某SUV背門鎖異響解析及改進

某SUV背門鎖異響解析及改進

李海波++王朝銳++劉劍平++龐勝軍++黃明新摘要：本文通過介紹背門異響產(chǎn)生機理，然后結(jié)合某款SUV整車路試中產(chǎn)生背門鎖和鎖扣撞擊異響問題，展開原因分析，從背門模態(tài)、支撐反力和鎖本身進行了詳細分析，得出支撐反力不足是產(chǎn)生異響的主要原因，并提出最終解決方案，解決了撞擊異響問題，為以后解決背門系統(tǒng)其它異響問題提供參考。Key：背門；異響；背門鎖和鎖扣；分析；解決方案：U463.82+1：A：1005-2550（2017）01-0049-06AnalysisAndImprovementofTheNoiseProblemofASUVBackDoorLockLIHai-bo，WANGChao-rui，LIUJian-ping，PANGSheng-jun，HUANGMing-xin（DongFengMotorCorporationTechnicalCenter，Wuhan430058，China）Abstract：Thispaper，combinedwithanexampleofthenoiseproblemcausedbythelockandthestrikerclashingintheroadtestinaSUV，introducedthenoisegenerationmechanismofthebackdoor.Bycarryingoutcauseanalysis，thebackdoormode，thesupportreactionandthelockwereanalyzedindetail.Itwasconcludedthatthemainreasonforthenoisewasthelackofsupportreaction.Finally，thesolutionwasproposedtosolvetheclashingnoiseproblem，andprovidedthereferenceforothernoiseproblemsofthebackdoorsystem.1緒論隨著汽車工業(yè)的發(fā)展和社會的進步，不同品牌汽車在外觀、經(jīng)濟、使用性能和安全性能等方面不斷創(chuàng)新，消費者對汽車的舒適性要求越來越高。SUV背門作為車輛的重要組成部分，其品質(zhì)感的優(yōu)劣直接影響消費者對汽車質(zhì)量的判斷，近年來汽車整車異響影響駕駛者和乘車者的舒適性，破壞駕駛者的心情。根據(jù)J.D.Power的新車質(zhì)量調(diào)研顯示，汽車背門異響一直是消費者抱怨最多的質(zhì)量問題之一，所以NVH性能越來越受到目前消費者的重視，是衡量汽車整體質(zhì)量的重要標志之一。2SUV背門異響概述2.1背門異響定義背門異響是指汽車在發(fā)動后或行駛時，背門系統(tǒng)內(nèi)、外部件因為振動而發(fā)出的不正常的敲擊聲，或其他不應有的聲音[1]，例如：背門護板磕碰摩擦玻璃聲、線束敲擊板件聲、板件共振動聲等。這些聲音會在車內(nèi)形成噪音，使乘員產(chǎn)生不舒服的感覺，所以必須及時查明原因消除。2.2SUV背門異響產(chǎn)生機理NVH是指噪聲、振動與舒適性[2]，異響作為整車NVH問題的重要組成部分，是由于兩個組件相互摩擦或碰撞產(chǎn)生的刺耳噪音，很容易讓乘車人感覺到，影響消費者對整車整體質(zhì)量的評價。異響一般存在于被遮蓋的背門封閉/半封閉腔內(nèi)，給查找異響聲源和解決異響問題帶來很大困難，是目前汽車研發(fā)過程中一直存在、且正在努力克服的一大難題。根據(jù)異響產(chǎn)生的機理可以大致分為3類[3]，如圖1所示：1）振動聲：結(jié)構(gòu)振動或共振發(fā)出的聲音，聲音一般為較為低沉的“嗡嗡”聲；2）摩擦聲：物體表面接觸滑動、摩擦產(chǎn)生的聲音，聲音一般較為尖銳，具體音色隨相互摩擦的材質(zhì)不同而不同；3）敲擊聲：相鄰零部件之間發(fā)生碰撞產(chǎn)生的不連續(xù)的聲音，如“噠噠”聲。3SUV背門鎖和鎖扣撞擊異響原因分析下面以某SUV車型為例，結(jié)合產(chǎn)生機理，分析背門鎖和鎖扣撞擊異響的產(chǎn)生原因。某款SUV車型在鵝卵石路、搓板路上行駛時（圖2所示[4]），車速20km/h，后背門處有金屬撞擊音，經(jīng)過反復動態(tài)路試，鎖定異響位置（圖3所示）：背門鎖和鎖扣存在相對振動，鎖和鎖扣嚙合部位隨振動產(chǎn)生金屬撞擊音。