徐明華 謝益波 邊鋒 王紅學(xué)

摘 要：本文對暖風(fēng)芯體的流水聲問題進(jìn)行分析及整改，在對整車影響較小的情況下，解決了駕駛艙內(nèi)流水聲問題。

關(guān)鍵詞：冷卻系統(tǒng) 暖風(fēng)芯體 流水聲

近幾年來，隨著人們生活水平的不斷提升，對汽車的舒適性、NVH性能要求越來越高。一款動力性強(qiáng)，舒適性高，NVH性能好的汽車不僅能夠滿足車主的基本代步要求，同時給車主帶來身心上的享受。而人們對駕駛艙內(nèi)的噪聲異常敏感，車內(nèi)噪聲是主機(jī)廠應(yīng)當(dāng)特別重視的問題。

本文就對某1.5T燃油車型售后出現(xiàn)的暖風(fēng)異響問題進(jìn)行分析及改進(jìn)，為后期新車型開發(fā)設(shè)計(jì)提供參考，優(yōu)化車內(nèi)噪聲問題。

1 故障描述及故障確認(rèn)

1.1 故障描述

某車型以三擋全油門、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速4000r/min的條件行駛10km以上后，馬上熄火，等待約2min后重新啟動車輛。啟動后在車內(nèi)會聽到儀表臺內(nèi)發(fā)出“咕嚕咕?！碑愴?，持續(xù)5～10s后消失。再次熄火，重新啟動異響聲未重現(xiàn)。乘員艙內(nèi)前排乘客感受明顯，對客戶使用感影響較大。

1.2 故障確認(rèn)

為進(jìn)一步確認(rèn)該異響來源，初步分析該聲音由儀表臺內(nèi)的暖風(fēng)芯體傳出，并分別在暖風(fēng)芯體邊緣殼體、暖風(fēng)芯體出水口、暖風(fēng)芯體進(jìn)水口3處布置傳感器及噪聲探頭按照故障模式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集（詳見圖1～3）。經(jīng)檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)上述位置均有異響，且暖風(fēng)芯體出水管處異響最為明顯，其余位置相對較輕。

2 原因分析

如圖4所示，冷卻回路（含暖風(fēng)芯體）最高點(diǎn)低于膨脹壺補(bǔ)水口，冷卻系統(tǒng)各零部件布置位置滿足要求。將暖風(fēng)出水管改為透明管，在同樣的條件下運(yùn)行。停機(jī)后，發(fā)現(xiàn)有大量的氣泡由渦輪增壓器回水管逆流向暖風(fēng)出水口，并最終存積在暖風(fēng)芯體出水口最高點(diǎn)處?；敬_定暖風(fēng)芯體里的咕咚流水聲由冷卻系統(tǒng)中的氣體未及時排除引起。氣體沖擊暖風(fēng)芯體，產(chǎn)生“咕?！甭?。

當(dāng)車輛啟動時，水泵開啟，小循環(huán)開通。冷卻液經(jīng)水泵流向氣缸體，并分別流向機(jī)油冷卻器、渦輪增壓器及氣缸蓋和暖風(fēng)芯體，最后匯總至發(fā)動機(jī)回水管回到水泵，依次循環(huán)。機(jī)油冷卻器、渦輪增壓器及氣缸蓋和暖風(fēng)芯體三者并聯(lián)。當(dāng)水溫達(dá)到82℃時，節(jié)溫器打開，冷卻液溫度上升至90℃，節(jié)溫器全開。大循環(huán)開始工作，流入氣缸蓋的部分冷卻液流入散熱器，由散熱器帶走熱量，同時冷卻循環(huán)中的水蒸氣通過散熱器上的除氣管排到膨脹壺中，冷卻后的冷卻液通過節(jié)溫器回到水泵。

當(dāng)車輛熄火后，水泵停止工作，冷卻液停止流動，此時發(fā)動機(jī)和增壓器溫度持續(xù)上升，使增壓器中冷卻液汽化，增壓器出水口中的氣體會向周邊最高點(diǎn)（暖風(fēng)芯體出水口）竄動，并積存在該處。發(fā)動機(jī)啟動后，冷卻液混合著氣體沖擊芯體管口，且通過循環(huán)再次沖擊暖風(fēng)芯體，在乘員艙會聽到明顯咕嚕聲，持續(xù)幾秒。車輛持續(xù)運(yùn)行一段時間后，氣體通過散熱器上的除氣管排出系統(tǒng)，聲音消失。

3 整改方案

根據(jù)上述故障現(xiàn)象及其產(chǎn)生的原因，結(jié)合冷卻系統(tǒng)各零部件的布置位置及對整車的影響程度，提出通過以下方案對此問題進(jìn)行優(yōu)化。

方案一：在暖風(fēng)機(jī)進(jìn)水管較高點(diǎn)增加除氣管連接至膨脹壺，優(yōu)化冷卻系統(tǒng)排氣效果，同時將膨脹壺補(bǔ)水口改至節(jié)溫器前，并優(yōu)化膨脹壺內(nèi)部結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)氣液分離效果。

方案二：原車渦輪增壓器回水管離暖風(fēng)出水管較近，將渦輪增壓器回水管接至靠近機(jī)油冷卻器端，同時將暖風(fēng)出水管改為U型管，防止停機(jī)后渦輪增壓器局部過熱產(chǎn)生的氣泡流向暖風(fēng)出水口。

方案三：暖風(fēng)出水管增加單向閥，確保正常工作時，水流能夠由暖風(fēng)芯體流向水泵，停機(jī)后阻止因增壓器過熱產(chǎn)生的水蒸氣逆流至暖風(fēng)出水口處。

4 驗(yàn)證結(jié)果

給方案驗(yàn)證結(jié)果如表1所示。

方案二及方案三均對該問題由良好的解決效果，綜合考慮，方案三變動較小，對整車影響較小，最終按方案三整改此問題，并經(jīng)過多次實(shí)車驗(yàn)證后，該問題未重現(xiàn)。

5 結(jié)語

冷卻系統(tǒng)的除氣問題是前期開發(fā)設(shè)計(jì)過程中比較容易忽視的問題，也是售后出現(xiàn)的較多的問題，開發(fā)設(shè)計(jì)前期應(yīng)當(dāng)避免此問題的發(fā)生。在前期開發(fā)設(shè)計(jì)時除了要考慮車輛正常工作時的除氣問題，同時也要考慮停機(jī)后發(fā)動機(jī)溫度持續(xù)上升帶來的影響。

參考文獻(xiàn)：

[1]周湧麟，李樹珉，汽車噪聲原理及檢測與控制[M].北京，中國環(huán)境科學(xué)出版社，1995.

[2]唐林輝，冷卻系統(tǒng)工作原理及零部件開發(fā)設(shè)計(jì)[J].科技資訊，2014（02）：81-82.

[3]郭威，楊建波，商用車發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)加注除氣性能研究與分析[J].汽車時代，2017.