某客車NVH故障的分析與處理

張波 趙程程

摘 要：本文針對市場上對于整車車身振動(dòng)過大、噪音等問題進(jìn)行分析處理，對于整車懸置用不同軟墊的剛度對于整車振動(dòng)的影響進(jìn)行了理論計(jì)算及測試，最終通過合理的軟件選擇，解決了市場上整車問題的反饋，提升了整車的品質(zhì)。

關(guān)鍵詞：振動(dòng);噪音;懸置;軟墊;六自由度;解耦

0 前言

隨著整車舒適性要求的不斷提升，用戶對于整車的噪音、振動(dòng)、選換擋性能都提出了新的要求，本文通過對于出口越南市場的整車振動(dòng)、噪音問題的分析處理，通過不同懸置軟墊的選用對于整車振動(dòng)及噪音的影響，進(jìn)行了理論分析及整車驗(yàn)證，解決了市場上反饋的問題，提升了整車舒適性。

1 故障現(xiàn)象

1.1 故障現(xiàn)象

國內(nèi)某客車整車廠出口越南11 m客車出現(xiàn)車身震動(dòng)過大，噪音等嚴(yán)重的問題。

1.2 問題車輛懸置系統(tǒng)隔震率測試

測試結(jié)果如表1所示。

從表1可以看出，原本選用的軟墊隔振率未達(dá)到理想值（80%以上）。自由端左側(cè)和飛輪端右側(cè)懸置隔振率均較低;而緩速器軟墊隔振率為負(fù)值，即經(jīng)過軟墊隔振后振動(dòng)反而加劇。因此需要針對懸置系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的理論分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2 懸置軟墊剛度解耦計(jì)算

2.1 懸置安裝

發(fā)動(dòng)機(jī)懸置安裝位置如圖1所示，整體動(dòng)力總成與車身X軸有4.5°傾角，懸置安裝點(diǎn)坐標(biāo)如表2。

2.2 計(jì)算方法

利用Adams Vibration 模塊進(jìn)行懸置軟墊解耦計(jì)算，分析動(dòng)力總成系統(tǒng)前六階振動(dòng)能量在X/Y/Z方向上以及繞X/Y/Z旋轉(zhuǎn)方向上的分布。如果六階模態(tài)中，每階振動(dòng)能量均集中分布在一個(gè)方向上，則此方向的解耦率較高，可以避免不同方向的振動(dòng)耦合而產(chǎn)生的振動(dòng)加劇現(xiàn)象。

2.3 計(jì)算參數(shù)

2.4 計(jì)算結(jié)果

根據(jù)以上參數(shù)在Adams中計(jì)算系統(tǒng)前六階振動(dòng)能量在六個(gè)方向上的百分比。數(shù)據(jù)如表6所示，從計(jì)算結(jié)果可以看出，對振動(dòng)影響較大的Z方向（垂直方向）解耦率僅45.97%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到理想值（85%以上）。RXX方向（繞發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸旋轉(zhuǎn)方向）解耦率較好。

2.5 分析結(jié)果

經(jīng)分析，之所以會(huì)產(chǎn)生這種現(xiàn)象，是由于使用的前懸軟墊過硬，后懸軟墊過軟而導(dǎo)致的。前懸安裝于客車尾部，離主慣性軸的距離較遠(yuǎn)，承受扭轉(zhuǎn)振幅較大，為保持一定的扭轉(zhuǎn)自振頻率和扭轉(zhuǎn)剛度，宜采用較小剛度的軟墊。后懸離動(dòng)力總成重心較近，承受發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱的大部分重量，同時(shí)，由于后懸處于發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出端，受傳動(dòng)系統(tǒng)不平衡力的嚴(yán)重干擾和外端軸向力的沖擊，需要有較好的定位功能，因此，后懸軟墊宜采用較大剛度的軟墊。而此車型采用的懸置軟墊剛度則是后懸軟，前懸硬，不符合懸置軟墊的選用原則。

3 改進(jìn)方案

3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)懸置軟墊改進(jìn)

建議調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)懸置軟墊，增加后懸軟墊剛度，減小前懸軟墊剛度。經(jīng)計(jì)算采用發(fā)動(dòng)機(jī)原裝的懸置軟墊，可以提高主要振動(dòng)反向的解耦率，從而提高隔振率。但是由于此軟墊安裝尺寸與此次越南車型支架尺寸有一定偏差，無法直接替換。故尋找合適的替代件來做改進(jìn)試驗(yàn)。發(fā)動(dòng)機(jī)原裝懸置軟墊參數(shù)如表7。

依據(jù)原裝軟墊剛度值重新計(jì)算懸置系統(tǒng)解耦率，得到結(jié)果如下表8，從表8中可以看出，Z向解耦率有較大改善，利于減小整車振動(dòng)。

3.2 緩速器軟墊改進(jìn)

整車廠現(xiàn)在采用的緩速器軟墊僅有一款，其硬度值為邵氏65度，高于發(fā)動(dòng)機(jī)懸置軟墊常見硬度值（邵氏40～55度）。已建議廠家將緩速器軟墊硬度調(diào)整為邵氏40度用于改進(jìn)試驗(yàn)。

4 方案驗(yàn)證

4.1 發(fā)動(dòng)機(jī)軟墊剛度

經(jīng)與其他供應(yīng)商溝通，重新提供發(fā)動(dòng)機(jī)軟墊，軟墊剛度如表9。

4.2 解耦率計(jì)算

針對表9數(shù)據(jù)重新計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)解耦率，得到表10結(jié)果。

4.3 計(jì)算結(jié)果

對比表10和表6的數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)，懸置系統(tǒng)在振動(dòng)的主要方向Z向上的解耦率有較大提高（45.97%→71.25%），且RXX方向的解耦率仍保持在90%以上，其他方向也有略微提高。理論計(jì)算結(jié)果表明，新軟墊樣件可提高懸置系統(tǒng)的隔振率。

5 試驗(yàn)驗(yàn)證

5.1 試驗(yàn)測試結(jié)果

出口車的懸置軟墊更換新樣件，重新進(jìn)行振動(dòng)測試。測試數(shù)據(jù)如表11。從表中可以看出，各安裝點(diǎn)的隔振率均有較大提高。緩速器的硬度調(diào)低后，也不再出現(xiàn)振動(dòng)被放大的現(xiàn)象，綜合隔振率也達(dá)到70%以上。人體實(shí)際感覺舒適。改進(jìn)結(jié)果得到用戶的認(rèn)可。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉惟信.汽車設(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2001.

[2]汽車設(shè)計(jì)資料手冊[M].長春：吉林科學(xué)技術(shù)出版社，2000.

[3]孫恒，傅則紹.機(jī)械原理[M].北京：高等教育出版社，1989.