某汽車(chē)第三排座椅折疊連桿變形斷裂原因分析

李海 羅曉寧 胡巧龍 鄧夢(mèng)蝶

上汽通用五菱汽車(chē)股份有限公司 廣西柳州市 545027

1 引言

某汽車(chē)的第三排座椅設(shè)計(jì)為可下沉折疊放倒以使之與地板平齊形成平整的后備箱儲(chǔ)物空間。其折疊下沉機(jī)構(gòu)由左右兩條后腿托舉臂、鉸鏈、左右兩條前腿鎖止機(jī)構(gòu)、折疊連桿及汽車(chē)地板支座組成，其中后腿托舉臂一端鉸接于地板支座上，另一端與前腿鎖止機(jī)構(gòu)相連，折疊連桿鉸接在后腿托舉臂之間的地板支座和座椅本體之間，從而實(shí)現(xiàn)座椅的折疊下沉至后地板坑中以及復(fù)位支撐以滿足乘坐需求。在用戶使用過(guò)程中，如果出現(xiàn)折疊下沉機(jī)構(gòu)中零部件的變形或斷裂的情況，將引起座椅難以下沉折疊放平及座椅復(fù)位后前腿無(wú)法鎖止的問(wèn)題，影響用戶滿意度。

目前，用戶在用車(chē)過(guò)程中發(fā)生第三排座椅折疊連桿變形或斷裂問(wèn)題后，均由售后為其更換座椅折疊連桿以解決問(wèn)題，但是更換后由于用戶的不當(dāng)操作還會(huì)反復(fù)發(fā)生該類(lèi)問(wèn)題，極易造成用戶的不滿情緒和引起抱怨，不利于維護(hù)用戶端的穩(wěn)定性及品牌形象。

為了長(zhǎng)期有效地解決該汽車(chē)第三排座椅折疊連桿變形或斷裂問(wèn)題，從而提升用戶滿意度、維護(hù)品牌形象，同時(shí)減少售后維修成本，本文在分析某汽車(chē)第三排座椅連桿變形斷裂原因的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)總結(jié)了類(lèi)似故障的解決辦法，以及如何在前期設(shè)計(jì)階段規(guī)避該類(lèi)問(wèn)題的產(chǎn)生。

2 第三排座椅折疊連桿變形斷裂問(wèn)題描述

某汽車(chē)第三排座椅折疊下沉機(jī)構(gòu)中的后腿托舉臂以及折疊連桿可繞與汽車(chē)地板支座鉸接的端部向后轉(zhuǎn)動(dòng)至水平狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)座椅下沉折疊至后地板凹坑之中。

圖1 第三排座椅下沉折疊示意圖

當(dāng)需要將座椅復(fù)位時(shí)，則需首先將折疊狀態(tài)的座椅向上提起向前至設(shè)定位置，使前腿卡爪卡接至前端地板卡腳上，然后再將座椅靠背復(fù)位。

圖2 第三排座椅復(fù)位示意圖

某日，某4S 店售后服務(wù)站接到車(chē)主反饋，該車(chē)主的車(chē)輛第三排座椅下沉折疊后放不平及座椅復(fù)位后前腿無(wú)法鎖止，隨即售后服務(wù)站對(duì)車(chē)主進(jìn)行邀約進(jìn)站，經(jīng)詳細(xì)檢查后發(fā)現(xiàn)該車(chē)輛第三排座椅的折疊連桿發(fā)生扭曲變形，導(dǎo)致座椅無(wú)法折疊放平及座椅復(fù)位后前腿無(wú)法鎖止。同樣的故障相繼發(fā)生在全國(guó)好幾位車(chē)主的車(chē)上，更有甚者，其中有一輛汽車(chē)出現(xiàn)第三排座椅折疊連桿斷裂的問(wèn)題，因此售后服務(wù)站立即將問(wèn)題反饋至整車(chē)廠質(zhì)量部，質(zhì)量部在接收到問(wèn)題后高度重視，第一時(shí)間組建問(wèn)題分析解決小組對(duì)該售后問(wèn)題進(jìn)行攻關(guān)，經(jīng)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，該問(wèn)題的千輛車(chē)故障數(shù)（IPTV）和單臺(tái)維修成本（CPV）如下圖3 所示。

