某SUV尾門(mén)鎖體聲音品質(zhì)問(wèn)題分析及優(yōu)化

史富強(qiáng)，楊揚(yáng)，劉少鋒

（安徽江淮汽車(chē)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心，安徽 合肥 230601）

引言

隨著汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展和汽車(chē)應(yīng)用的普及，市場(chǎng)客戶對(duì)汽車(chē)車(chē)門(mén)開(kāi)關(guān)的聲音品質(zhì)要求也越來(lái)越高，直接或間接影響了客戶的購(gòu)買(mǎi)欲望，而門(mén)鎖恰恰是影響車(chē)門(mén)開(kāi)關(guān)品質(zhì)的關(guān)鍵零件之一。對(duì)于尾門(mén)鎖其聲音來(lái)源主要為電機(jī)及傳動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的聲響，其中蝸輪、蝸桿就是尾門(mén)鎖最常見(jiàn)的傳動(dòng)部件，還有棘輪棘爪等其他部件。鎖內(nèi)零件設(shè)計(jì)匹配既要滿足鎖體功能的基本要求，也要滿足越來(lái)越多的性能要求，聲音品質(zhì)要求就是其中之一。本文同時(shí)還引入了聲壓級(jí)、響度、尖銳度等聲音評(píng)價(jià)指標(biāo)用來(lái)做試驗(yàn)對(duì)比，從客觀上評(píng)價(jià)聲音品質(zhì)的優(yōu)劣[1-2]。

1 尾門(mén)解鎖聲音品質(zhì)問(wèn)題說(shuō)明

1.1 問(wèn)題說(shuō)明

某SUV車(chē)型尾門(mén)打開(kāi)時(shí)聲音品質(zhì)較差，引起客戶抱怨，通過(guò)排查進(jìn)一步確認(rèn)為尾門(mén)鎖體解鎖聲音品質(zhì)問(wèn)題。

1.2 主觀評(píng)價(jià)

對(duì)某SUV車(chē)型尾門(mén)鎖解鎖聲音進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：第一，實(shí)車(chē)搭載條件下解鎖時(shí)聲音比較大；第二，實(shí)車(chē)搭載條件下解鎖時(shí)伴有“嘩啦”的聲音。以上兩種問(wèn)題現(xiàn)象在單鎖條件下與主觀評(píng)價(jià)測(cè)試結(jié)果一致。

1.3 客觀測(cè)試

在靜音室分別對(duì)該鎖體和另兩把標(biāo)桿鎖體進(jìn)行聲音對(duì)比測(cè)試，評(píng)價(jià)指標(biāo)主要針對(duì)聲壓級(jí)、響度、尖銳度等三個(gè)方面，測(cè)試結(jié)果如下表1。

測(cè)試條件：

（1）負(fù)載力：?jiǎn)捂i狀態(tài)無(wú)負(fù)載條件下；

（2）測(cè)試環(huán)境：半消聲室，背景噪聲穩(wěn)定；

（3）采集時(shí)間：500ms，每把鎖至少有5次有效測(cè)試（表1為處理后的有效平均數(shù)據(jù)）；

（4）測(cè)試麥克風(fēng)位置：高度與門(mén)鎖一致，距離門(mén)鎖0.5m。

表1 整改前尾門(mén)鎖體聲音測(cè)量數(shù)據(jù)

通過(guò)與標(biāo)桿尾門(mén)鎖體的對(duì)比測(cè)試，很明顯可以看出鎖體-A在聲壓級(jí)、響度、尖銳度等三個(gè)方面都與標(biāo)桿鎖體有明顯差距。

2 原因分析及驗(yàn)證

通過(guò)對(duì)鎖體-A的結(jié)構(gòu)分析，對(duì)幾種可能的原因進(jìn)行驗(yàn)證排查，具體排查方法如下：

2.1 尾門(mén)鎖體本身密封性對(duì)解鎖聲音品質(zhì)的影響分析

圖1 原狀態(tài)

圖2 包裹密封海綿狀態(tài)

通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，鎖體-A的殼體密封性稍差，如圖1所示，分析認(rèn)為該殼體更容易導(dǎo)致聲音的擴(kuò)散，因此在樣件鎖體-A外部包裹吸音海綿，如圖2所示，然后進(jìn)行實(shí)車(chē)條件下的對(duì)比評(píng)價(jià)；通過(guò)評(píng)價(jià)測(cè)試結(jié)果顯示仍然有“嘩啦”聲響存在，整車(chē)解鎖聲音沒(méi)有明顯優(yōu)化，該問(wèn)題要素非問(wèn)題要因。

2.2 鎖內(nèi)蝸輪、蝸桿傳動(dòng)潤(rùn)滑油脂對(duì)解鎖聲音品質(zhì)的影響分析

針對(duì)“嘩啦”聲響問(wèn)題，初步分析認(rèn)為內(nèi)部傳動(dòng)部件潤(rùn)滑不良也會(huì)導(dǎo)致解鎖聲音增大。因此在鎖體-A的蝸輪蝸桿處涂抹不同牌號(hào)的降噪油脂，然后分別進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試，并對(duì)解鎖聲音進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)，具體方案驗(yàn)證結(jié)果見(jiàn)表2，油脂涂抹位置見(jiàn)圖3。

表2 油脂方案驗(yàn)證結(jié)果

圖3 油脂涂抹位置

涂抹降噪油脂后，整車(chē)條件下進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)測(cè)試。尾門(mén)解鎖聲音有輕微優(yōu)化，但仍然有“嘩啦”聲響，改善不明顯，同時(shí)聲音測(cè)量對(duì)比數(shù)據(jù)也顯示改善較小，證明油脂也非問(wèn)題要因。同時(shí)考慮到更改降噪油脂會(huì)有低溫解鎖失效風(fēng)險(xiǎn)，因此不建議實(shí)施該方案。

