某車型減振器異響問題改進

周安

摘 要：汽車減振器是懸架中的重要的部件，關(guān)系到整車的行駛平順性和操縱穩(wěn)定性，而部分減振器在工作時產(chǎn)生異響，對整車的NVH性能造成不利的影響。本文對某車型減振器異響問題進行綜合失效分析，利用減振器異響測量儀器進行減振器異常檢測判斷，分析結(jié)果表明該車型減振器異響為活塞桿異常振動激發(fā)車身振動，并傳遞到車內(nèi)的結(jié)構(gòu)共振異響。通過對減振器阻尼力進行設(shè)計優(yōu)化，更改上支座合件硬度，改進后的減振器異響消除。

關(guān)鍵詞：減振器 異響 對策

中圖分類號：U463 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）08（b）-0096-02

隨著人們生活水平的提高，對汽車的需求在不斷增加，對車輛平順性、操縱穩(wěn)定性及乘坐舒適性的要求也越來越高。減振器在汽車行駛過程中，不僅起到減振的作用，而且還增加了汽車在行駛過程中的穩(wěn)定性。工作質(zhì)量穩(wěn)定可靠，與汽車懸架匹配良好的減振器，對汽車的平順性、操縱穩(wěn)定性及乘坐舒適性起著重要作用。國內(nèi)汽車減振器，廣泛采用筒式液壓減振器，減振器內(nèi)的工作介質(zhì)是某種油液，其工作原理是當(dāng)車身和車軸間振動而出現(xiàn)相對運動時，減振器內(nèi)的活塞上下移動，減振器腔內(nèi)的油液便反復(fù)地從一個腔經(jīng)過不同的孔隙流入另一個腔內(nèi)。此時孔壁與油液間的摩擦和油液分子間的內(nèi)摩擦對振動形成阻尼力，使汽車振動能量轉(zhuǎn)化為油液熱能，被油液和減振器殼體所吸收，在汽車行駛過程中靠風(fēng)速將熱量散發(fā)到大氣中。減振器有故障的汽車在高速行駛過程中會使輪胎接地力減少，駕駛員會感到方向發(fā)飄，曲線行駛時車輛難以控制，容易出現(xiàn)跑偏，使汽車的行駛操縱穩(wěn)定性惡化，安全性降低。減振器主要的故障模式有異響、漏油，而用戶反饋異響的比例約占60%～70%，減振器異響會嚴(yán)重影響舒適性，對整車的NVH性能造成不利的影響，因此，減振器異響問題受到生產(chǎn)企業(yè)的高度重視。

1 問題描述

某車型在上市銷售后，陸續(xù)接到售后服務(wù)站反饋車輛在較粗糙的簡易路面上以30 km/h速度行駛時，前減振器部位產(chǎn)生“咯咚”異響。乘坐舒適性是用戶非常關(guān)心的問題，許多用戶因前減振器異響問題對整車的質(zhì)量產(chǎn)生質(zhì)疑。

2 原因分析

為了避免測量和診斷的反復(fù)，在進入更細(xì)致分析之前，首先進行了以下排查，對異響減振器按照圖紙要求進行尺寸及性能檢測，結(jié)果表明零件尺寸、阻尼力、氣體反彈力等均合格。在實驗室臺架上按規(guī)范進行試驗，無法復(fù)現(xiàn)異響。通過對前減振器、上支座合件、前緩沖塊、穩(wěn)定桿連接桿、擺臂、前螺旋彈簧等零件進行逐個拆換，以及改變連接件扭矩狀態(tài)，再試驗及路試評價，鎖定異響與減振器相關(guān)。為查找問題根源，通過儀器采集異響的客觀數(shù)據(jù)，在前減振器活塞桿頂端布置加速度傳感器，用來測量活塞桿軸向振動加速度，前減振支柱上支點車身側(cè)的加速度傳感器用來測量上支點附近車身的振動加速度。為了獲取不同路況上減振器的振動和噪聲情況，選取坑洼路面、平直水泥路面、平直瀝青路面和顛簸的土石路面四種路面進行評價。在車內(nèi)主觀評價發(fā)現(xiàn)減振器異響為低頻的“咯咚”聲，同時儀器捕捉到活塞桿不正常抖動，頻帶在100～170 Hz帶寬之間，通過使用信號處理軟件濾掉此頻帶，“咯咚”聲消失。可以判斷該車型的減振器異響為汽車低速行駛時，路面激勵引起減振器活塞桿不正常抖動，即減振器在壓縮行程結(jié)束、復(fù)原行程開始時，內(nèi)部產(chǎn)生沖擊，引起活塞桿軸向的振動產(chǎn)生（頻譜見圖1），此振動經(jīng)過前螺旋彈簧上側(cè)的上支座合件傳遞到車身，當(dāng)該振動頻率與簧上固有頻率接近或重合時，進而激發(fā)車身的異常振動（頻譜見圖2），然后傳遞到車內(nèi)，產(chǎn)生為人所感知的一種結(jié)構(gòu)傳遞的共振異響。

3 改進對策

根據(jù)振動理論及工程實踐經(jīng)驗，減振器導(dǎo)致車輛的共振異響主要采用對策為切斷異響傳遞路徑以及抑制共振源。

3.1 切斷異響傳遞路徑

車輛前減振器支柱總成通過上支座合件與車身輪罩接觸，上支座合件具有緩沖吸能的作用，同時防止振動傳遞至安裝部分和車身而引發(fā)共振，其橡膠硬度與振動傳遞影響較大，一般情況下，硬度低對共振有好處。通過臺架試驗，找出在簧上固有頻率范圍內(nèi)振動傳遞率最小的上支座合件硬度范圍，經(jīng)過道路試驗調(diào)整并驗證，該車型減振器上支座合件硬度由HS60調(diào)整為HS55，可以有效抑制減振器共振異響。

3.2 抑制共振源

為改善車輛匹配性，提升NVH性能，對該車型減振器阻尼進行微調(diào)，采用NVH有利的閥系特性變更，更改前后的阻尼（見表1）。變化減振器阻尼雖不能改變簧上固有頻率，但可以較大幅度改變簧上共振峰的高度，從而達(dá)到抑制減振器共振異響目的。

3.3 改進對策效果驗證

將采用改進對策的零件依次換裝到同一臺調(diào)試車上，并進行實車測量，結(jié)果匯總（見表2）。從試驗結(jié)果可知，單獨采用調(diào)低上支座合件硬度效果不甚理想，微調(diào)阻尼力對異響改善明顯，降低上支座合件硬度+微調(diào)阻尼力能進一步改善異響，是較理想的解決方案，可以有效解決該異響問題。

噪音等級8表現(xiàn)：苛刻用戶可察覺；噪音等級9表現(xiàn)：僅評價專家可感知（GMW14264）。

4 結(jié)語

經(jīng)過對前減振器支柱總成零件的設(shè)計優(yōu)化、試驗，并在實車上驗證，此車型前減振器異響問題得到最終解決，無論是售后市場反饋還是年度JD Power調(diào)研結(jié)果，都取得不錯的口碑。

參考文獻

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