座椅电动滑轨运行振动和平顺性如何评价？

时间：2022-05-04

随着我国汽车市场的持续发展，社会汽车保有量持续增长。电动调节座椅已经不是汽车的“尊贵”配置，逐渐走入寻常百姓家！电动滑轨是电动调节座椅的核心部件，具有调节方便、结构紧凑和抗拉强度高等优点。电动滑轨运行时会产生轻微振动和噪音而影响乘客的驾乘体验，因此在设计时必须制定合理的指标进行评价。

司乘人员一般会在汽车静止时调整座椅姿态，此时车内一点轻微的振动和噪音都容易被人体感知。主机厂那些拥有“金屁股”的人，他们的臀部异常敏感，一点点不平顺和振动都难逃他们法眼。

1 现状

目前《QCT 831-2010 乘用车座椅用电动滑轨技术条件》仅采用振动加速度峰值这一个指标对滑轨总成运行振动进行评价，要求滑轨总成负载操作时振动加速度＜5.88 m/s2。这种评价指标较为单一，不能完全反映出滑轨运行振动的平顺性。

如图1所示，两个不同厂家生产的电动滑轨运行振动加速度波形图，其中Demo1的振动加速度峰值为0.567 m/s2，Demo2的振动加速度峰值为0.580 m/s2。虽然两者都＜5.88 m/s2，都满足QCT831标准的要求，但我们直观上会感觉Demo1运行平顺性要比Demo2好一些。如何用数据评价指标验证我们的直觉和想法，就是本文接下来的内容。

2 电动滑轨的振动机理

滑轨一般由上轨、下轨和滑动调整装置组成，常见的滑动调整装置有滑轨式、滑块式、滑杆式、丝杠式和齿轮齿条式等。电动滑轨总成主要由滑轨、电机和传动机构组成。某电动滑轨结构如图所示，主要由滑轨、导轨、涡轮蜗杆和齿轮齿条等组成，工作时直流电机产生力矩经蜗杆传递到涡轮上，经齿轮齿条传动，带动滑轨前后系统。

电动滑轨运行振动主要来自直流电机自身运行振动、上下滑道之间的滚珠和滑块、齿轮齿条啮合、涡轮蜗杆的传动等。涡轮蜗杆啮合时的振动冲击主要原因有：①刚度突然变化产生的冲击。齿轮齿条从齿根到齿**啮合过程中综合刚度会发生变化，从而引起动态激励；②载荷突然变化产生冲击。啮合过程中由于单、双齿交替啮合使原本两对齿承担的载荷突然由一对齿承担，从而使作用在轮齿上的载荷发生突变产生动态激励；③齿轮加工误差和安装误差。误差的存在使齿轮啮合齿廓偏离设计位置，破坏了渐开线齿轮的正确啮合方式和瞬时传动比，导致齿与齿之间产生碰撞和冲击。④左右滑轨安装误差。左右两条滑轨安装不同步或者安装不到位导致齿轮啮合受力不均匀等问题。

3 试验方法

参考标准《QCT 831-2010 乘用车座椅用电动滑轨技术条件》试验方法，选择包覆完整的座椅进行试验。座椅安装在固定工装上，靠背、高调、头枕和腰托均调整到设计位置，上面安放一个68kg配重。将一个加速度传感器（量程0-3000Hz）固定到上部滑动部件上，分别测量滑轨X、Y和Z三个方向的振动，滑轨电机通电电压设置为12.6V。试验模拟真实调节滑轨工况，从滑轨最后位置调整到较前然后回到最后位置，试验重复进行3次。

4 评价指标

为了科学地衡量和评价滑轨运行平顺性，本文采用频谱分析和时域统计分析两种分析方法。频谱分析主要是确定加速度信号中频率成分及其分布情况，其结果可以为信号的时域统计分析提供参考。

4.1 频谱分析

频谱分析就是把信号经过傅里叶变换成频谱表达式，并加以分析各种频率成分的幅度和相位即幅度谱分析和相位谱分析，是信号处理中的重要工具，信号的频谱反映了信号的频率成分以及分布情况。Demo1加速度信号的幅频特性曲线如下所示，从图中可以看出信号振动主要集中在低频500Hz范围以内，500Hz以上的高频段振动幅度很小，其中在143.7Hz和493.7Hz处振动幅度较大。

