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液壓懸置解耦膜異響分析解決過(guò)程

陳松鶴，程亮，李保奎，汪仁坤

（奇瑞汽車股份有限公司，安徽 蕪湖 241009）

以解決某SUV車型液壓懸置解耦膜異響為例，詳細(xì)論述了整個(gè)異響分析過(guò)程及方法。采用專業(yè)振動(dòng)加速度傳感器設(shè)備測(cè)試，試驗(yàn)與分析研究相結(jié)合的方法，為工程解決此類問(wèn)題提供參考。過(guò)程主要涉及異響源頭診斷確認(rèn)、異響原因理論分析、異響解決方案驗(yàn)證。

液壓懸置；解耦膜；異響

引言

近年來(lái)汽車的設(shè)計(jì)制造水平有了快速發(fā)展，消費(fèi)者對(duì)汽車品質(zhì)的要求也越來(lái)越苛刻。[1]根據(jù)J.D.Power 公司調(diào)查研究顯示，中國(guó)市場(chǎng)中汽車客戶抱怨最多的IQS（新車質(zhì)量研究）問(wèn)題之一就是不正常雜音（即異響）。[2]因此提高汽車的NVH 品質(zhì)成為各汽車制造廠商關(guān)注的焦點(diǎn)之一。由于汽車上的主要噪聲源和振動(dòng)源（如動(dòng)力總成等）得到了較好控制，以前被忽視的其它零部件的噪聲問(wèn)題逐漸暴露出來(lái)，[3]比如懸置異響問(wèn)題逐漸暴露出來(lái)了。懸置異響形成原因非常復(fù)雜，異響種類也很多。按異響的發(fā)生機(jī)理，懸置異響包括摩擦異響、滑移異響和撞擊異響。本文以解決某SUV車型的右懸置異響為例，闡述了一種有效地解決懸置異響的分析過(guò)程和方法。

1 異響問(wèn)題源頭確認(rèn)

異響確認(rèn)是解決任何異響問(wèn)題都必須做的，此過(guò)程需要全面調(diào)查了解異響問(wèn)題的信息，包括在何種速度、何種路況下發(fā)生的何種異響等。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查確認(rèn)了解到，某即將投產(chǎn)的SUV車型，渦輪增壓缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)匹配自動(dòng)變速器，懸置系統(tǒng)左右后三點(diǎn)布置形式。主要問(wèn)題為車輛在10-20Km/h通過(guò)粗糙瀝青路（專業(yè)跑道），發(fā)動(dòng)機(jī)前艙右側(cè)出現(xiàn)類似“咕嚕?！甭暤漠愴憜?wèn)題。一般按照如下四個(gè)步驟對(duì)異響問(wèn)題分析排查原因及制定改進(jìn)方案和效果確認(rèn)。[4]

圖1 懸置異響分析驗(yàn)證過(guò)程圖

2 原因分析

原因分析階段中將利用整車道路試驗(yàn)、主觀評(píng)價(jià)及借助聽(tīng)診器、傳感器等設(shè)備測(cè)試分析對(duì)比相結(jié)合的方法鎖定問(wèn)題零件，查明異響發(fā)生具體部位和原因。

2.1 異響源確認(rèn)

主觀評(píng)價(jià)階段可以是通過(guò)零件的重新裝配和互換鎖定引起異響的零件；也可以通過(guò)采用聽(tīng)診器布點(diǎn)排查，本次采用聽(tīng)診器確認(rèn)異響來(lái)源于發(fā)動(dòng)機(jī)右側(cè)液壓懸置附近。

2.2 異響驗(yàn)證分析

根據(jù)上述問(wèn)題源確認(rèn)，初步判斷為液壓懸置產(chǎn)生的異響。為確定異響具體部位采用振動(dòng)加速度傳感器在液壓懸置車身側(cè)布點(diǎn)（如圖2傳感器布置圖）測(cè)試出液壓懸置的振動(dòng)頻率彩圖（如圖3兩種狀態(tài)車輛右懸置振動(dòng)彩圖）；在異響車輛和正常車輛測(cè)試的右懸置振動(dòng)彩圖對(duì)比可以明顯發(fā)現(xiàn)液壓懸置是異響源頭所在。

圖2 加速度傳感器布置圖

圖3 兩種狀態(tài)車輛右懸置振動(dòng)彩圖

鎖定異響源頭之后，通過(guò)對(duì)液壓懸置結(jié)構(gòu)分析，初步判斷為液壓懸置內(nèi)部解耦膜產(chǎn)生，在粗糙路面激勵(lì)下阻尼液在上下液腔內(nèi)涌動(dòng)，激起解耦膜振動(dòng)，與流道蓋板及底座振動(dòng)敲擊發(fā)生異響。

采取臨時(shí)方案把異響車輛液壓懸置阻尼液放掉，再次驗(yàn)證主觀評(píng)價(jià)異響消失，因?yàn)闆](méi)有液體在路面振動(dòng)激勵(lì)下帶動(dòng)解耦膜的運(yùn)動(dòng)，所以異響沒(méi)有出現(xiàn)，進(jìn)一步確定為液壓懸置內(nèi)部解耦膜異響。

后面把異響的液壓懸置拆解（圖4 液壓懸置異響件拆解圖）可以看到明顯的解耦膜與流道蓋板及底座的撞擊痕跡，更加肯定了異響源來(lái)自解藕膜。

3 液壓懸置解耦膜設(shè)計(jì)分析

根據(jù)上述問(wèn)題描述和驗(yàn)證及拆解情況看需要優(yōu)化設(shè)計(jì)來(lái)改善解耦膜的撞擊情況，從圖5液壓懸置內(nèi)部解耦膜配合剖視圖可以看出，解耦膜夾在底座和流道蓋板之間，配合間隙和解耦膜接觸面形狀都會(huì)對(duì)運(yùn)動(dòng)撞擊力產(chǎn)生影響，因此對(duì)解耦膜進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)驗(yàn)證對(duì)異響的改善情況。

