乘用車轉向異響問題研究

顏天曉 楊勛雷 陳展宏

摘 要：整車異響影響著乘客對汽車品質的評價，無論是在產品研發與制造過程中，整車廠都十分重視異響問題。本文以某三款車型的轉向異響問題為研究對象，對造成其異響的可能影響因素進行理論與實踐研究，制定了相應解決措施，為后續新產品研發制造以及其它車型異響問題解決提供參考價值。

關鍵詞：汽車;方向盤;轉向;異響

1 引言

隨著汽車工業不斷發展，客戶對汽車NVH的要求也越來越高，尤其是整車異響的控制。整車異響是一種非正常、令人不悅的聲音響動，與聲音相關的便是實體部件的非正常狀態，汽車行駛過程中，各零部件之間產生異常干涉、摩擦、碰撞、振動等均會導致整車異響[1]。異響常常產生于零部件之間的相對運動，若不從根本上解決，不僅直接影響乘客對汽車乘坐舒適性的評價，也可能演化為零件磨損、損壞并喪失功能[2]。本文以某三款車型的轉向異響問題為研究對象，研究分析其異響機理，依據異響原理，制定相應措施，解決異響，改善汽車品質。

2 轉向異響具體案例分析

2.1 案例一

故障現象描述：某量產車型A，順時針或逆時針轉動方向盤至特定角度時，方向盤會發出“噠噠”的非連續聲音。

原因分析：利用魚骨圖，從人、機、料、法、環對方向盤轉動異響的影響因素進行分析，得出四個末端因素：①員工未按SOS要求裝配方向盤;②方向盤固定螺母扭力不足;③時鐘彈簧缺陷;④方向盤骨架尺寸偏小，見圖1所示。

1）方向盤裝配順序：首先將方向盤安裝在轉向管柱上，接著擰緊固定螺母，最后完成安全氣囊裝配。調查員工操作方法，符合規范，裝配完成后，方向盤轉動無松動，所以員工未按SOS要求裝配方向盤為非要因。

2）測量10臺故障車輛方向盤固定螺母扭力，見表1所示，方向盤固定螺母靜態扭矩標準為26～40N.m。從表中數據可知，故障車方向盤固定螺母扭力符合標準，所以，并非是固定螺母扭力不足，導致方向盤轉動異響。

3）時鐘彈簧，又稱為旋轉連接器，是用于連接主氣囊與氣囊線束，或者是方向盤開關按鈕與控制單元的線束。時鐘彈簧主要包括線束（導電引出線）、做相對運動的殼體、中立銷和柔性扁平電纜等零部件，通常安裝在方向盤下方組合開關上面，見圖2所示。因時鐘彈簧本身帶有做相對運動的殼體，在方向盤轉動過程中，時鐘彈簧殼體同時也在做旋轉運動，當殼體間碰撞時，也會產生異響。

拆下故障車時鐘彈簧，單獨旋轉，并未發出任何異響，因此，排除是時鐘彈簧缺陷導致方向盤轉動異響。

4）方向盤總成通過花鍵與EPS配合，同時，時鐘彈簧驅動軸卡入方向盤骨架卡槽①內，時鐘彈簧從動軸卡入卡槽②內，見圖3所示，因此，方向盤轉動時，也能帶動時鐘彈簧一起轉動。

A車型方向盤轉動異響的故障模式：方向盤順時針或逆時針每轉一圈，發出“噠”一聲，異響具有規律性。異響驗證：①當拆下方向盤，單獨轉動時鐘彈簧時，故障消失;②將方向盤重新裝上，故障重現;③拆下時鐘彈簧，僅讓方向盤與EPS配合，故障消失，將時鐘彈簧重新裝上，故障重現，所以，方向盤與時鐘彈簧配合時才會產生該異響。

對故障車方向盤骨架進行尺寸測量，見圖4所示。故障車方向盤骨架左右卡槽外徑A2尺寸長為39.12mm，數模尺寸為40.1007mm，內徑A1尺寸長為33.73mm，數模尺寸為33.67mm，由此可知，故障車方向盤骨架尺寸偏小了。方向盤轉動時，卡槽①對時鐘彈簧驅動軸施加作用力，因卡槽①槽深偏小，時鐘彈簧驅動軸受力可能滑脫出卡槽，導致“噠噠”周期性異響聲音產生。

