王 健, 朱廣棟，向洪博

(1.山東通盛汽車科技有限公司，山東 聊城 252000；2.中通客車股份有限公司，山東 聊城 252000)

某款客車在顛簸路面測試時，其座椅靠背出現(xiàn)晃動明顯，并產(chǎn)生“嗒嗒”異響的問題，引起客戶抱怨。本文對此問題進行分析，制定成本最低的改進方案，以期通過較小的改進達到解決該問題的目的。

1 異響位置排查及原因分析

1.1 異響位置排查

客車乘客座椅骨架主要由背骨架、連接螺栓、座骨架、氣彈簧調(diào)節(jié)手柄與氣彈簧等組成，如圖1所示。經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn)，異響產(chǎn)生于座椅背骨架與座骨架的螺栓連接處(即異響處1)，以及安裝氣彈簧的背骨架與座骨架相鄰的區(qū)域(即異響處2)。

簡易快速確定異響源的方法是將異響處的零部件逐個取出或固定，用力敲擊座椅靠背，如果異響消失，則取出或固定的零部件即為異響源。選取三組問題座椅樣品，將座椅樣品1的連接螺栓(圖1所示)取出，在螺栓連接位置將背骨架與座骨架采用焊接方式固定后，靠背晃動量下降，異響處1的異響消失，但異響處2的異響仍然存在；將座椅樣品2在如圖1所示焊接處的位置將背骨架與座骨架采用焊接的方式固定后，異響處2的異響消失，但異響處1的異響仍然存在；將座椅樣品3同時采用上述兩種方式處理后，座椅靠背晃動量顯著下降，異響全部消失。由此可判定靠背晃動異響是由背骨架與座骨架的連接螺栓、背骨架與座骨架引起的。下面分別對這兩部分進行詳細分析。

圖1 座椅骨架結(jié)構(gòu)簡圖

1.2 原因分析

1.2.1 對于異響處1的原因分析

圖1中，靠背骨架與座骨架用連接螺栓鉸接于A點；氣彈簧分別與座骨架鉸接于C點、與背骨架連接于B點。當(dāng)座椅隨整車振動時，座椅骨架繞著點A、B、C做旋轉(zhuǎn)運動，當(dāng)A、B、C三個旋轉(zhuǎn)中心點有間隙時，靠背或座骨架在A、B、C處產(chǎn)生晃動沖擊噪聲。點C處為彈簧固定銷過盈配合連接，沒有間隙，不會引起晃動；點B處是鉸孔螺栓連接，為間隙配合，但間隙較小，不易引起晃動；點A處為螺栓連接孔，為方便安裝，此處間隙較大，是引起靠背晃動異響處1噪聲的主要來源。

點A處的連接方式具體如圖2所示?？勘彻羌芘c座骨架通過螺栓和襯套連接在一起。其中襯套將背骨架與螺栓隔離，防止靠背調(diào)節(jié)角度旋轉(zhuǎn)時帶動螺栓旋轉(zhuǎn)引起螺栓松脫。螺栓與座骨架之間為螺紋連接，之間沒有間隙；襯套與背骨架之間徑向間隙較??；而固定座椅的螺栓與襯套徑向之間為間隙配合，M10的螺栓外徑為9.764 mm，軸套內(nèi)徑為10 mm，存在0.236 mm徑向間隙。襯套臺階與座骨架的距離為6 mm，背骨架的厚度為5.8 mm，存在0.2 mm的軸向間隙。間隙過大易讓靠背產(chǎn)生晃動噪聲。

圖2 點A連接示意圖

1.2.2 對于異響處2的原因分析

圖1中，背骨架底部與座骨架后部的間隙為2 mm，預(yù)留間隙較小，靠背繞A點晃動時，其B端晃動量大時易于此處與座骨架發(fā)生碰撞，這是此處產(chǎn)生異響的直接原因。整改時，預(yù)留間隙不能再加大，只能從減小背骨架B端的晃動量著手，即應(yīng)增強背骨架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，使背骨架與座骨架之間發(fā)生的相對運動更小。結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差，整車振動時易產(chǎn)生晃動，是產(chǎn)生異響的根本原因。應(yīng)在背骨架上增加一限位，并加一個預(yù)緊力，使之形成穩(wěn)定的三角形受力狀態(tài)。

2 改進措施與效果

2.1 改進措施

1)針對連接螺栓處間隙大導(dǎo)致異響處1產(chǎn)生噪聲的問題，應(yīng)減小配合間隙。徑向間隙采用優(yōu)化公差尺寸，將螺栓改為鉸孔螺栓，并將螺栓與軸套接觸面的配合公差調(diào)整為H7/g6的間隙配合，將0.236 mm的間隙減至0.024 mm，減小螺栓與軸套的徑向間隙。軸向間隙采用增加碟簧的方式，在襯套與背骨架之間增加一件碟簧，如圖3所示，將軸向間隙減小至0.025 mm，并利用碟簧高減振性能吸收靠背晃動時的沖擊，有效降低了靠背晃動異響。

圖3 增加碟簧示意圖

2)針對背骨架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差導(dǎo)致異響處2產(chǎn)生噪聲的問題，為背骨架增加一個限位并施加一個預(yù)緊力。增加限位有兩種方案。方案1是增加氣彈簧的長度，將背骨架旋轉(zhuǎn)至與座骨架接觸的位置。此方案雖然能解決晃動異響的問題，但存在靠背角度調(diào)節(jié)回位時背骨架與座骨架接觸位置骨架表面塑粉易脫落的問題，且由于背骨架的杠桿原理，背骨架底部較小的旋轉(zhuǎn)尺寸變動會引起靠背上端較大的尺寸變動，導(dǎo)致靠背角度變小，降低乘坐舒適性。方案2是在背骨架與座骨架之間增加墊塊。本文用3種不同材料的墊塊進行了試驗：首先是在座骨架上焊接鋼板墊塊，存在方案1中塑粉易脫落的弊端；其次是采用粘貼毛氈，初期改善效果較好，但后期毛氈易被背骨架撞擊破損，異響問題不能徹底解決；三是在背骨架的后端增加尼龍墊塊。尼龍墊塊最佳位置應(yīng)添加在座骨架與背骨架的碰撞異響處，因背骨架的結(jié)構(gòu)限制尼龍墊塊不易安裝在此處，將尼龍墊塊安裝在最靠近此處的位置，如圖4所示。尼龍墊塊方式避免了方案1的弊端，也解決了添加毛氈耐久性差的問題，還增大了背骨架底部與座骨架后部的間隙，使背骨架碰撞不到座骨架。當(dāng)背骨架與座骨架之間增加的墊塊的厚度大于異響處2的間隙(2 mm)時，即可利用氣彈簧的伸展力，為背骨架施加一個預(yù)緊力。

圖4 異響處2的優(yōu)化方案示意圖

2.2 效果驗證

采用2.1節(jié)中第1)條和2.1節(jié)中第2)條的方案2(加尼龍墊塊)的改進措施后，通過同樣工況路試，靠背無明顯晃動異響發(fā)生，改善效果較好。

3 結(jié)束語

本文基于座椅靠背晃動問題提出了一種優(yōu)化方案，通過座椅裝車跟蹤驗證，有效減小了座椅考靠背晃動，解決了噪聲問題。該改進方案優(yōu)化效果較好，改善了座椅整體NVH性能，提升了座椅乘坐舒適性。