某車(chē)型后減振器異響的解決方法

許翔，朱文斌，羅謝盼

(廣州汽車(chē)集團(tuán)股份有限公司汽車(chē)工程研究院，廣東廣州 511434)

0 引言

近年來(lái)，由于汽車(chē)NVH技術(shù)的發(fā)展，汽車(chē)上的主要噪聲源和振動(dòng)源得到了較好控制，以前被忽視的其他零部件的噪聲問(wèn)題逐漸被暴露出來(lái)。其中，減振器異響問(wèn)題已成為用戶投訴的熱點(diǎn)之一，也是困擾整車(chē)廠和減振器配套廠的技術(shù)難題之一。

國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了相關(guān)的研究。減振器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)制，減振器異響包括摩擦撞擊、共振、截流和氣體異響4大類。其中摩擦撞擊異響、截流異響和氣體異響都是由減振器自身發(fā)出的，共振異響是減振器與其他零件共振產(chǎn)生。本文作者以解決某車(chē)型的減振器異響為例，闡述了一種有效地解決減振器異響的分析過(guò)程和方法。

1 異響問(wèn)題描述及確認(rèn)

某車(chē)型在研發(fā)過(guò)程中，低速經(jīng)過(guò)鋪裝石塊路面或其他不平路面時(shí)，在后排位置上明顯聽(tīng)到懸架傳遞“咚咚”較沉悶的類似金屬敲擊的異響。路況如圖1所示。

圖1 異響發(fā)生路況

通過(guò)道路主觀評(píng)價(jià)，利用重新裝配和互換零部件的方式，鎖定造成異響的零件。最終確定由后減振器引起。異響分析步驟如圖2所示。

圖2 異響分析步驟

2 問(wèn)題分析及解決

2.1 異響測(cè)試

根據(jù)反饋，該車(chē)在不平路面上低速行駛時(shí)，其后減振器出現(xiàn)“咚咚”聲，為復(fù)現(xiàn)該異響，在顛簸路面進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)，在確認(rèn)異響存在后，進(jìn)行減振器異響測(cè)試，確定該減振器異響的特征和相關(guān)因素。

整車(chē)道路試驗(yàn)工況：在鋪裝石塊路面上，以20 km/h的車(chē)速行駛，測(cè)量車(chē)內(nèi)噪聲和減振器的振動(dòng)情況。聲壓傳感器布置在駕駛員右耳處以測(cè)定車(chē)內(nèi)噪聲，振動(dòng)加速度傳感器分別布置在減振器安裝點(diǎn)附近、減振器活塞桿、減振器缸筒處。在測(cè)試中記錄各傳感器測(cè)得的聲壓和加速度信號(hào)，而且還要對(duì)異響情況進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)。測(cè)點(diǎn)如圖3和圖4所示。

圖3 聲壓傳感器測(cè)點(diǎn)

圖4 振動(dòng)加速度測(cè)點(diǎn)

2.2 數(shù)據(jù)分析

通過(guò)對(duì)有異響車(chē)與無(wú)異響車(chē)的數(shù)據(jù)測(cè)試后，進(jìn)行分析。對(duì)比車(chē)內(nèi)噪聲的頻譜圖(見(jiàn)圖5)發(fā)現(xiàn)，兩者差異的頻率段為500～700 Hz。

圖5 車(chē)內(nèi)噪聲頻譜對(duì)比圖

對(duì)比減振器上的振動(dòng)加速度，其中，減振器活塞桿的振動(dòng)差異較為明顯，而且與車(chē)內(nèi)噪聲的差異頻率吻合，如圖6所示。

圖6 減振器頂桿振動(dòng)頻譜對(duì)比圖

節(jié)選減振器活塞桿上的振動(dòng)時(shí)域信號(hào)(如圖7所示)，進(jìn)行時(shí)域分析。根據(jù)每次沖擊的時(shí)域信號(hào)(如圖8所示)，可以推算出每次沖擊減振器活塞桿受迫振動(dòng)所產(chǎn)生的振動(dòng)頻率為573 Hz，數(shù)據(jù)如表1所示。

利用CAE仿真計(jì)算減振器活塞桿的頻率，其分析結(jié)果為：一階彎曲頻率588 Hz。如圖9所示。

圖7 減振器頂桿的時(shí)域信號(hào)

圖8 活塞桿沖擊的時(shí)域信號(hào)

周期/s頻率/Hz平均頻率/HzΔT1ΔT20.001 730.001 76578568573

圖9 減振器頂桿一階彎曲模態(tài)

通過(guò)數(shù)據(jù)分析，可以得到以下結(jié)論：

(1)車(chē)內(nèi)異響的頻率段為500～700 Hz，而減振器活塞桿的受迫振動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)頻率為573 Hz。

(2)減振器活塞桿的固有頻率為588 Hz。

(3)從圖8振動(dòng)波形圖可以看出，異響發(fā)生時(shí)刻為沖擊開(kāi)始階段， 即復(fù)原-壓縮換向時(shí)刻。

因此，可以判斷此異響為減振器活塞桿受迫振動(dòng)而導(dǎo)致其自身共振，通過(guò)結(jié)構(gòu)傳遞至車(chē)內(nèi)形成該異響。減振器異響的傳遞路徑如圖10所示。

圖10 異響傳遞路徑

2.3 方案驗(yàn)證

由于該減振器異響與活塞桿模態(tài)有關(guān)，因此，通過(guò)改變活塞桿模態(tài)的方式，對(duì)制造樣件進(jìn)行驗(yàn)證。通過(guò)CAE分析，活塞桿縮短45 mm，一階模態(tài)可以提高至800 Hz。因此，生產(chǎn)該方案的減振器6支，其他結(jié)構(gòu)不變(阻尼力對(duì)比如圖11所示)。將樣件進(jìn)行裝車(chē)驗(yàn)證。

圖11 阻尼力對(duì)比圖

主觀評(píng)價(jià)結(jié)果：改制件無(wú)減振器異響。通過(guò)客觀測(cè)試，結(jié)果如圖12所示，異響峰值消除。

圖12 改制件車(chē)內(nèi)噪聲頻譜圖

因此通過(guò)縮短減振器活塞桿的方案有效。

3 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)某車(chē)型減振器異響問(wèn)題，通過(guò)實(shí)車(chē)試驗(yàn)，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的振動(dòng)和噪聲進(jìn)行頻譜分析，確定減振器異響問(wèn)題的原因，將造成異響的活塞桿結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，最后通過(guò)試驗(yàn)手段對(duì)優(yōu)化后的減振器進(jìn)行充分驗(yàn)證，結(jié)果表明異響問(wèn)題得到解決。