圖3 IPTV&CPV統(tǒng)計(jì)圖

3 折疊連桿變形斷裂原因分析

為了查明該折疊連桿斷裂的原因，問(wèn)題解決小組對(duì)生產(chǎn)過(guò)程、工具使用、零件本體強(qiáng)度、零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、操作方法等可能引起折疊連桿變形斷裂的原因進(jìn)行了逐一分析排查，明確了該折疊連桿變形斷裂的根本原因，并制定了相應(yīng)處理措施，有效避免了該汽車(chē)第三排座椅折疊連桿斷裂問(wèn)題再次發(fā)生。

3.1 生產(chǎn)過(guò)程及使用工具分析

問(wèn)題解決小組對(duì)該汽車(chē)總裝線3 個(gè)班次的員工操作進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)抽查（每班隨機(jī)抽查3次，每次5 輛車(chē)），抽查結(jié)果顯示，現(xiàn)場(chǎng)員工操作均符合SOS 標(biāo)準(zhǔn)化操作要求，且均使用了同樣正確的工具，以設(shè)定扭矩完成安裝，生產(chǎn)過(guò)程未有造成該折疊連桿變形斷裂的現(xiàn)象，因此可排除生產(chǎn)過(guò)程操作不當(dāng)原因?qū)е抡郫B連桿變形斷裂。

3.2 零部件本體強(qiáng)度分析

折疊連桿的材料為S500MC，其材料屬性見(jiàn)表1：

表1 連桿的材料屬性

為了解連桿本體強(qiáng)度，借助CAE 軟件對(duì)其進(jìn)行受力應(yīng)變分析，在沒(méi)有任何加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的情況下，當(dāng)靠背頂端加載力達(dá)到300N 時(shí)，連桿應(yīng)變達(dá)到0.2，如下圖所示。

圖4 連桿應(yīng)變?cè)?.2時(shí)的應(yīng)變?cè)茍D

一般而言，一位正常成年人雙手的推力約為體重的1/2～2/3，按照體重60 公斤計(jì)算，其推力約為300N～400N。在這種情況下，該折疊連桿本體在沒(méi)有加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的情況下，其強(qiáng)度略顯不足，在不正確操作下，易造成連桿變形甚至斷裂，因此，連桿本體強(qiáng)度不足可能是主要原因，需做進(jìn)一步分析。

3.3 零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

該連桿在設(shè)計(jì)時(shí)，工程師考慮到連桿強(qiáng)度不夠大，可能會(huì)造成用戶使用過(guò)程中，連桿變形斷裂的問(wèn)題，所以設(shè)計(jì)了加強(qiáng)結(jié)構(gòu)。其加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為在連桿背面凹糟內(nèi)增加加強(qiáng)鋼絲，且與汽車(chē)地板支座連接處為單側(cè)支撐結(jié)構(gòu)，如下圖所示，加強(qiáng)鋼絲材料為Q235。

圖5 連桿加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖

為驗(yàn)證加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的有效性，再借助CAE軟件對(duì)其進(jìn)行受力應(yīng)變分析，結(jié)果顯示當(dāng)靠背頂端加載力達(dá)到340N 時(shí)，連桿應(yīng)變達(dá)到0.2。相較沒(méi)有加強(qiáng)結(jié)構(gòu)時(shí)，雖有所改善，但是并不算很明顯，依然有正常推力使其變形的可能，所以，此處加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要進(jìn)一步優(yōu)化提升。