圖5 液壓懸置內(nèi)部解耦膜配合剖視圖

4 改進(jìn)方案確定

根據(jù)前述分析，解耦膜結(jié)構(gòu)及間隙是導(dǎo)致異響產(chǎn)生的主要因素。因此從間隙方面考慮可以改進(jìn)為固定解耦膜，把解耦膜周邊加厚，流道蓋板和底座壓緊解耦膜，消除間隙從而在路面激勵(lì)阻尼液只推動(dòng)解耦膜變形而沒(méi)有位移，不會(huì)發(fā)生撞擊來(lái)消除異響，如表1中的方案1結(jié)構(gòu)形式經(jīng)過(guò)驗(yàn)證路試無(wú)異響。

從緩沖撞擊方面考慮可以改進(jìn)解耦膜的中間凸起結(jié)構(gòu)，如表一中方案2所示在解耦膜凸臺(tái)上再增加凸點(diǎn)，從而減小接觸剛度來(lái)緩沖沖擊力，減小撞擊產(chǎn)生的聲音，經(jīng)過(guò)驗(yàn)證路試無(wú)異響；如表一中方案3所示在解耦膜凸臺(tái)改為線條裝環(huán)形凸條，但是經(jīng)過(guò)實(shí)車驗(yàn)證效果不明顯異響仍在。

因?yàn)楦膭?dòng)解耦膜會(huì)帶來(lái)阻尼滯后角以及動(dòng)剛度的變化，所以在改進(jìn)異響的同時(shí)要確保整車NVH振動(dòng)噪聲性能不能變差，同步驗(yàn)證了NVH性能，經(jīng)過(guò)主觀評(píng)價(jià)方案2不僅解決了異響而且NVH性能更好，因此最終采用方案2的方案實(shí)施改進(jìn)計(jì)劃。

表1 解藕膜優(yōu)化方案驗(yàn)證表

5 效果驗(yàn)證

根據(jù)前述方案驗(yàn)證效果，決定采用優(yōu)化方案2作為工程實(shí)施方案，按照設(shè)變流程完成工裝件開(kāi)發(fā)，最終進(jìn)行了小批量試裝實(shí)車驗(yàn)證，異響消除，后面批產(chǎn)后也再無(wú)此異響問(wèn)題，方案可靠有效。

6 總結(jié)

對(duì)于整車異響控制可以通過(guò)主觀評(píng)價(jià)來(lái)初步判斷異響區(qū)域，然后采用專業(yè)設(shè)備測(cè)試，從客觀數(shù)據(jù)上更快的鎖定異響源，確定具體異響零部件之后有針對(duì)性地尋找異響解決措施，這一套流程可以推廣采用；并可以指導(dǎo)零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)于液壓懸置

解耦膜要在設(shè)計(jì)上從如下方面規(guī)避異響發(fā)生：

1）解耦膜的裝配結(jié)構(gòu)形式和配合間隙，從異響考慮優(yōu)先選擇固定解耦膜；

2）對(duì)于浮動(dòng)解耦膜要做好結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，特別是考慮運(yùn)動(dòng)接觸面的結(jié)構(gòu)，比如增加小凸點(diǎn)；

3）液壓懸置解耦膜不僅影響異響也影響NVH振動(dòng)噪聲，設(shè)計(jì)之初需要考慮全面。

[1] 蔡其剛,張政山.某乘用車發(fā)動(dòng)機(jī)后懸置異響問(wèn)題解決方案[J].汽車實(shí)用技術(shù),2016(9):245-258.

[2] 馬武芳,王海林,劉強(qiáng).汽車車內(nèi)噪聲控制技術(shù)[J].汽車技術(shù),2009 (S1):47-50.

[3] 陳齊,董小瑞.發(fā)動(dòng)機(jī)懸置技術(shù)的研究綜述[J].內(nèi)燃機(jī)與配件,2014 (3):5-7.

[4] 孫林峰,樊文欣.發(fā)動(dòng)機(jī)懸置技術(shù)的發(fā)展研究[J].內(nèi)燃機(jī),2010(3): 19-22.

[5] 梁舉.淺析汽車底盤異響故障診斷及排除[J].南方農(nóng)機(jī),2019,50 (13):123+142.

[6] 何濤.汽車底盤異響的故障診斷分析及解決措施初探[J].內(nèi)燃機(jī)與配件,2019(05):142-143.

A process of Solving Abnormal Sound of Decoupling Membrane to Hydraulic Mount

Chen Songhe, Cheng Liang, Li Baokui, Wang Renkun

( Chery Automobile Co., Ltd., Anhui Wuhu 241009 )

Taking the solution to the abnormal noise of decoupling membrane of the hydraulic mount of a SUV vehicle as an example, the whole process and method of analysising abnormal noise is discussed in detail. Using professional vibration acceleration sensor in test, integrate test data and analysis to provide reference for engineering department to solve such problems. The process mainly involves diagnosis and confirmation of the source of abnormal noise, the theoretical analysis of causes of abnormal noise, and the validation of solutions.

Hydraulic mount; Decoupling membrane; Abnormal sound

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.06.026

U472.9

A

1671-7988(2021)06-83-03

U472.9

A

1671-7988(2021)06-83-03

陳松鶴，主任工程師，就職于奇瑞汽車股份有限公司汽車工程研發(fā)總院，主要從事懸置系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工作。