某SUV車型發(fā)動機懸置異響診斷分析

鐘秤平，黃超勇，黃斌，吳趙生，張東力

(1.江鈴汽車股份有限公司技術中心，江西南昌 330001;2.江西省汽車噪聲與振動重點實驗室，江西南昌 330001)

0 引言

隨著汽車振動噪聲控制技術的不斷發(fā)展，汽車上的主要噪聲源和振動源得到了較好控制，以前被忽視的其他零部件的噪聲問題逐漸被暴露出來[1]。其中異響問題已成為用戶投訴的熱點之一，也是困擾整車廠和供應商的技術難題之一[2]。異響是車輛NVH的基礎，性能管控上要求必須達到目標項目，用戶在試乘、試駕時，如果聽到過多的異響，往往會放棄購買，為此廠家失去潛在的購買用戶；用戶購買車輛后，如果發(fā)現(xiàn)異響會向4S店抱怨，店家診斷、修理會產(chǎn)生很大費用，花費很長時間，而且修理后可能引起其他異響問題。因此異響越來越受到國內專家學者的重視。

為了研究異響產(chǎn)生的原因，尋找異響源，本文作者通過采集異響路面車輪軸承的加速度與位移生成路譜，將異響故障在四立柱臺架重現(xiàn)，從而實現(xiàn)近距離測試異響，通過對比噪聲信號特征與子系統(tǒng)振動信號特征，最終鎖定異響故障零部件。

1 異響故障機制

發(fā)動機懸置是連接車身與底盤的重要部件，路面激勵力、發(fā)動機運行時的不平衡慣性力、動力總成輸出轉矩波動、汽車行駛狀況急劇變化(如急剎車)等因素引起的振動，都將通過發(fā)動機懸置傳遞至車身，很容易引起車內異響問題。圖1為異響的傳遞路徑。

圖1 異響的傳遞路徑

在樣車開發(fā)階段，主機廠需要做異響管控，每個開發(fā)節(jié)點都需要抽取一定比例的樣車在特殊路面進行異響屬性測試，尤其是SUV這種具有越野能力的車型非常有必要做特殊路面及四立柱異響測試。

圖2為出現(xiàn)噠噠聲的顛簸路面，圖3為異響噪聲信號。

圖2 發(fā)生異響路面

圖3 異響噪聲信號

2 路譜采集與迭代

由于異響發(fā)生在一定車速下的特定路面，異響工程師只能在車內大概判斷異響源位于發(fā)動機艙右側。為了減少發(fā)動機噪聲及路噪的干擾，同時便于工程師近距離觀察及測試異響，采集樣車行駛在異響路面時4個車輪軸承的加速度及位移數(shù)據(jù)，分析計算載荷譜，圖4為載荷譜的計算。

圖4 載荷譜的計算

通過對比道路數(shù)據(jù)與四立柱數(shù)據(jù)的加速度與位移數(shù)據(jù)，得出兩者之間差異在目標范圍內，說明生成的路譜可以代表異響道路激勵，如圖5所示。

圖5 道路數(shù)據(jù)與四立柱數(shù)據(jù)一致性對比

最終生成與道路工況相當?shù)穆纷V數(shù)據(jù)，用于驅動四立柱臺架分析異響，如圖6所示。

圖6 迭代后生成的異響路面路譜

3 整車四立柱臺架實驗

將采集并迭代好的路譜數(shù)據(jù)應用于四立柱臺架測試，麥克風及振動加速度傳感器布置如圖7所示。

圖7 整車四立柱臺架異響診斷

整車四立柱異響診斷流程如下：

(1)樣車路譜采集及迭代，生成異響道路路譜；

(2)將故障樣車置于四立柱臺架，執(zhí)行熄火、空擋、松手剎操作；

(3)布置1個麥克風于發(fā)動機艙，4個加速度傳感器分別位于右前副車架襯套、右擺臂、防扭杠、右前減振器、發(fā)動機右懸置；

(4)四立柱控制器加載路譜，異響故障重現(xiàn)，立即采集振動噪聲數(shù)據(jù)；

(5)更換無異響樣車，采集振動噪聲數(shù)據(jù)；

(6)對比異響樣車及無異響樣車噪聲數(shù)據(jù)，確認異響噪聲特征頻率；

(7)根據(jù)異響噪聲信號，找出對應的振動信號，最終確定異響源。

通過測試對比故障車及非故障車噪聲特征數(shù)據(jù)后，確認異響故障特征頻率為1 000～2 000 Hz，如圖8所示。

圖8 異響樣車與無異響樣車噪聲信號對比

通過對比異響噪聲特征信號與振動數(shù)據(jù)，最終發(fā)現(xiàn)發(fā)動機右懸置振動數(shù)據(jù)與異響噪聲數(shù)據(jù)對應明顯，如圖9所示。更換新懸置后，異響消失。

圖9 異響噪聲信號與振動信號對應

確認異響源為懸置后，將懸置拆下并對比故障件與非故障件差異，最終發(fā)現(xiàn)異響原因為懸置阻尼角有偏離，支撐力流失造成流道上板有振動。進一步分析其制造工藝過程，發(fā)現(xiàn)在硫化過程中鋁件變形，從而導致裝配流道松動，產(chǎn)生異響。

4 結論

對發(fā)動機懸置異響進行了探索性試驗研究，可以得到以下結論：

(1)通過采集故障道路的路譜信號，在四立柱臺架上可以重現(xiàn)異響問題，方便測試診斷問題，可以有效地提取故障特征。

(2)通過對比故障車與非故障車，可以獲取異響故障特征頻率，根據(jù)特征頻率與零部件振動信號對比，可以準確找到異響源。

(3)由于硫化過程中鋁件的變形，導致裝配流道松動，產(chǎn)生異響。