3.4 用戶操作方法分析

由于該座椅設(shè)計(jì)獨(dú)特，市面并不常見(jiàn)，其操作方式對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)稍顯陌生和繁瑣。為了解用戶在用車(chē)時(shí)是否有不當(dāng)操作，售后服務(wù)站在故障車(chē)車(chē)主進(jìn)站時(shí)并請(qǐng)其對(duì)第三排座椅進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作復(fù)現(xiàn)。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，發(fā)生折疊連桿變形或斷裂的座椅，其車(chē)主在對(duì)座椅進(jìn)行向上抬起復(fù)位時(shí)，操作方式均是錯(cuò)誤的。

在對(duì)座椅進(jìn)行復(fù)位時(shí)，該類(lèi)車(chē)主均采用首先拉動(dòng)拉繩使座椅靠背回位，再握住座椅靠背頂部?jī)蓚?cè)向前推動(dòng)座椅而不是向上用力抬起座椅的錯(cuò)誤操作步驟和方法，因此，造成折疊連桿變形，使得座椅在下沉折疊時(shí)難以達(dá)到靠背與汽車(chē)前地板平齊的狀態(tài)及座椅復(fù)位后前腿無(wú)法鎖止。因此，用戶操作過(guò)程不當(dāng)也是造成連桿變形斷裂的原因之一。

4 優(yōu)化措施及驗(yàn)證

4.1 折疊連桿強(qiáng)度及加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化及驗(yàn)證

為了使連桿達(dá)到足夠的強(qiáng)度以避免發(fā)生變形及斷裂的問(wèn)題，在現(xiàn)有設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上對(duì)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)是當(dāng)下可行性最高的解決方案。經(jīng)過(guò)多方評(píng)審及對(duì)比，最終確定一種優(yōu)化設(shè)計(jì)方案為將內(nèi)側(cè)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)更改為鈑金件，材料為S550MC，并延長(zhǎng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度，同時(shí)與地板支座連接處支撐結(jié)構(gòu)更改為雙側(cè)支撐結(jié)構(gòu)，如下圖7 所示。

圖7 連桿加強(qiáng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)圖

圖6 第三排座椅正確操作示意圖

在更改加強(qiáng)結(jié)構(gòu)及支撐結(jié)構(gòu)之后，為驗(yàn)證該措施的有效性，利用CAE 軟件對(duì)其進(jìn)行受力應(yīng)變分析，結(jié)果顯示，在做了優(yōu)化設(shè)計(jì)之后，當(dāng)靠背頂端加載力在680N 時(shí)，連桿應(yīng)變才達(dá)到0.2，如下圖8 所示，優(yōu)化效果有明顯提升，方案可行。

圖8 連桿加強(qiáng)后應(yīng)變?cè)?.2時(shí)的應(yīng)變?cè)茍D

4.2 用戶誤操作規(guī)避措施

為了引導(dǎo)用戶正確操作，解決方案為提供座椅操作指導(dǎo)書(shū)及操作注意事項(xiàng)，并在座椅操作面粘貼座椅操作指導(dǎo)標(biāo)簽。

5 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)某汽車(chē)第三排座椅折疊連桿變形斷裂的問(wèn)題，分析了連桿變形斷裂的可能因素：生產(chǎn)過(guò)程有誤、工具使用有誤、零件本體強(qiáng)度不足、零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)、操作方法錯(cuò)誤等，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)檢查、仿真分析等方式，最終鎖定了造成折疊連桿斷裂的根本原因，進(jìn)而有針對(duì)性地制定解決措施。本次異響原因分析對(duì)同類(lèi)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)改進(jìn)具有一定的指導(dǎo)意義，同時(shí)對(duì)其他汽車(chē)解決連桿斷裂的問(wèn)題提供了一定的參考價(jià)值。

圖9 粘貼座椅操作指導(dǎo)標(biāo)簽

6 建議

好的設(shè)計(jì)一定是使得用戶操作方便，不易出錯(cuò)的，如果操作步驟過(guò)于繁瑣，可能對(duì)用戶造成困擾，從而引起用戶的抱怨。不利于用戶滿意度及產(chǎn)品影響力的提升，值得引起設(shè)計(jì)者的重視與深省。