4.2 时域统计分析

时域统计分析主要是对加速度时域信号进行各种统计分析，常见的指标有平均值、有效值（RMS值）、峰值、较小值、方差和标准差、歪度指标、峭度指标等。信号的时域特征可以反映设备的运行状态，常用于故障检测和趋势预报等。加速度信号进行时域统计分析之前可以根据频谱分析结果进行合适的预处理（滤波等），以消除信号中的异常数据并提高信号的信噪比。

4.2.1 平均值av

平均值是机械振动的平衡点位置，其描述信号的稳定分量，又称为直流分量，是信号的一阶矩统计平均。

4.2.2 有效值（RMS值）aRMS

均方值常用于描述振动信号的能量，是信号的二阶矩统计平均。

有效值（RMS值）又称为均方根值，是判断机械设备运行状态是否正常的重要指标之一，其可以作为电动滑轨振动剧烈程度的一个参考值，其值越大表面滑轨振动越剧烈。速度有效值VRMS（mm/s）称为振动烈度。

4.2.3 峰值ap

ap=max（abs（ai））

峰值ap即振动波形中单峰较大值，其反映电动滑轨运行过程中较大的冲击，ap越大越容易被人体感知。标准《QCT 831-2010 乘用车座椅用电动滑轨技术条件》要求滑轨总成负载操作时ap＜5.88m/s2。

4.2.4 峰值指标Ip

Ip=ap/aRMS

峰值指标是一个无量纲的量，常用于检测信号中是否存在振动冲击。

4.2.5 脉冲指标Cf

Cf=ap/av

脉冲指标Cf是一个无量纲相对值，常用于检测信号中是否存在振动冲击。由于峰值ap稳定性不好，对冲击的敏感度不高，现在脉冲指标的应用在逐步减小，逐渐被峭度指标所取代。

4.2.6 歪度/偏度指标Cw

歪度指标又称为偏度指标、斜度指标等，其也是一个无量纲的相对值，是信号的三阶矩统计平均，反映振动信号的非对称性。正态分布曲线关于x=0线呈对称分布，如果某一方向存在碰撞或者摩擦造成加速度波形不对称，歪度指标将明显变化！歪度指标>0表示分布曲线向左偏，歪度指标<0表示分布曲线向右偏。

4.2.7 峭度指标Cq

峭度指标也是一个无量纲的相对值，是信号的四阶矩统计平均，是信号概率密度函数分布陡峭程度的量度，反映了信号的冲击程度。通常平稳且无明显冲击信号的概率密度分布近似正态分布，正态分布的峭度指标为3；当信号出现异常或者冲击时其概率密度偏离正态分布，同时Cq值迅速增加。峭度指标越大，冲击程度越严重，Cq>=4表示信号中存在一定冲击，Cq>8表示信号冲击现象非常严重，设备可能已经损坏。

上述各指标不能单独孤立的看，要相互结合相互验证，同时还要注意和历史数据进行比较，根据趋势线做出判断。

13817760416

词条
词条说明
汽车电动座椅工作原理简介（下）
3. 靠背前后角度调节一齿差行星齿轮副运动。简单来说靠背的角度调节是通过调角器盘来实现的，而调角器盘主要是两个齿轮盘曲柄组成。偏心凸轮带动外齿轮盘在内齿轮盘间旋转运动，外齿轮盘与内齿轮盘的齿数相差一齿，外齿轮盘在内齿轮盘间旋转就形成了一齿差行星轮齿副运动。可能你无法凭空想象这个运动，但是看了下面的动图就简单明了。电机通过星形连杆带动曲柄旋转，曲柄带动小齿轮盘如上图旋转，从而带动靠背旋转。关键点：因
经营理念
共同创造，价值共享
转向盘试验机出货
当前疫情的影响，客户原定于来我司验收设备的计划改为远程验收，客户远程观看了整个试验过程，方向盘的装夹，试验曲线的绘制，方向盘的刚度测试，客户表示非常满意，后续的其他测试设备也开始启动。试验的负荷位移曲线，负荷时间曲线，位移时间曲线都很**，试验频率做到10Hz。一套设备可以同时完成弯曲和扭转试验，疲劳，耐久，强度试验，夹具装夹方便可靠。
新能源汽车电桩接口插拔力测试试验台
新能源汽车电桩接口插拔力测试试验台（以下简称“试验台”）是按客户要求定制的非标产品，主要用于充电桩接口插拔力疲劳测试，以鉴定该产品设计的合理性试验方法：在试验台上用工装将插头和插座固定，设定充电插头以恒定的速度（25-100mm/min）插入和拔出充电插座，同时采集和记录插