某車型前軸過減速坎沖擊異響問題分析及優(yōu)化

高 龍

某車型前軸過減速坎沖擊異響問題分析及優(yōu)化

高 龍

（奇瑞商用車（安徽）有限公司，安徽 蕪湖 241000）

為解決某車型前軸過減速坎沖擊異響問題，提升車輛沖擊舒適性，利用主觀評價與客觀測量相結(jié)合的方法，排查出異響原因，為后續(xù)車型開發(fā)提供經(jīng)驗指導(dǎo)。首先，通過實車主觀評價，確認異響的潛在原因。其次，通過實物改制進行主觀評價、客觀測量，確定發(fā)動機懸置剛度小是該車型前軸過減速坎沖擊異響、舒適性差的主要原因。最后通過懸置實物優(yōu)化，過減速坎沖擊異響問題得到優(yōu)化，提升了該車型的前軸沖擊舒適性。

減速帶；沖擊異響；分析優(yōu)化

隨著汽車技術(shù)的迅速發(fā)展和居民生活水平的提高，人們對汽車品質(zhì)的要求越來越高，特別是乘坐舒適性。汽車乘坐舒適性是評價車輛性能優(yōu)劣的一個重要維度，可以細分為一階舒適性、二階舒適性和沖擊舒適性三個方面。近年來，隨著我國經(jīng)濟實力的不斷提升，國內(nèi)道路不斷硬化改善，破損路面已經(jīng)大大減少，路面對一階舒適性和二階舒適性的影響得到很大改善。由于路況變好，車輛行進速度變快，為了提升安全，各地增加了減速坎的設(shè)置，所以近年來沖擊舒適性成為了衡量汽車乘坐舒適性的一個非常重要的指標，成為了客戶口碑評價的一個非常重要的維度。因此，在車輛開發(fā)過程中，汽車設(shè)計工程師加大了對車輛過坎沖擊性能的深入研究[1-2]。

過坎沖擊舒適性問題一般是車輛過減速坎后出現(xiàn)的沖擊生硬、沖擊異響、余顫等問題，國內(nèi)各大主機廠對此研究頗多，如吉利的韋利寧等[3]對車輛過減速帶沖擊二次余震問題進行了虛擬分析并進行了實車驗證；上汽的劉雪萊等[4]對橡膠懸置剛度特性和過減速帶平順性的影響進行了研究。但均集中于對過減速帶后的懸架振動衰減的影響研究，暫無對過減速帶沖擊異響的問題分析。

本文分析了某車型前軸過減速坎沖擊異響的問題，通過主觀評價、客觀測量等方式，最終確定發(fā)動機懸置剛度是該車型過減速帶舒適性問題的主要原因，最終通過優(yōu)化發(fā)動機懸置解決了該車型過減速帶沖擊舒適性問題。

1 原因分析

該車型主要問題為20～30 km/h過減速坎時，前軸出現(xiàn)非常明顯的“嗵”的一聲，并帶有強烈的上頂感。首先，對過減速坎工況力的傳遞路徑進行分析，共有兩個傳遞路徑如下所示：

路徑1：車輪－減振系統(tǒng)（減振器、緩沖塊、彈簧）－車身；

路徑2：車輪－減振系統(tǒng)（減振器、緩沖塊、彈簧）－車身－懸置－動力總成－懸置－車身。

從路徑分析看，減振系統(tǒng)和懸置是兩個重要的影響因素。影響因素排查時搜集不同動力總成、不同減振系統(tǒng)車輛的過坎表現(xiàn)情況如表1所示。其中，前減阻尼方案1、方案2、方案3、方案4、方案5及量產(chǎn)狀態(tài)的主要差異在于減振器高速段復(fù)原及壓縮阻尼的大小。

