后由于用戶的不當(dāng)操作還會反復(fù)發(fā)生該類問題，極易造成用戶的不滿情緒和引起抱怨，不利于維護(hù)用戶端的穩(wěn)定性及品牌形象。

為了長期有效地解決該汽車第三排座椅折疊連桿變形或斷裂問題，從而提升用戶滿意度、維護(hù)品牌形象，同時減少售后維修成本，本文在分析某汽車第三排座椅連桿變形斷裂原因的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)總結(jié)了類似故障的解決辦法，以及如何在前期設(shè)計階段規(guī)避該類問題的產(chǎn)生。

2 第三排座椅折疊連桿變形斷裂問題描述

某汽車第三排座椅折疊下沉機(jī)構(gòu)中的后腿托舉臂以及折疊連桿可繞與汽車地板支座鉸接的端部向后轉(zhuǎn)動至水平狀態(tài)，以實現(xiàn)座椅下沉折疊至后地板凹坑之中。

圖1 第三排座椅下沉折疊示意圖

當(dāng)需要將座椅復(fù)位時，則需首先將折疊狀態(tài)的座椅向上提起向前至設(shè)定位置，使前腿卡爪卡接至前端地板卡腳上，然后再將座椅靠背復(fù)位。

圖2 第三排座椅復(fù)位示意圖

某日，某4S 店售后服務(wù)站接到車主反饋，該車主的車輛第三排座椅下沉折疊后放不平及座椅復(fù)位后前腿無法鎖止，隨即售后服務(wù)站對車主進(jìn)行邀約進(jìn)站，經(jīng)詳細(xì)檢查后發(fā)現(xiàn)該車輛第三排座椅的折疊連桿發(fā)生扭曲變形，導(dǎo)致座椅無法折疊放平及座椅復(fù)位后前腿無法鎖止。同樣的故障相繼發(fā)生在全國好幾位車主的車上，更有甚者，其中有一輛汽車出現(xiàn)第三排座椅折疊連桿斷裂的問題，因此售后服務(wù)站立即將問題反饋至整車廠質(zhì)量部，質(zhì)量部在接收到問題后高度重視，第一時間組建問題分析解決小組對該售后問題進(jìn)行攻關(guān)，經(jīng)調(diào)查統(tǒng)計，該問題的千輛車故障數(shù)（IPTV）和單臺維修成本（CPV）如下圖3 所示。

圖3 IPTV&CPV統(tǒng)計圖

3 折疊連桿變形斷裂原因分析

為了查明該折疊連桿斷裂的原因，問題解決小組對生產(chǎn)過程、工具使用、零件本體強(qiáng)度、零件結(jié)構(gòu)設(shè)計、操作方法等可能引起折疊連桿變形斷裂的原因進(jìn)行了逐一分析排查，明確了該折疊連桿變形斷裂的根本原因，并制定了相應(yīng)處理措施，有效避免了該汽車第三排座椅折疊連桿斷裂問題再次發(fā)生。

3.1 生產(chǎn)過程及使用工具分析

問題解決小組對該汽車總裝線3 個班次的員工操作進(jìn)行了現(xiàn)場抽查（每班隨機(jī)抽查3次，每次5 輛車），抽查結(jié)果顯示，現(xiàn)場員工操作均符合SOS 標(biāo)準(zhǔn)化操作要求，且均使用了同樣正確的工具，以設(shè)定扭矩完成安裝，生產(chǎn)過程未有造成該折疊連桿變形斷裂的現(xiàn)象，因此可排除生產(chǎn)過程操作不當(dāng)原因?qū)е抡郫B連桿變形斷裂。

3.2 零部件本體強(qiáng)度分析

折疊連桿的材料為S500MC，其材料屬性見表1：

表1 連桿的材料屬性

為了解連桿本體強(qiáng)度，借助CAE 軟件對其進(jìn)行受力應(yīng)變分析，在沒有任何加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的情況下，當(dāng)靠背頂端加載力達(dá)到300N 時，連桿應(yīng)變達(dá)到0.2，如下圖所示。

圖4 連桿應(yīng)變在0.2時的應(yīng)變云圖

一般而言，一位正常成年人雙手的推力約為體重的1/2～2/3，按照體重60 公斤計算，其推力約為300N～400N。在這種情況下，該折疊連桿本體在沒有加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的情況下，其強(qiáng)度略顯不足，在不正確操作下，易造成連桿變形甚至斷裂，因此，連桿本體強(qiáng)度不足可能是主要原因，需做進(jìn)一步分析。

