淺析底盤異響問題解決方案

葉明瑞，孫福祿，辛慶鋒，姜軍平，隋延奇，賈寶光

淺析底盤異響問題解決方案

葉明瑞1，孫福祿1，辛慶鋒1，姜軍平1，隋延奇2，賈寶光1

（1.浙江吉智新能源汽車科技有限公司，浙江 杭州 311228；2.浙江吉利新能源商用車集團(tuán)有限公司，浙江 杭州 311228）

汽車底盤異響問題一直是汽車行業(yè)的難題，其產(chǎn)生異響的原因也很復(fù)雜，在分析時(shí)需要實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的支持。文章以某車型底盤異響問題解決為例，對(duì)底盤異響問題進(jìn)行匯總闡述，查找問題產(chǎn)生的主要原因，對(duì)重點(diǎn)問題金屬撞擊聲、吱吱聲、沖擊噪聲進(jìn)行重點(diǎn)分析，找出解決方案。預(yù)計(jì)文章將引導(dǎo)總結(jié)更多的底盤噪聲的診斷方法和解決方案。

底盤異響；減速帶；主觀評(píng)價(jià)；襯套

前言

底盤異響是指汽車行駛過程中，底盤某一部件或多個(gè)部件發(fā)出異常聲響的簡(jiǎn)稱。具體為汽車在行駛中從傳動(dòng)系、行駛系、轉(zhuǎn)向系和制動(dòng)系各總成部件或機(jī)構(gòu)中發(fā)出的不正常噪聲、響聲及振動(dòng)聲。這是由于汽車部件磨損或損壞，連接松動(dòng)及配件質(zhì)量差或裝配不當(dāng)?shù)纫鸬摹Ｆ鋵?shí)質(zhì)就是兩物體之間有相互的運(yùn)動(dòng)[1]。

針對(duì)底盤異響問題，在解決過程中必須注意產(chǎn)生問題的狀態(tài)：（1）異響發(fā)生在起步、加速、減速還是均速；（2）車速；（3）路況；（4）直行還是轉(zhuǎn)彎[2]。清楚異響產(chǎn)生的條件，更利于研究底盤異響。

本文以某車型底盤異響問題解決為例，對(duì)底盤異響問題進(jìn)行闡述。某車型在設(shè)計(jì)后期進(jìn)行道路可靠性試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)有明顯的底盤異響問題，針對(duì)這些異響問題進(jìn)行分類匯總，查找問題產(chǎn)生的原因，對(duì)重點(diǎn)問題進(jìn)行重點(diǎn)分析，找出解決方案。

1 異響問題查找

在車輛進(jìn)行可靠性試驗(yàn)時(shí)，針對(duì)底盤出現(xiàn)的異響問題，在試驗(yàn)場(chǎng)不同路況、不同速度下進(jìn)行分別查找，歸結(jié)為：

（1）車輛在平坦路面上急剎車以及在比利石路面道路上剎車時(shí)，會(huì)有金屬撞擊聲傳出。

（2）車輛過減速帶時(shí)發(fā)出吱吱聲。

（3）車輛在經(jīng)過單次減速帶以及兩次連續(xù)減速帶時(shí)有明顯的沖擊噪聲。

2 異響問題解決

針對(duì)上述車輛存在的問題，進(jìn)行分析、匯總，查找產(chǎn)生異響的原因，找出解決方案。

2.1 金屬打點(diǎn)噪聲（金屬撞擊聲）

2.1.1產(chǎn)生金屬打點(diǎn)噪聲的原因

針對(duì)車輛在平坦路面和比例石路面出現(xiàn)的金屬打點(diǎn)噪聲，通過對(duì)車輛行駛工況進(jìn)行復(fù)現(xiàn)，并且全面檢查底盤零部件，發(fā)現(xiàn)問題如下：

（1）驅(qū)動(dòng)軸和前副車架：將靠近驅(qū)動(dòng)軸的前車架部分涂成白色，發(fā)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)軸上少數(shù)點(diǎn)變?yōu)榘咨?。然后，換了一個(gè)全新的前副車架再次試驗(yàn)，仍發(fā)現(xiàn)相同的問題，如圖1所示。

圖1 驅(qū)動(dòng)軸與副車架關(guān)系驗(yàn)證

（2）轉(zhuǎn)向器分析：在移動(dòng)前副車架時(shí)發(fā)現(xiàn)有三處很明顯的撞擊跡象，如圖1所示。在多個(gè)點(diǎn)測(cè)量了轉(zhuǎn)向器與副車架之間的距離，距離小于2 mm，兩個(gè)部件頻繁發(fā)生碰撞。換成新的前副車架后，將圖1中的幾個(gè)確定點(diǎn)用膠帶覆蓋，再次試驗(yàn)，問題仍然存在，膠帶處的兩個(gè)點(diǎn)明顯受損。同時(shí)，前副車架和轉(zhuǎn)向齒條間的緊固件表面發(fā)生了明顯的改形狀變化，如圖2所示。

