某汽車副駕駛座椅抖動的分析及優化

王曉楠，王艷林，彭志軍，盛先志

（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230022）

引言

副駕駛員座椅是汽車的重要零部件，應為乘員提供舒適的乘坐環境，座椅的性能直接決定了乘坐的舒適性，其中，座椅抖動對乘坐的舒適性至關重要。本文將介紹某車型副駕駛員座椅抖動問題的解決方法。

1 某車型副駕駛座椅抖動現象

某車型在路試試驗時，發現在車輛速度超過120km/h時，副駕駛座椅在空載狀態下靠背存在可以目視的抖動現象，此問題嚴重影響車輛品質。

通過試驗測試，針對副駕駛座椅抖動現狀，調查不同車輛在不同車速下的抖動幅值，測試結果表1。

通過試驗車測試結果，可以看車，該車輛在車速達到120km/h時，座椅靠背頂端的振幅值達到0.25m/s2，抖動現象目視可見(根據經驗，座椅靠背頂端的振幅值超過0.1m/s2,抖動現象可目視可見)。

表1

2 方案驗證

2.1 增加座椅靠背剛度

副駕駛座椅靠背骨架主要是一些沖壓板焊接在一起，正常振動頻率增大時引起骨架的彈性變形，及外觀的抖動問題；為確認此問題，制作座椅樣件，靠背沖壓板上焊接鋼絲增加強度，焊點增加二保焊，結構上增加支撐梁，但樣件路試時仍存在可目視的抖動。

圖1 某車型副駕駛座椅

2.2 減小座椅靠背調角器間隙

座椅調角器鎖止是齒板的嚙合，若齒板配合間隙大，會造成靠背晃動較大，為確認此問題，制作調角器樣件，將旋轉配合的齒板焊死，將間隙變為零，在裝車進行路試，但樣件路試時仍存在抖動。

圖2 座椅靠背增加強度

圖3 座椅靠背調教器

2.3 增加車身固定點強度

車身固定點強度不足，會加大車身向座椅傳遞的振動，為確認此問題，在驗證車的車身座椅固定點上增加了加強板，加強板帶穿透孔也進行焊接，但整車路試時仍存在抖動。

圖4 增加車身固定點強度

2.4 確認固定螺栓扭矩

若座椅安裝螺栓未打緊或扭矩衰減，也會造成座椅抖動，為驗證此問題，對進行測試的的四臺試驗車（測試時均出現抖動現象）進行副駕駛扭矩確認，因該車型固定螺栓增加了緊固膠，測試扭矩均大于 50N·m（螺栓固定扭矩要求為45N·m-55N·m ）。

2.5 降低座椅固有頻率

為消除共振情況，對座椅增加配重塊來降低固有頻率，如圖5所示，增加6kg后座椅頻率測試為11.3Hz，但經過路試驗證，雖然高速情況下抖動消失，但在80km/h仍存在抖動，若要完全消除抖動，需要增加更多的配重塊，座椅結構無法實現，且座椅重量會增加較多，方案可行性不佳。

圖5 增加座椅重量 降低座椅固有頻率

3 解決方案

經過上述方案的驗證，可以發現改變座椅的固有頻率，可以改變座椅的抖動情況。

座椅本體的模態在13Hz-18Hz之間，而車身在不同速度行駛時的頻率與座椅會有重合，如表 2所示，經過測試，100km/h和120km/h座椅模態與車輪激勵頻率耦合作用，發生共振，頭枕抖動可視。

表2 車輪激勵頻率

由此可見，改變座椅座椅固有頻率可以避免座椅模態與車輪激勵相耦合，但由于座椅結構限制，無法對座椅頻率進行大的改變。

圖6 座椅動態吸振器

圖7 動態吸振器原理

因此，方案通過增加動態吸振器（如圖6），改善座椅可視的抖動現象，其原理是在座椅靠背振動時產生相反的振動降低座椅振動幅值，如圖7。

根據試驗測試，選用固有頻率為11.9Hz的動態吸振器，并進行實車試驗驗證，振動幅值由0.25m/s2降為0.13m/s2，效果明顯，座椅抖動現象得到有效改善。

圖8 增加動態吸振器后試驗結果

4 結論

本文從對座椅可以產生抖動的原因入手，制作實物樣件，并通過實車路試，進行效果驗證，逐步排除原因，最終確認解決座椅抖動的方案。

文中介紹座椅抖動產生的原因及驗證方法，對車輛開發過程具有一定的指導意義。

參考文獻

[1] 余志生. 汽車理論3 版[M]. 北京:機械工業出版社,2000,10.

[2] 吳衛東,孟紫瑯. 汽車座椅晃動問題的試驗與仿真[A].2011 汽車NVH控制技術國際研討會[C]. 杭州：2011 .177.