汽車電子扇共振噪聲問題攻關探析

付志輝

摘 要：汽車電子扇作為發動機附件的一個重要部件，一般安裝在發動機水箱及空調冷凝器前側，在發動機冷卻液溫度高時開啟向車尾方向吹風為發動機降溫，汽車電子扇在空調開啟后同時為冷凝器進行降溫，與普通風扇（扇葉小于6）相比多采用多扇葉結構（10片以上），故車輛電子扇轉速更高，對電子扇動平衡要求也較高。本文就單扇高速運轉引起的車輛共振噪聲大問題進行分析以便能及時采取對策，減少問題發生，使汽車用戶獲得更好的駕乘舒適性。

關鍵詞：電子扇；空調系統；高速運轉；共振噪聲；駕乘舒適性

中圖分類號：U461.4 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）21-0076-02

車輛電子扇部分車型有兩個，車輛電子扇雙扇結構圖1所示，車輛電子扇單扇結構圖2所示，空調未開啟且水溫未過高時一個風扇轉動，空調開啟或水溫過高時兩個風扇轉動，本次解決問題的電子扇為單扇結構，分高低速檔，正常狀態電子扇低速運轉，水溫高或者空調開啟電子扇高速運轉。

1 問題定義

車輛檢驗人員反饋某車型啟動空調后車內共振噪音大，主要表現為耳膜壓迫感強，經過對故障車輛進行分析發現，怠速未啟動空調車內噪音正常，啟動空調后共振噪音增加明顯，啟動空調并人為停止電子扇運轉車內噪音明顯減小，故將問題定義為：電子扇啟動車內共振噪音大。

2 原因分析

2.1 零件初步分析

針對故障車輛進行噪音數據采集，并對故障車輛進行電子扇更換，同時對一臺無故障反饋車輛進行數據對比采集，結果如表1所示。

備注：（1）電子扇零件動平衡設計要求是<40克·毫米，在供應商處需要進行轉換，轉換后按照<200克·毫米控制（供應商轉換公式為：最大動不平衡40*1000/185=216，其中185為電子扇風葉半徑）。（2）電子扇在5月份完成PPAP驗證，PPAP要求供應商對電子扇整機要做動平衡檢測，但沒有在零件上標識出檢測值，6月份后生產的電子扇要求將檢測值標識在零件上，所以以上記錄中5月10日的零件沒有動平衡值。

通過數據可以看出，三個電子扇在怠速不開空調及開空調停電子扇情況下噪音差異不大，而故障車在怠速開空調且電子扇高速運轉情況下噪音增加明顯（高出約4分貝），故初步判定：電子扇的振動噪聲是造成整車振動及噪聲大的主要原因。

2.2 整車分析

電子扇在整車的工作頻率為40～50Hz，因此在測量整車噪聲后，通過頻譜分析，可以篩選出電子扇的工作噪聲，電子扇在整車狀態下的工作噪聲需<40dB。對故障件及對比件進行裝車驗證及數據采集，結果如表2所示。

小結：（1）將整車振動噪聲大的電子扇（故障件）分別裝在1.5L&1.8L車，怠速開空調電子扇噪聲均表現不好；（2）將動平衡為98～180的1#～4#電子扇分別裝到1.8L，可以判定動平衡合格的零件，怠速開空調電子扇噪聲測量值和整車主觀評價均表現良好，動平衡的設計要求沒有問題；（3）將3#、4#電子扇（在1.8車表現為電流最大和最小、動平衡值較大）裝在1.5L車，怠速開空調電子扇噪聲測量和主觀評價均表現良好，動平衡合格的電子扇裝在不同發動機系統的下的噪聲和電流都符合設計。

2.3 零件進一步分析

在整車怠速開空調評估OK的電子扇合格件1個，和2個故障件件給供應商進行分析：表3，表4所示。

小結：1、3個零件的單體電壓、電流、及高速噪聲都無問題。

小結：（1）兩個故障件的動平衡值超標，是影響電子扇噪聲大的主要原因；（2）將故障件的動平衡重新調整并檢測OK后，用手抓扇葉模擬驗證，發現在裝配和運輸過程用手抓或者擠壓扇葉將會破壞動平衡。

2.4 供應商過程分析

電子扇過程原因分析：平衡工序為100%風扇總成平衡，故產生平衡變異可基本鎖定。（1）包裝入箱員工未按照規范要求執行；（2）上架周轉時對總成扇葉有擠壓；（3）與水箱總成裝配時，對扇葉有不規范拿放。

電子扇檢測原因分析：（1）風扇總成平衡復核抽檢有出廠平衡復測，過程巡檢無抽查檢驗及頻次；（2）電子扇總成和水箱部裝過程操作不規范（電子扇總成在水箱供應商處進行部裝）。

2.5 制造過程分析

制造過程中發現散熱器進水管是同散熱器大總成一起裝配舉升，在舉升過程發現員工把散熱器水管用力插入電子扇扇葉中固定，然后舉升，這個過程可能會導致扇葉變形或者扇葉上平衡塊松動、移位導致電子扇動平衡無法滿足設計要求。故最終判定電子扇部裝及總裝裝配過程中導致電子扇動平衡被破壞是引起開空調整車整車振動及噪聲大的主要原因。

3 措施制定及實施

3.1 供應商過程控制

短期措施：（1）停止使用5月份批次電子扇，更換為6月份生產批次，并在零件上標識出動平衡檢測值；（2）供應商檢查目前倉庫上架作業過程，培訓員工規范作業。

長期措施：（1）對已入箱風扇增加開箱平衡復測檢驗，頻次為4pcs/2h；（2）加強對供應商部裝檢查，避免供應商部裝對電子扇動平衡的破壞。

3.2 裝制造過程控制

短期措施：對員工進行培訓，裝配過程中需要保護扇葉被觸碰；長期措施：編寫員工操作指導手冊規范員工操作。

4 措施驗證

經過對措施實施的車輛一個月的驗證抽查，未發現整車開空調車內共振噪音大的問題再次出現，故措施驗證有效。

5 結語

綜上所述，汽車電子扇扇葉作為零件精密部件，應在制造及運輸過程中受到保護，輕微觸碰即會影響到電子扇動平衡進而導致整車共振噪音大，了解了電子扇失效模式及其后果，那么就需要優化制造過程、提高產品過程控制能力，增加有效檢測手段方面努力，以避免類似失效模式出現，從而提高汽車的駕乘舒適性，提高客戶滿意度。