2.3 鎖內(nèi)蝸桿材料對(duì)解鎖聲音品質(zhì)的影響分析

對(duì)標(biāo)桿鎖體進(jìn)行拆解并進(jìn)行材料對(duì)比，發(fā)現(xiàn)鎖體-A蝸桿為PA66材質(zhì)，標(biāo)桿鎖體-B、標(biāo)桿鎖體-C的蝸桿都為黃銅材質(zhì)（C3604BD）；因此將鎖體-A蝸桿材料更換為黃銅材料，做手工件驗(yàn)證并進(jìn)行實(shí)車(chē)驗(yàn)證測(cè)試，測(cè)試結(jié)果顯示“嘩啦”聲響仍然存在，整車(chē)解鎖聲音品質(zhì)沒(méi)有明顯優(yōu)化，該要素也非問(wèn)題要因。

2.4 鎖內(nèi)蝸輪、蝸桿匹配參數(shù)對(duì)解鎖聲音品質(zhì)的影響分析

針對(duì)“嘩啦”聲響問(wèn)題，調(diào)查對(duì)比發(fā)現(xiàn)，鎖體-A蝸桿為單頭蝸桿，標(biāo)桿鎖體-B、標(biāo)桿鎖體-C的蝸桿為多頭蝸桿，導(dǎo)程角γ（螺紋傾斜角度）偏大，見(jiàn)圖4。由于tanγ=z1/q，蝸桿提供動(dòng)力時(shí)，傳動(dòng)比=齒數(shù)比，i=u=z2/z1，分析可知傳動(dòng)比越小，解鎖時(shí)間越短，傳到人耳的聲音時(shí)間也越短[3-4]。（傳動(dòng)比為i，齒數(shù)比為u，z1為蝸桿頭數(shù)，q為蝸桿直徑系數(shù)，z2為蝸輪齒數(shù)）。

將鎖體-A蝸桿頭數(shù)由單頭改為多頭，優(yōu)化導(dǎo)程角，使傳動(dòng)比縮小，然后做手工樣件進(jìn)行實(shí)車(chē)驗(yàn)證。最后測(cè)試結(jié)果顯示“嘩啦”聲響問(wèn)題改善明顯，蝸輪、蝸桿匹配參數(shù)問(wèn)題為該問(wèn)題要因。

圖4 鎖體蝸桿類(lèi)型

2.5 鎖體內(nèi)部緩沖塊布置對(duì)解鎖聲音品質(zhì)的影響分析

針對(duì)解鎖聲音大問(wèn)題，通過(guò)拆解及數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，鎖體-A棘輪釋放后直接與殼體接觸，同時(shí)釋放桿解鎖棘輪時(shí)也會(huì)出現(xiàn)直接接觸聲響。鎖體零部件之間直接運(yùn)動(dòng)撞擊時(shí)，如果沒(méi)有緩沖裝置會(huì)產(chǎn)生比較尖銳的聲響，因此在上述兩處增加緩沖塊，然后進(jìn)行樣件驗(yàn)證，進(jìn)一步吸收解鎖釋放的能量，降低聲音激勵(lì)。

（1）在棘輪與殼體撞擊處增加緩沖塊，見(jiàn)圖5：

圖5 棘輪與殼體撞擊位置示意

（2）在釋放桿和蝸輪撞擊處增加緩沖塊，見(jiàn)圖6：

圖6 釋放桿和蝸輪撞擊位置示意

通過(guò)實(shí)車(chē)驗(yàn)證測(cè)試，整車(chē)解鎖聲音品質(zhì)明顯優(yōu)化，主觀感受到的聲音明顯降低，因此鎖體內(nèi)部緩沖塊布置對(duì)解鎖聲音品質(zhì)的影響為要因。

3 尾門(mén)解鎖聲音品質(zhì)問(wèn)題解決措施

3.1 對(duì)策制定

綜合鎖體問(wèn)題識(shí)別的要因，制定詳細(xì)數(shù)據(jù)修改方案，見(jiàn)表3，對(duì)鎖體進(jìn)行整改優(yōu)化。

表3 整改對(duì)策表

3.2 結(jié)果確認(rèn)

通過(guò)驗(yàn)證樣件的主觀聲音評(píng)測(cè)外，再次在靜音室對(duì)鎖體-A（整改后）進(jìn)行聲音測(cè)量及數(shù)據(jù)對(duì)比，見(jiàn)表4。結(jié)果顯示，整改后的鎖體-A解鎖聲音品質(zhì)在聲壓級(jí)、響度、尖銳度方面提升明顯，均超過(guò)或者接近了標(biāo)桿鎖體指標(biāo)。

表4 整改前尾門(mén)鎖體聲音測(cè)量數(shù)據(jù)

4 總結(jié)

經(jīng)過(guò)對(duì)尾門(mén)相關(guān)鎖體的拆解分析、方案驗(yàn)證，最終順利完成了該鎖體聲音品質(zhì)問(wèn)題的優(yōu)化。對(duì)于后期尾門(mén)鎖體設(shè)計(jì)要特別關(guān)注鎖內(nèi)蝸輪、蝸桿匹配設(shè)計(jì)的合理性，及鎖內(nèi)機(jī)構(gòu)撞擊處緩沖塊布置設(shè)計(jì)的合理性，該兩項(xiàng)為影響解鎖聲音品質(zhì)的關(guān)鍵要素。