通過對以上車型過坎表現(xiàn)的匯總分析，發(fā)現(xiàn)過坎沖擊異響主要與1.5T動力總成強相關(guān)，與輪胎型號、減振器阻尼、彈簧剛度無關(guān)。通過上文的路徑分析，與動力總成強相關(guān)即與懸置強相關(guān)，故通過對懸置進行塞膠片優(yōu)化剛度，進行主客觀對比，繼續(xù)深入排查原因。排查過程如圖1所示，通過塞膠片將懸置間隙減小，然后進行過減速帶主客觀評價。

表1 各組合方案過坎表現(xiàn)

動力總成輪胎前減阻尼彈簧剛度/(N·mm-1)表現(xiàn) 1.6T+7DCT235/60R18方案128無異響 1.6T+7DCT235/60R18方案223無異響 1.6T+7DCT235/60R18方案325無異響 1.6T+7DCT235/60R18方案426無異響 1.6T+7DCT235/60R18量產(chǎn)狀態(tài)28無異響 1.5T+6MT255/45R20方案125有異響 1.5T+6MT255/45R20方案225有異響 1.5T+6MT255/45R20方案328有異響 1.5T+6MT255/45R20方案428有異響 1.5T+6MT255/45R20方案528有異響 1.5T+6DCT235/60R18方案123有異響 1.5T+6DCT235/60R18方案228有異響 1.5T+6DCT235/60R18方案328有異響 1.5T+6DCT235/60R18方案423有異響

通過主觀評價，左右懸置塞上膠片后，過減速帶無異響，“嗵”的一聲消除。為了更加直觀地對比，對懸置加與不加膠片方案進行過減速坎時車輛表現(xiàn)進行客觀測量。主要測量過減速帶時能客觀表示駕乘人員真實感受的指標，如車內(nèi)噪聲聲壓級和響度、方向盤振動加速度及振動計量值（Vibration Does Value, VDV）沖量、主駕安裝前點振動加速度及VDV沖量、主駕安裝后點振動加速度及VDV沖量等。其中，VDV沖量主要表示振動劑量，是振動測量的累加值，以加速度時間歷程的四次方作為計算基礎(chǔ)，對峰值更加敏感，單位：m/s1.75。

傳感器布置圖如圖2所示；加膠片與不加膠片的測試數(shù)據(jù)對比如表2所示；車內(nèi)噪聲聲壓級和響度對比如圖3所示，峰值較高的為加膠片方案，峰值較低的為不加膠片方案。

表2 加膠片與不加膠片的測試數(shù)據(jù)對比

方案駕駛艙內(nèi)聲音對比座椅導(dǎo)軌前點VDV沖量/(m·s-1.75)座椅導(dǎo)軌后點VDV沖量/(m·s-1.75)方向盤VDV沖量/(m·s-1.75) 聲壓級/dB響度/soneX向Y向Z向X向Y向Z向X向Y向Z向 懸置加膠片77.446.63.2570.5922.5163.1320.5272.6286.8462.9316.728 原狀態(tài)79.858.13.0610.9744.1052.9830.7543.0829.1694.1079.468

通過以上測量結(jié)果對比，在懸置上塞膠片減小懸置間隙后，過坎沖擊響度降低11.5 sone，降低比例20%；方向盤VDV沖量，向降低25.3%，向降低28.6%，向降低28.9%；主駕安裝前點VDV沖量向略增6.4%，向降低39.2%，向降低38.7%；主駕安裝后向略增5%，向降低30.3%，向降低14.7%。對人體感受最明顯的響度及方向VDV沖量均降低明顯，與主觀評價結(jié)果一致。

