某SUV尾门锁体声音品质问题分析及优化

史富强，杨扬，刘少锋

（安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心，安徽 合肥 230601）

引言

随着汽车行业的发展和汽车应用的普及，市场客户对汽车车门开关的声音品质要求也越来越高，直接或间接影响了客户的购买欲望，而门锁恰恰是影响车门开关品质的关键零件之一。对于尾门锁其声音来源主要为电机及传动部件运动产生的声响，其中蜗轮、蜗杆就是尾门锁最常见的传动部件，还有棘轮棘爪等其他部件。锁内零件设计匹配既要满足锁体功能的基本要求，也要满足越来越多的性能要求，声音品质要求就是其中之一。本文同时还引入了声压级、响度、尖锐度等声音评价指标用来做试验对比，从客观上评价声音品质的优劣[1-2]。

1 尾门解锁声音品质问题说明

1.1 问题说明

某SUV车型尾门打开时声音品质较差，引起客户抱怨，通过排查进一步确认为尾门锁体解锁声音品质问题。

1.2 主观评价

对某SUV车型尾门锁解锁声音进行主观评价，评价结果主要体现在两个方面：第一，实车搭载条件下解锁时声音比较大；第二，实车搭载条件下解锁时伴有“哗啦”的声音。以上两种问题现象在单锁条件下与主观评价测试结果一致。

1.3 客观测试

在静音室分别对该锁体和另两把标杆锁体进行声音对比测试，评价指标主要针对声压级、响度、尖锐度等三个方面，测试结果如下表1。

测试条件：

（1）负载力：单锁状态无负载条件下；

（2）测试环境：半消声室，背景噪声稳定；

（3）采集时间：500ms，每把锁至少有5次有效测试（表1为处理后的有效平均数据）；

（4）测试麦克风位置：高度与门锁一致，距离门锁0.5m。

表1 整改前尾门锁体声音测量数据

通过与标杆尾门锁体的对比测试，很明显可以看出锁体-A在声压级、响度、尖锐度等三个方面都与标杆锁体有明显差距。

2 原因分析及验证

通过对锁体-A的结构分析，对几种可能的原因进行验证排查，具体排查方法如下：

2.1 尾门锁体本身密封性对解锁声音品质的影响分析

图1 原状态

图2 包裹密封海绵状态

通过对比发现，锁体-A的壳体密封性稍差，如图1所示，分析认为该壳体更容易导致声音的扩散，因此在样件锁体-A外部包裹吸音海绵，如图2所示，然后进行实车条件下的对比评价；通过评价测试结果显示仍然有“哗啦”声响存在，整车解锁声音没有明显优化，该问题要素非问题要因。

2.2 锁内蜗轮、蜗杆传动润滑油脂对解锁声音品质的影响分析

针对“哗啦”声响问题，初步分析认为内部传动部件润滑不良也会导致解锁声音增大。因此在锁体-A的蜗轮蜗杆处涂抹不同牌号的降噪油脂，然后分别进行试验测试，并对解锁声音进行主观评价，具体方案验证结果见表2，油脂涂抹位置见图3。

表2 油脂方案验证结果

图3 油脂涂抹位置

涂抹降噪油脂后，整车条件下进行主观评价测试。尾门解锁声音有轻微优化，但仍然有“哗啦”声响，改善不明显，同时声音测量对比数据也显示改善较小，证明油脂也非问题要因。同时考虑到更改降噪油脂会有低温解锁失效风险，因此不建议实施该方案。

2.3 锁内蜗杆材料对解锁声音品质的影响分析

对标杆锁体进行拆解并进行材料对比，发现锁体-A蜗杆为PA66材质，标杆锁体-B、标杆锁体-C的蜗杆都为黄铜材质（C3604BD）；因此将锁体-A蜗杆材料更换为黄铜材料，做手工件验证并进行实车验证测试，测试结果显示“哗啦”声响仍然存在，整车解锁声音品质没有明显优化，该要素也非问题要因。

2.4 锁内蜗轮、蜗杆匹配参数对解锁声音品质的影响分析

针对“哗啦”声响问题，调查对比发现，锁体-A蜗杆为单头蜗杆，标杆锁体-B、标杆锁体-C的蜗杆为多头蜗杆，导程角γ（螺纹倾斜角度）偏大，见图4。由于tanγ=z1/q，蜗杆提供动力时，传动比=齿数比，i=u=z2/z1，分析可知传动比越小，解锁时间越短，传到人耳的声音时间也越短[3-4]。（传动比为i，齿数比为u，z1为蜗杆头数，q为蜗杆直径系数，z2为蜗轮齿数）。

将锁体-A蜗杆头数由单头改为多头，优化导程角，使传动比缩小，然后做手工样件进行实车验证。最后测试结果显示“哗啦”声响问题改善明显，蜗轮、蜗杆匹配参数问题为该问题要因。

图4 锁体蜗杆类型

2.5 锁体内部缓冲块布置对解锁声音品质的影响分析

针对解锁声音大问题，通过拆解及数据分析发现，锁体-A棘轮释放后直接与壳体接触，同时释放杆解锁棘轮时也会出现直接接触声响。锁体零部件之间直接运动撞击时，如果没有缓冲装置会产生比较尖锐的声响，因此在上述两处增加缓冲块，然后进行样件验证，进一步吸收解锁释放的能量，降低声音激励。

（1）在棘轮与壳体撞击处增加缓冲块，见图5：

图5 棘轮与壳体撞击位置示意

（2）在释放杆和蜗轮撞击处增加缓冲块，见图6：

图6 释放杆和蜗轮撞击位置示意

通过实车验证测试，整车解锁声音品质明显优化，主观感受到的声音明显降低，因此锁体内部缓冲块布置对解锁声音品质的影响为要因。

3 尾门解锁声音品质问题解决措施

3.1 对策制定

综合锁体问题识别的要因，制定详细数据修改方案，见表3，对锁体进行整改优化。

表3 整改对策表

3.2 结果确认

通过验证样件的主观声音评测外，再次在静音室对锁体-A（整改后）进行声音测量及数据对比，见表4。结果显示，整改后的锁体-A解锁声音品质在声压级、响度、尖锐度方面提升明显，均超过或者接近了标杆锁体指标。

表4 整改前尾门锁体声音测量数据

4 总结

经过对尾门相关锁体的拆解分析、方案验证，最终顺利完成了该锁体声音品质问题的优化。对于后期尾门锁体设计要特别关注锁内蜗轮、蜗杆匹配设计的合理性，及锁内机构撞击处缓冲块布置设计的合理性，该两项为影响解锁声音品质的关键要素。