為研究卡槽①槽深對異響的影響，設計圖5所示的驗證方案，增加故障車方向盤骨架卡槽①槽深尺寸。將圖5的方向盤安裝在故障車輛上，轉動方向盤，異響消失，重復在多個故障樣本上試驗，均證明了加大卡槽①槽深能解決該異響。

解決方案：對方向盤骨架修模，加大卡槽①槽深，見圖6所示，解決了A車型方向盤轉動異響問題。

2.2 案例二

故障現象描述：某量產車型B，在繞八字轉向行駛過程中，從轉向立柱位置發出“咯吱咯吱”摩擦聲。

原因分析：因異響從轉向立柱處產生，從膝部擋板內側觀察，發現EPS線束與膝部擋板氛圍燈支架干涉，見圖7所示，這并不符合工藝要求，將線束重新布置，見圖8所示，轉動方向盤，異響消失，證明異響是由EPS線束與膝部擋板氛圍燈支架干涉摩擦導致。

針對線束與支架干涉問題，調查總裝裝配工藝，發現因EPS線束接口朝下， 當EPS線束插接后，線束向下彎曲，見圖9所示，在裝配膝部擋板時，氛圍燈支架存在勾住線束風險，如圖7所示。

解決方案：因造型需求，無法取消氛圍燈支架，可從以下兩方面解決問題：1）裝配膝部擋板后，檢查氛圍燈支架與EPS線束相對位置，確保兩者未干涉;2）在EPS線束上增加海綿包覆，阻隔線束與支架接觸摩擦，并保護線束。

2.3 案例三

故障現象描述：某量產車型C，轉向行駛過程中，轉向立柱下方，發出類似剮蹭聲。

原因分析：轉動方向盤，手放置于地毯上，能感覺到地毯存在輕微起伏，掀開地毯，發現轉向中間軸與前圍隔音墊干涉，見圖10所示，隔音墊已變形。正常狀態下，隔音墊應緊貼鈑金。針對隔音墊變形問題，調查發現兩點影響因素：1）前圍隔音墊冷卻過程中，圖10位置的特殊型面易變形;2）前圍隔音墊在料架上采取堆積方式放置，易造成對料架底層前圍隔音墊擠壓，導致隔音墊變形。

解決方案：針對前圍隔音墊變形問題，采取以下兩種解決方式：1）設計前圍隔音墊冷卻定型工裝對其進行定型，減小變形量;2）對前圍隔音墊進行擴孔，見圖11所示，避免與轉向中間軸干涉。兩種方案有效解決了該異響問題。

2.4 案例四

故障現象描述：某量產車型A，當方向盤向右轉至極限位置行駛時，右前輪發出異響。

原因分析：原地轉動方向盤至右極限位置，觀察右前輪、懸掛、驅動半軸等零部件，發現輪速傳感器線束與輪胎干涉，見圖12所示，重新梳理線束走向，保證兩者不干涉，車輛重新路試，異響消失。

解決方案：安裝輪速傳感器線束時，保證線束垂直向下走向，避免線束彎曲，消除線束與輪胎干涉風險，解決該異響問題。

從以上案例可知，裝配過程、零件質量、零件生產工藝、產品設計等因素均可能導致汽車轉向異響。也正如此，可從相關影響因素入手進行控制，預防汽車轉向異響的發生。

3 結束語

汽車轉向異響問題極大地影響著乘客對汽車乘坐舒適性的評價，影響消費者對產品的購買欲望，因此，應足夠重視汽車轉向異響問題。本文以某三款車型所出現的轉向異響問題為研究對象，針對不同異響源，制定合理解決方案，消除異響，同時為后續新車型研發制造以及其它車型的異響問題解決提供借鑒與參考。

參考文獻：

[1]鄭翊.某三廂車型行李艙蓋路試異響[J].汽車與駕駛維修（維修版），2019（12）：100-101+104.

[2]達偉偉，李碩，甘雨聲，周永，潘存福.某車型動態異響問題分析與解決[J].時代汽車，2017（14）：68+72.