通過以上分析可以得出：減小動力總成懸置間隙即提升懸置剛度可提升懸架過減速帶沖擊舒適性。這也與浙江吉智新能源葉明瑞等[5]的分析結(jié)論一致。

圖3 車內(nèi)噪聲聲壓級和響度對比圖

2 對策制定及實施

2.1 對策制定

根據(jù)以上分析可以看出，減小動力總成懸置間隙可降低過坎沖擊異響并提升過減速帶沖擊舒適性。文獻[3-5]通過仿真分析和實車測量，均得出調(diào)整動力總成懸置間隙對過坎舒適性有較大影響。為此，懸置根據(jù)產(chǎn)品自身的剛度、發(fā)動機怠速振動表現(xiàn)以及疲勞耐久的評估，制定方案如下：左懸置下限位增加3 mm；右懸置下限位增加4 mm，具體位置如圖4所示。

2.2 對策實施

對以上方案進行主觀評價，結(jié)論為15～20 km/h過減速坎，“嗵”的一聲聲音減弱；25～30 km/h，“嗵”的一聲異響消失。

圖4 懸置限位方案示意圖

對上述方案進行過減速坎客觀測量，主要測量輪心的振動加速度、主駕座椅導(dǎo)軌的振動加速度和車內(nèi)的噪聲值，并與原狀態(tài)對比如圖5－圖7所示，其中，峰值高的曲線為原方案狀態(tài)，峰值低的曲線為優(yōu)化方案狀態(tài)。

通過客觀測量結(jié)果對比，所制定的懸置限位方案對過減速帶二次沖擊與余振衰減效果較好。二次沖擊下，座椅振動值降低1.4～1.8 m/s2，方案有效。

圖5 輪心振動加速度隨時間變化對比圖

圖6 主駕座椅導(dǎo)軌振動加速度隨時間變化對比圖

圖7 車內(nèi)駕駛員右耳處噪聲隨時間變化對比圖

3 總結(jié)

本文利用主觀評價與客觀測量相結(jié)合的方法，對過減速帶沖擊舒適性問題進行了排查分析，最終找出異響產(chǎn)生的原因；并針對異響產(chǎn)生的原因制定措施進行主觀駕評確認，最終鎖定整改方案，消除過減速帶沖擊異響問題，有效的提升了該車型的過坎舒適性。

[1] 邊姜,段向雷,李貝.基于Hilbert變換的車輛過坎振動衰減評價方法[J].汽車工程學(xué)報,2019,9(5):327-331.

[2] 李曉雨.某車型沖擊舒適性優(yōu)化的底盤調(diào)校[J].汽車工程師,2016(5):40-43.

[3] 韋利寧,宋傳亮.車輛減速帶沖擊二次余震的原因分析及解決辦法[J].河南科技,2019(23):101-103.

[4] 劉雪萊,楊利勇,曹沖.橡膠懸置剛度特性對過減速帶平順性影響研究[J].農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程,2020,58 (1):1-5.

[5] 葉明瑞,隋延奇,辛慶鋒,等.整車過坎二次沖擊現(xiàn)象分析[J].汽車零件,2022(7):14-18.

Analysis and Optimization of the Impact Noise Problem of a Vehicle's Front Axle Passing through Speed Bumps

GAO Long

( Chery Commercial Vehicle (Anhui) Company Limited, Wuhu 241000, China )

In order to solve the problem of abnormal noise caused by the front axle passing through the deceleration belt of a certain vehicle model and improve the vehicle's impact comfort, a combination of subjective evaluation and objective measurement is used to identify the causes of the abnormal noise and provide empirical guidance for subsequent vehicle development. Firstly, through subjective evaluation of the actual vehicle, identify the potential causes of the abnormal noise. After subjective evaluation and objective measurement through physical modification, it is finally determined that the low engine mounting stiffness is the main reason for the impact noise of the front axle of the vehicle through the speed bumps. The impact noise issue of the speed bumps is resolved through physical optimization of the engine mounting, and improving the front axle impact comfort of the vehicle.

Speed bumps; Impact noise; Analysis and optimization

U463.33

A

1671-7988(2023)18-38-05

高龍（1986－），男，碩士，工程師，研究方向為乘用車底盤設(shè)計開發(fā)及底盤性能調(diào)校，E-mail:gaolong2@ mychery.com。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2023.018.008