某SUV尾門鎖體聲音品質問題分析及優化

史富強，楊揚，劉少鋒

（安徽江淮汽車集團股份有限公司技術中心，安徽 合肥 230601）

引言

隨著汽車行業的發展和汽車應用的普及，市場客戶對汽車車門開關的聲音品質要求也越來越高，直接或間接影響了客戶的購買欲望，而門鎖恰恰是影響車門開關品質的關鍵零件之一。對于尾門鎖其聲音來源主要為電機及傳動部件運動產生的聲響，其中蝸輪、蝸桿就是尾門鎖最常見的傳動部件，還有棘輪棘爪等其他部件。鎖內零件設計匹配既要滿足鎖體功能的基本要求，也要滿足越來越多的性能要求，聲音品質要求就是其中之一。本文同時還引入了聲壓級、響度、尖銳度等聲音評價指標用來做試驗對比，從客觀上評價聲音品質的優劣[1-2]。

1 尾門解鎖聲音品質問題說明

1.1 問題說明

某SUV車型尾門打開時聲音品質較差，引起客戶抱怨，通過排查進一步確認為尾門鎖體解鎖聲音品質問題。

1.2 主觀評價

對某SUV車型尾門鎖解鎖聲音進行主觀評價，評價結果主要體現在兩個方面：第一，實車搭載條件下解鎖時聲音比較大；第二，實車搭載條件下解鎖時伴有“嘩啦”的聲音。以上兩種問題現象在單鎖條件下與主觀評價測試結果一致。

1.3 客觀測試

在靜音室分別對該鎖體和另兩把標桿鎖體進行聲音對比測試，評價指標主要針對聲壓級、響度、尖銳度等三個方面，測試結果如下表1。

測試條件：

（1）負載力：單鎖狀態無負載條件下；

（2）測試環境：半消聲室，背景噪聲穩定；

（3）采集時間：500ms，每把鎖至少有5次有效測試（表1為處理后的有效平均數據）；

（4）測試麥克風位置：高度與門鎖一致，距離門鎖0.5m。

表1 整改前尾門鎖體聲音測量數據

通過與標桿尾門鎖體的對比測試，很明顯可以看出鎖體-A在聲壓級、響度、尖銳度等三個方面都與標桿鎖體有明顯差距。

2 原因分析及驗證

通過對鎖體-A的結構分析，對幾種可能的原因進行驗證排查，具體排查方法如下：

2.1 尾門鎖體本身密封性對解鎖聲音品質的影響分析

圖1 原狀態

圖2 包裹密封海綿狀態

通過對比發現，鎖體-A的殼體密封性稍差，如圖1所示，分析認為該殼體更容易導致聲音的擴散，因此在樣件鎖體-A外部包裹吸音海綿，如圖2所示，然后進行實車條件下的對比評價；通過評價測試結果顯示仍然有“嘩啦”聲響存在，整車解鎖聲音沒有明顯優化，該問題要素非問題要因。

2.2 鎖內蝸輪、蝸桿傳動潤滑油脂對解鎖聲音品質的影響分析

針對“嘩啦”聲響問題，初步分析認為內部傳動部件潤滑不良也會導致解鎖聲音增大。因此在鎖體-A的蝸輪蝸桿處涂抹不同牌號的降噪油脂，然后分別進行試驗測試，并對解鎖聲音進行主觀評價，具體方案驗證結果見表2，油脂涂抹位置見圖3。

表2 油脂方案驗證結果

圖3 油脂涂抹位置

涂抹降噪油脂后，整車條件下進行主觀評價測試。尾門解鎖聲音有輕微優化，但仍然有“嘩啦”聲響，改善不明顯，同時聲音測量對比數據也顯示改善較小，證明油脂也非問題要因。同時考慮到更改降噪油脂會有低溫解鎖失效風險，因此不建議實施該方案。

2.3 鎖內蝸桿材料對解鎖聲音品質的影響分析

對標桿鎖體進行拆解并進行材料對比，發現鎖體-A蝸桿為PA66材質，標桿鎖體-B、標桿鎖體-C的蝸桿都為黃銅材質（C3604BD）；因此將鎖體-A蝸桿材料更換為黃銅材料，做手工件驗證并進行實車驗證測試，測試結果顯示“嘩啦”聲響仍然存在，整車解鎖聲音品質沒有明顯優化，該要素也非問題要因。

2.4 鎖內蝸輪、蝸桿匹配參數對解鎖聲音品質的影響分析

針對“嘩啦”聲響問題，調查對比發現，鎖體-A蝸桿為單頭蝸桿，標桿鎖體-B、標桿鎖體-C的蝸桿為多頭蝸桿，導程角γ（螺紋傾斜角度）偏大，見圖4。由于tanγ=z1/q，蝸桿提供動力時，傳動比=齒數比，i=u=z2/z1，分析可知傳動比越小，解鎖時間越短，傳到人耳的聲音時間也越短[3-4]。（傳動比為i，齒數比為u，z1為蝸桿頭數，q為蝸桿直徑系數，z2為蝸輪齒數）。

將鎖體-A蝸桿頭數由單頭改為多頭，優化導程角，使傳動比縮小，然后做手工樣件進行實車驗證。最后測試結果顯示“嘩啦”聲響問題改善明顯，蝸輪、蝸桿匹配參數問題為該問題要因。

圖4 鎖體蝸桿類型

2.5 鎖體內部緩沖塊布置對解鎖聲音品質的影響分析

針對解鎖聲音大問題，通過拆解及數據分析發現，鎖體-A棘輪釋放后直接與殼體接觸，同時釋放桿解鎖棘輪時也會出現直接接觸聲響。鎖體零部件之間直接運動撞擊時，如果沒有緩沖裝置會產生比較尖銳的聲響，因此在上述兩處增加緩沖塊，然后進行樣件驗證，進一步吸收解鎖釋放的能量，降低聲音激勵。

（1）在棘輪與殼體撞擊處增加緩沖塊，見圖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，見圖6：

圖6 釋放桿和蝸輪撞擊位置示意

通過實車驗證測試，整車解鎖聲音品質明顯優化，主觀感受到的聲音明顯降低，因此鎖體內部緩沖塊布置對解鎖聲音品質的影響為要因。

3 尾門解鎖聲音品質問題解決措施

3.1 對策制定

綜合鎖體問題識別的要因，制定詳細數據修改方案，見表3，對鎖體進行整改優化。

表3 整改對策表

3.2 結果確認

通過驗證樣件的主觀聲音評測外，再次在靜音室對鎖體-A（整改后）進行聲音測量及數據對比，見表4。結果顯示，整改后的鎖體-A解鎖聲音品質在聲壓級、響度、尖銳度方面提升明顯，均超過或者接近了標桿鎖體指標。

表4 整改前尾門鎖體聲音測量數據

4 總結

經過對尾門相關鎖體的拆解分析、方案驗證，最終順利完成了該鎖體聲音品質問題的優化。對于后期尾門鎖體設計要特別關注鎖內蝸輪、蝸桿匹配設計的合理性，及鎖內機構撞擊處緩沖塊布置設計的合理性，該兩項為影響解鎖聲音品質的關鍵要素。