圖2 轉(zhuǎn)向器安裝點(diǎn)與副車架驗(yàn)證

該車型產(chǎn)生金屬打點(diǎn)聲異響的原因初步判斷如下：

（1）轉(zhuǎn)向器和副車架之間的距離不夠。由于轉(zhuǎn)向器通過襯套用螺栓與副車架固定，在運(yùn)動(dòng)過程中襯套變形量較大，不能采用剛性連接的運(yùn)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（2）轉(zhuǎn)向器安裝襯套太軟，由于襯套的結(jié)構(gòu)和內(nèi)部管道，襯套在Z方向?qū)D(zhuǎn)向齒條的運(yùn)動(dòng)限制不夠。

2.1.2金屬打點(diǎn)噪聲問題解決方案

首先，對(duì)照?qǐng)D紙檢測(cè)驅(qū)動(dòng)軸的行程范圍，以了解設(shè)計(jì)意圖。再次，根據(jù)原有的設(shè)計(jì)意圖，將切掉驅(qū)動(dòng)軸與前副車架的碰撞區(qū)域。其次，在內(nèi)管道（轉(zhuǎn)向齒條的襯套連接點(diǎn)的內(nèi)管道）的低表面放置一個(gè)厚的墊片（5 mm）。目的是抬高轉(zhuǎn)向齒條的位置，并增加轉(zhuǎn)向齒條和前副車架之間的距離[3]。

前副車架整改方案，將四個(gè)主螺栓的擰緊力矩從145 Nm增加到180 Nm，然后在鋪平的道路上進(jìn)行行車試驗(yàn)。結(jié)果顯示：無任何可見的痕跡。這表明四個(gè)主螺栓的擰緊力矩非常重要。

轉(zhuǎn)向器整改方案，增加墊片使轉(zhuǎn)向齒條升高7 mm，結(jié)果顯示打點(diǎn)噪聲無明顯減小，這表明轉(zhuǎn)向器與副車架間的距離仍然不夠大。在轉(zhuǎn)向齒條與副車架中間插入3個(gè)橡膠塊，如圖3所示。結(jié)果顯示：打點(diǎn)噪聲消失。

為解決打點(diǎn)噪聲問題，（1）考慮增大前副車架螺栓的直徑并增大扭矩到180 N/mm以上。（2）改變前副車架的幾何結(jié)構(gòu)來增加轉(zhuǎn)向齒條和副車架的間隙，使其不小于10 mm。

圖3 轉(zhuǎn)向器與副車架增加橡膠條

2.2 “吱吱聲”故障

2.2.1產(chǎn)生吱吱聲的原因

圖4 懸架襯套檢查

針對(duì)車輛過減速帶時(shí)后懸架產(chǎn)生的吱吱聲，通過對(duì)車輛行駛工況進(jìn)行復(fù)現(xiàn)，并且全面檢查底盤零部件，發(fā)現(xiàn)問題如下：檢查所有后懸架的控制臂，它們都固定在前副車架上（減振器，兩個(gè)控制臂）或者固定在車身上的支架（推力臂），這些點(diǎn)的結(jié)構(gòu)沒有問題，如圖4所示。

因此過減速帶時(shí)產(chǎn)生的吱吱聲，主要是由穩(wěn)定桿與穩(wěn)定桿襯套的摩擦引起，對(duì)其他公司而言，吱吱噪音也是一個(gè)共同的問題，永久的解決方案是用平衡桿來固定襯套，或者是利用一個(gè)匹配的形狀來阻止襯套滑移。

2.2.2吱吱聲問題解決方案

穩(wěn)定桿襯套的吱吱噪音是由穩(wěn)定桿與襯套的摩擦引起的，原因是穩(wěn)定桿的表面非常光滑，摩擦不能被限制地很好。因此可以通過以下兩種不同的方式來解決這個(gè)問題：

（1）減小穩(wěn)定桿與襯套之間的摩擦。利用諸如硅脂或石墨等材料使穩(wěn)定桿的轉(zhuǎn)動(dòng)更加容易，摩擦就不會(huì)大到足以產(chǎn)生噪聲。但該方案在車輛使用一段時(shí)間后，仍會(huì)出現(xiàn)吱吱聲，這不是永久解決該異響的方法。

