某型汽車后減振器異響分析與改進(jìn)

劉勇奎， 李奕寶， 許陽(yáng)釗， 丁都都， 羅謝盼

(廣州汽車集團(tuán)股份有限公司， 廣州 511434)

本文以某型車的后減振器異響問(wèn)題為研究對(duì)象，針對(duì)該型車在經(jīng)過(guò)繩索路面時(shí)后減振器出現(xiàn)的沖擊異響問(wèn)題，通過(guò)主觀評(píng)價(jià)和客觀測(cè)量、問(wèn)題原因分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)和改善樣件搭載驗(yàn)證等方法，最終解決了該型車減振器異響問(wèn)題。

1 問(wèn)題描述及源頭判定

繩索路面為路面上鋪裝眾多由膠管包裹的鋼筋，通過(guò)螺栓和卡板固定在地面上，形成的特殊試驗(yàn)路面，繩索之間的距離約為0.8 m，如圖1所示。繩索路面用于檢測(cè)汽車低速條件下的異響水平。某型車總裝下線后，以10～20 km/h車速通過(guò)繩索路面時(shí)，車內(nèi)能明顯地聽到后懸架傳遞進(jìn)來(lái)的 “kong kong”沖擊聲[1]，聲品質(zhì)較差。

圖1 繩索路面示意圖

在后懸軸節(jié)(P1)、后減振器活塞桿(P2)、后減振器上支撐(P3)、行李箱位置(P4)布置加速度傳感器，并在主駕座椅頭枕布置麥克風(fēng)，如圖2所示。然后以10～20 km/h車速通過(guò)同一蠅索路面的路段，采集振動(dòng)數(shù)據(jù)[2]。車內(nèi)主觀評(píng)價(jià)仍能聽到明顯的“kong kong”聲；頻譜分析發(fā)現(xiàn)在1 250 Hz左右頻段，后減振器上支撐殼體振動(dòng)最強(qiáng)烈，如圖3所示。通過(guò)車內(nèi)麥克風(fēng)收集音頻數(shù)據(jù)[3]，采用信號(hào)處理軟件將頻段 1 150～1 350 Hz的頻譜過(guò)濾掉后，“kong kong”聲消失，由此可判斷異響源來(lái)自上支撐總成。

圖2 布置傳感器圖

圖3 采集數(shù)據(jù)結(jié)果

2 異響根本原因分析及驗(yàn)證

在明確減振器上支撐為異響源后，需要進(jìn)一步分析發(fā)生異響的根本原因。

2.1 方案一：降低聚氨酯內(nèi)芯剛度

通過(guò)對(duì)上支撐總成內(nèi)部結(jié)構(gòu)(如圖4所示)分析[4]，聚氨酯內(nèi)芯剛度過(guò)大可能會(huì)產(chǎn)生異響。因此，在不改變上支撐總體尺寸結(jié)構(gòu)的前提下，微調(diào)聚氨酯內(nèi)芯發(fā)泡量，降低聚氨酯內(nèi)芯剛度[5]。

圖4 后減振器上支撐內(nèi)部結(jié)構(gòu)

通過(guò)測(cè)量新舊上支撐總成動(dòng)剛度，曲線如圖5所示，可見新上支撐總成剛度降低了7%。

圖5 新舊聚氨酯內(nèi)芯上支撐剛度曲線對(duì)比

將新上支撐總成替換線下異響車輛的原上支撐總成，總裝生產(chǎn)線上裝配新的上支撐總成。通過(guò)同樣工況路試，線下更換新上支撐總成樣件車輛無(wú)異響出現(xiàn)，而總裝生產(chǎn)線裝配新上支撐總成的車輛還有“kong kong”聲。原因分析見后。

2.2 方案二：增加上支撐保護(hù)蓋

1) 總裝生產(chǎn)線工藝分析及異響再現(xiàn)試驗(yàn)?？傃b流水線裝配車輛下線前有一道整車淋水工序，該工序主要是檢查整車密封性[6]。車輛經(jīng)過(guò)淋水工序后，由于后減振器總成完全暴露在水霧環(huán)境中，而減振器上支撐上端面的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)特征正好可以聚集水珠。

為了確認(rèn)上支撐進(jìn)水是否產(chǎn)生異響，進(jìn)行如下復(fù)現(xiàn)試驗(yàn)驗(yàn)證：在無(wú)異響的車輛后減振器上支撐上加水，確定水進(jìn)入上支撐上蓋內(nèi)部并流入聚氨酯內(nèi)芯，同樣工況路試后出現(xiàn)了相同的“kong kong”聲。

2) 異響機(jī)理分析。聚氨酯內(nèi)芯材料是一種高分子材料[7]，具有優(yōu)異的力學(xué)強(qiáng)度及耐磨性，但其耐水性較差。當(dāng)水分子進(jìn)入大分子鏈中與聚合物分子鏈中的極性基團(tuán)結(jié)合，減弱了大分子鏈間的相互作用，導(dǎo)致大分子鏈斷裂[8]，從而改變了聚氨酯內(nèi)芯自身振動(dòng)特性，同時(shí)水分子進(jìn)入也改變了內(nèi)芯與本體內(nèi)壁、隔板接觸面之間的摩擦系數(shù)。因此，繩索路面產(chǎn)生的沖擊通過(guò)減振器活塞桿傳遞到上支撐時(shí)，聚氨酯內(nèi)部振動(dòng)特性發(fā)生變化[9]，同時(shí)聚氨酯內(nèi)芯與本體內(nèi)壁、隔板接觸面之間存在顫動(dòng)產(chǎn)生異響。

2.3 改善措施及效果

在圖4所示的原減振器上支撐上增加保護(hù)蓋，如圖6所示。保護(hù)蓋與本體采用卡扣式裝配，杜絕雨水進(jìn)入上支撐本體內(nèi)腔。

圖6 增加保護(hù)蓋的上支撐結(jié)構(gòu)圖

重新制作增加保護(hù)蓋的上支撐總成樣件，更換線下車輛和在總裝生產(chǎn)線上裝配新的上支撐總成。在同工況條件下試驗(yàn)，兩種狀態(tài)車輛均無(wú)異響出現(xiàn)，問(wèn)題得到解決。將最新狀態(tài)的樣件搭載整車進(jìn)行耐久路試，也未出現(xiàn)異響問(wèn)題，驗(yàn)證了改善方案的有效性和可靠性。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)某型車后減振器在通過(guò)繩索路面試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)的沖擊異響問(wèn)題，通過(guò)主客觀分析，確定了異響源，明確了異響產(chǎn)生機(jī)理。通過(guò)優(yōu)化上支撐聚氨酯內(nèi)芯剛度和增加保護(hù)蓋，根本上解決了異響問(wèn)題。