3.3 零件結(jié)構(gòu)設(shè)計分析

該連桿在設(shè)計時，工程師考慮到連桿強(qiáng)度不夠大，可能會造成用戶使用過程中，連桿變形斷裂的問題，所以設(shè)計了加強(qiáng)結(jié)構(gòu)。其加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計為在連桿背面凹糟內(nèi)增加加強(qiáng)鋼絲，且與汽車地板支座連接處為單側(cè)支撐結(jié)構(gòu)，如下圖所示，加強(qiáng)鋼絲材料為Q235。

圖5 連桿加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計圖

為驗證加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的有效性，再借助CAE軟件對其進(jìn)行受力應(yīng)變分析，結(jié)果顯示當(dāng)靠背頂端加載力達(dá)到340N 時，連桿應(yīng)變達(dá)到0.2。相較沒有加強(qiáng)結(jié)構(gòu)時，雖有所改善，但是并不算很明顯，依然有正常推力使其變形的可能，所以，此處加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計需要進(jìn)一步優(yōu)化提升。

3.4 用戶操作方法分析

由于該座椅設(shè)計獨特，市面并不常見，其操作方式對于用戶來說稍顯陌生和繁瑣。為了解用戶在用車時是否有不當(dāng)操作，售后服務(wù)站在故障車車主進(jìn)站時并請其對第三排座椅進(jìn)行現(xiàn)場操作復(fù)現(xiàn)。統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，發(fā)生折疊連桿變形或斷裂的座椅，其車主在對座椅進(jìn)行向上抬起復(fù)位時，操作方式均是錯誤的。

在對座椅進(jìn)行復(fù)位時，該類車主均采用首先拉動拉繩使座椅靠背回位，再握住座椅靠背頂部兩側(cè)向前推動座椅而不是向上用力抬起座椅的錯誤操作步驟和方法，因此，造成折疊連桿變形，使得座椅在下沉折疊時難以達(dá)到靠背與汽車前地板平齊的狀態(tài)及座椅復(fù)位后前腿無法鎖止。因此，用戶操作過程不當(dāng)也是造成連桿變形斷裂的原因之一。

4 優(yōu)化措施及驗證

4.1 折疊連桿強(qiáng)度及加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計優(yōu)化及驗證

為了使連桿達(dá)到足夠的強(qiáng)度以避免發(fā)生變形及斷裂的問題，在現(xiàn)有設(shè)計的基礎(chǔ)上對加強(qiáng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計是當(dāng)下可行性最高的解決方案。經(jīng)過多方評審及對比，最終確定一種優(yōu)化設(shè)計方案為將內(nèi)側(cè)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)更改為鈑金件，材料為S550MC，并延長加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的長度，同時與地板支座連接處支撐結(jié)構(gòu)更改為雙側(cè)支撐結(jié)構(gòu)，如下圖7 所示。

圖7 連桿加強(qiáng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計圖

圖6 第三排座椅正確操作示意圖

在更改加強(qiáng)結(jié)構(gòu)及支撐結(jié)構(gòu)之后，為驗證該措施的有效性，利用CAE 軟件對其進(jìn)行受力應(yīng)變分析，結(jié)果顯示，在做了優(yōu)化設(shè)計之后，當(dāng)靠背頂端加載力在680N 時，連桿應(yīng)變才達(dá)到0.2，如下圖8 所示，優(yōu)化效果有明顯提升，方案可行。

圖8 連桿加強(qiáng)后應(yīng)變在0.2時的應(yīng)變云圖

4.2 用戶誤操作規(guī)避措施

為了引導(dǎo)用戶正確操作，解決方案為提供座椅操作指導(dǎo)書及操作注意事項，并在座椅操作面粘貼座椅操作指導(dǎo)標(biāo)簽。

5 結(jié)語

本文針對某汽車第三排座椅折疊連桿變形斷裂的問題，分析了連桿變形斷裂的可能因素：生產(chǎn)過程有誤、工具使用有誤、零件本體強(qiáng)度不足、零件結(jié)構(gòu)設(shè)計不當(dāng)、操作方法錯誤等，通過現(xiàn)場勘測檢查、仿真分析等方式，最終鎖定了造成折疊連桿斷裂的根本原因，進(jìn)而有針對性地制定解決措施。本次異響原因分析對同類機(jī)構(gòu)設(shè)計改進(jìn)具有一定的指導(dǎo)意義，同時對其他汽車解決連桿斷裂的問題提供了一定的參考價值。

圖9 粘貼座椅操作指導(dǎo)標(biāo)簽

6 建議

好的設(shè)計一定是使得用戶操作方便，不易出錯的，如果操作步驟過于繁瑣，可能對用戶造成困擾，從而引起用戶的抱怨。不利于用戶滿意度及產(chǎn)品影響力的提升，值得引起設(shè)計者的重視與深省。