圖5 穩(wěn)定桿襯套結(jié)構(gòu)示意圖

圖6 穩(wěn)定桿加工工藝示意圖

圖7 硫化襯套與穩(wěn)定桿結(jié)構(gòu)示意圖

（2）增大穩(wěn)定桿與襯套之間的摩擦。利用如圖5所示的結(jié)構(gòu)來增大摩擦，阻止穩(wěn)定桿與其襯套的相對(duì)運(yùn)動(dòng)?？梢酝ㄟ^減小襯套內(nèi)徑使得襯套與穩(wěn)定桿緊密結(jié)合，并且穩(wěn)定桿表面需要增加滾花工藝，如圖6所示。摩擦依舊存在，但是它不會(huì)產(chǎn)生大的吱吱噪聲。

（3）消除穩(wěn)定桿與襯套之間的摩擦。采用橡膠硫化工藝，將襯套硫化在穩(wěn)定桿上，如圖7所示，不會(huì)產(chǎn)生吱吱噪聲。

2.3 沖擊噪聲

2.3.1產(chǎn)生異響的原因

針對(duì)車輛單次及兩次連續(xù)過減速帶時(shí)后懸架產(chǎn)生的沖擊噪聲，通過對(duì)車輛行駛工況進(jìn)行復(fù)現(xiàn)，并且全面檢查底盤零部件，發(fā)現(xiàn)問題如下：檢查所有后懸架的控制臂，它們都是固定在前副車架上的（減振器，兩個(gè)控制臂）或者連接在車身上的支架（推力臂）（如圖4所示），這些點(diǎn)的結(jié)構(gòu)沒問題。

單次及兩次連續(xù)過減速帶時(shí)產(chǎn)生的沖擊噪聲，主要影響因素為穩(wěn)定桿襯套、連接襯套、懸置剛度、減振器阻尼特性[4-5]。以不同的速度進(jìn)行客觀測(cè)試，改變速度后，結(jié)果表明，在減速期間，與其他部件（比如輪轂）相比較，副車架產(chǎn)生更大的振動(dòng)。由于后懸架剛度較小，很大的力從懸架傳至車身。

2.3.2異響問題解決方案

（1）檢測(cè)后懸架所有緊固件（螺栓和螺母）的擰緊力矩。結(jié)果顯示大部分緊固件沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的力矩要求。在擰緊這些緊固件之前存在很多的噪聲，扭矩?cái)Q緊后噪音明顯消除。

（2）測(cè)量后減振器的特性，結(jié)果顯示該車的減振器阻尼明顯超過了減振器低速度下的臨界阻尼?？赏ㄟ^重新設(shè)計(jì)減振器阻尼來提高噪聲等級(jí)。

3 結(jié)論

底盤時(shí)常伴有不同的異響出現(xiàn)，其產(chǎn)生異響的原因也很復(fù)雜，在分析的時(shí)候需要實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)。本文針對(duì)某車型在試驗(yàn)過程中出現(xiàn)的金屬撞擊聲、吱吱聲、沖擊噪聲進(jìn)行有針對(duì)性的分析，找出解決方案，希望對(duì)后續(xù)其他車型的異響解決工作提供幫助，以便總結(jié)更多的異響診斷方法及解決的途徑。

[1] 賈凱敏,郭朝霞.汽車底盤異響及特殊案例分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2012(25):126.

[2] 陳文才.淺談汽車底盤異響故障的診斷和排除[J].長(zhǎng)沙鐵道學(xué)院學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版),2010,11(02):210-211.

[3] 王望舒.汽車設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006.

[4] 宋睿,丁渭平,楊明亮,等.汽車懸架減振器結(jié)構(gòu)傳遞異響的試驗(yàn)研究[J].汽車技術(shù),2011(07):39-42.

[5] 張立軍,余卓平,靳曉雄,等.減振器異常噪聲的試驗(yàn)研究與分析[J].振動(dòng)與沖擊,2002(01):35-40+103.

Discussion of Chassis Noise Issue

YE Mingrui1, SUN Fulu1, XIN Qingfeng1, JIANG Junping1, SUI Yanqi2, JIA Baoguang1

( 1.Zhejiang Jizhi New Energy Automobile Technology Co., Ltd., Zhejiang Hangzhou 311228;2.Zhejiang Geely New Energy Commercial Vehicles Group Co., Ltd., Zhejiang Hangzhou 311228 )

Automobile chassis noise problems have always been challenging the automotive industry. The cause of noise is very complicated, thus the analysis of which requires the practical experience as support. Taking the solution of a vehicle chassis noise problems as an example, this paper summarizes and elaborates the problems of chassis noise, find their causes, focus on the analysis of key problems including clash, squeak and impulsive noise, and finally find out solutions. It is expected that this paper would lead to the summarization of more diagnosis methods and solutions of chassis noise.

Chassis noise; Speed bumps; Subjective evaluation; Bushing

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.021.046

U463.1

A

1671-7988(2021)21-173-03

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葉明瑞，就職于浙江吉智新能源汽車科技有限公司。