通過背門系統(tǒng)組成、產(chǎn)生異響位置及發(fā)生異響的路況測試條件，可以確定有以下因素引起背門鎖異響，見圖4：3.1背門共振分析從圖5理論計算TB模態(tài)圖中可以得知，背門的一階彎曲模態(tài)30Hz和車身模態(tài)34.65Hz，可能會產(chǎn)生共振（通過相關車型開發(fā)經(jīng)驗，一般要求兩者至少避開5Hz），所以為了能更準確判斷是否產(chǎn)生共振，結(jié)合NVH試驗反饋結(jié)果，發(fā)現(xiàn)背門一階彎曲TB模態(tài)為29.5Hz和車身TB模態(tài)為34.8Hz，NVH部門分析共振可能性較小。但從圖6發(fā)現(xiàn)背門中部振幅較大-21.94dB（要求峰值≤-10dB（m/s2）），對于鎖及鎖扣之間的異響不利，可能會間接導致振動也較大。3.2背門支撐反力不足分析3.2.1背門密封條產(chǎn)生異響原因分析背門在關閉狀態(tài)時的密封反力，不僅對背門起到支撐作用，而且還能吸收背門振動時產(chǎn)生的動能，若密封反力偏小，密封條對背門的支撐和對能量的有效吸收就變?nèi)?，可能產(chǎn)生背門振動，帶動背門鎖振動，去撞擊鎖扣產(chǎn)生異響。1.背門止口間隙（見圖7所示）值設計要求d=12mm±2mm，測試位置編號見圖8，實際測試值見表1，可以看出很多位置間隙值（紅色數(shù)據(jù)）都超過了設計要求，會導致整體密封反力不足。通過表2可以看出，上述三臺車經(jīng)過搓板路試后，均存在異響，經(jīng)過實車測試密封間隙不足導致靜態(tài)鎖閉力不滿足要求（大于300N）導致產(chǎn)生異響。2.密封條荷重（表3數(shù)據(jù)）符合要求，滿足規(guī)定理論值，見圖9。但密封反力偏下限，正常壓縮狀態(tài)下定義為4～8N[5]，實際為5N，并且過壓時僅為5.5N。綜上所述，背門止口與密封面的間隙偏大，導致密封反力不足，是原因之一。3.2.2背門緩沖塊產(chǎn)生異響原因分析車輛在搓板路及石塊路行駛時，通過實車分析，背門產(chǎn)生了兩種運動：上下振動和左右扭動。因背門結(jié)構(gòu)上部由鉸鏈約束，下部由鎖體和鎖扣約束，所以背門中部區(qū)域上下振動、左右扭動的幅度最大，可能引發(fā)背門振動，帶動鎖和鎖扣撞擊異響，所以要核查中部和下部緩沖塊（見圖10）是否接觸到位。通過表2的核實結(jié)果，實車發(fā)現(xiàn)異響車輛緩沖塊未調(diào)整到位，導致與車身接觸點存在間隙，在復雜路面不能提供支撐，導致石塊路面背門不能被支撐住，帶動背門振動。3.3.3背門鎖扣緩沖塊分析試驗車在過搓板路時，鎖體與鎖扣緩沖塊間隙（見圖11）會因為車身及背門的振動而消失，若緩沖塊未起到相應的緩沖作用，組件間的碰撞會造成異響，通過實車調(diào)查發(fā)現(xiàn)鎖扣緩沖塊未接觸，鎖閉后晃動量較大，鎖扣側(cè)向緩沖塊未起到限位作用。經(jīng)過零部件測量，鎖扣長度存在嚴重超差，見圖12所示尺寸：實車測試數(shù)據(jù)見表4：3.3背門鎖本體包塑分析背門鎖鎖舌包塑過于單薄，也導致鎖和鎖扣之間產(chǎn)生異響，所以背門鎖鎖舌需要設計合理的包塑厚度，下面要檢測背門鎖舌（見圖13）包塑厚度是否滿足要求。經(jīng)樣件檢測，背門包塑厚度合格，可以排除背門鎖包塑厚度不會引起異響。鎖舌厚度測試如表5所示：3.4背門鎖和鎖扣撞擊異響原因總結(jié)通過以上幾個方面的具體原因分析，可以清楚看到引起背門鎖和鎖扣異響相關因素如下（表6所示），從中可以得出背門密封反力不足是導致背門鎖和鎖扣撞擊異響的主要原因。4解決方案及驗證根據(jù)原因分析，通過現(xiàn)場實施臨時方案驗證，反復經(jīng)過搓板路和石塊路動態(tài)試驗，得出了背門鎖和鎖撞擊異響的最終解決方案，并且驗證有效。4.1臨時方案實施在路試現(xiàn)場制定臨時改善措施（見表7），主要調(diào)整密封間隙和緩沖塊壓縮量，然后經(jīng)過幾輪實車道路驗證，在路試過搓板路時，背門鎖異響可得到改善，效果比較明顯。4.2背門鎖和鎖扣撞擊異響解決方案通過上述臨時改善措施和初步的原因解析，可以得出目前背門系統(tǒng)的反力支撐不足，可以從下述幾個方面改善（表8），解決了背門鎖和鎖扣撞擊異響問題，并將解決方案應用于實際生產(chǎn)。5結(jié)論引起背門異響因素很多，不同車型背門結(jié)構(gòu)各有不同，同一種車型不同車輛異響源也會存在差異，需要具體問題具體分析。以上關于背門鎖和鎖扣異響的分析解決是實際生產(chǎn)中大量存在的案例之一，可以作為解決車身異響的案例參考，可以提高整車的舒適性。Reference：[1]付治存，李可.兩廂車背門異響影響因素分析[C]//2013年中國汽車工程學會年會論文集.北京：北京理工大學出版社，2013：1271.[2]陳奇耀.SUV背門異響原因分析及解決方案[J].《文摘版：自然科學》，2015（3）：209.[3]李穎璉