杜士云，孫強，陳昌瑞，郭艷，馬騰飛，常先強

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

基于怠速開空調(diào)振動問題的分析驗證

杜士云，孫強，陳昌瑞，郭艷，馬騰飛，常先強

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

文章通過某車型怠速開空調(diào)振動現(xiàn)象的收集及改善措施，希望找到影響怠速開空調(diào)振動的主要原因。通過初步設(shè)想并驗證，確認(rèn)模態(tài)是影響振動的主要因素。再通過試驗驗證，明確了振動的傳遞路徑及影響部件。發(fā)現(xiàn)該車型的前端模塊的一階模態(tài)與發(fā)動機的二階頻率沒有形成有效的避頻，導(dǎo)致方向盤振動的產(chǎn)生。

方向盤；振動；模態(tài)；避頻

Abstract:In this paper, through the collection and improvement measures of a certain type of idling air conditioner vibration,we hope to find the main reason that affect the idle air conditioner vibration. Through preliminary assumption and verification, it is confirmed that mode is the main factor affecting vibration. The transmission path and influence components of vibration are also verified by experiments. It is found that the first order mode of the front module of the vehicle does not form an effective frequency avoidance with the two order frequency of the engine, resulting in the vibration of the steering wheel.

Keywords: Steering; Vibration; Modality; Avoid frequency

CLC NO.: U463.6 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)18-156-03

1 現(xiàn)象收集

通過對怠速空調(diào)開方向盤振動現(xiàn)象的收集及改善措施，以下幾種現(xiàn)象對于振動改善影響較大：

現(xiàn)象1：散熱器-冷凝器增加質(zhì)量（約10kg）后振動明顯降低；

現(xiàn)象2：前端冷卻模塊安裝框架下橫梁增加質(zhì)量（約6Kg）后方向盤振動明顯降低；

現(xiàn)象 3：前保正常安裝狀態(tài)，開啟前艙蓋后，方向盤振動明顯降低；

現(xiàn)象 4：開啟前艙蓋后，前保安裝狀態(tài)對方向盤振動影響較大；

現(xiàn)象5：開左前車門后，方向盤振動明顯降低；

希望通過此類現(xiàn)象的收集，找到影響怠速開空調(diào)振動的主要原因，并予以優(yōu)化。

2 影響因素分析

通過對引言部分的現(xiàn)象進(jìn)行初步歸納，可發(fā)現(xiàn)質(zhì)量變化對于振動存在影響。初步設(shè)想，在振動源振動不變情況下，增加質(zhì)量對方向盤振動的影響可能通過以下幾方面進(jìn)行：

1）增加質(zhì)量后抑制了前端散熱模塊本身的振動大小，進(jìn)而傳遞到車身的振動減??；

2）增加質(zhì)量后改變了前端散熱模塊或安裝支架的模態(tài)頻率，消除了共振現(xiàn)象；

3）改變車門、前艙蓋、前保險杠的安裝狀態(tài)可能導(dǎo)致傳遞路徑發(fā)生變化及模態(tài)頻率發(fā)生變化。

基于某車型的前艙蓋，通過對比測試增加質(zhì)量前后對方向盤振動影響，驗證初步設(shè)想是否正確。見表1、圖1：

表1 前艙蓋不同使用情況下方向盤振動情況

圖1 前艙蓋不同使用情況下方向盤振動情況

根據(jù)上表不同臨時驗證措施實施后，通過圖表分析，得出以下規(guī)律：方向盤振動X、Z向振動大幅減小，Y向振動基本不變或明顯增大。同時驗證了初步設(shè)想的正確性，模態(tài)對于振動是主要影響因素。

3 問題排查試驗

表2 驗證試驗

為更好確定問題產(chǎn)生的原因，依次進(jìn)行了以下試驗，見表2。

3.1 排查傳遞路徑

依次進(jìn)行序號1-9不同狀態(tài)下方向盤振動試驗，驗證結(jié)果如表3：

表3 1-9不同狀態(tài)下方向振動試驗結(jié)果

根據(jù)以上測試結(jié)果，得出以下結(jié)論：在斷開除了左右懸置之外的其他主要傳遞路徑后，方向盤振動仍然較大，但在打開前機艙蓋狀態(tài)下X、Z向卻大幅降低，Y向有所增大。由此可排除從前后懸置、轉(zhuǎn)向機、排氣系統(tǒng)路徑傳遞的可能，但前艙蓋的影響還需繼續(xù)驗證。

為確定前艙蓋的影響，對前艙蓋安裝狀態(tài)進(jìn)行改變，并進(jìn)行試驗，見表4：

表4 方向盤振動測試結(jié)果

前艙蓋約束方式的改變引起前端冷卻模塊模態(tài)的改變，進(jìn)而減小方向盤振動。因此在后期的驗證中需關(guān)閉前艙蓋，避免前艙蓋對模態(tài)的影響。

在關(guān)艙蓋狀態(tài)下，對怠速空調(diào)開時IP管梁進(jìn)行測試：

圖2 IP管梁振動布點

表5 IP管梁振動測試結(jié)果

通過測試發(fā)現(xiàn)，IP管梁左側(cè)振動明顯高于右側(cè)振動，IP管梁左側(cè)為方向盤振動傳遞的主要路徑。

3.2 排查各模態(tài)對共振的影響

對左縱梁、輪罩上部與A柱下部區(qū)域、前端散熱模塊支架進(jìn)行模態(tài)測試：從圖3-5三組對比分析可知，前端散熱模塊支架（注塑框架）模態(tài)及車身模態(tài)是導(dǎo)致方向盤振動較大的主要原因。

圖3 左縱梁模態(tài)測試結(jié)果

圖4 輪罩上部與A柱下部區(qū)域模態(tài)測試結(jié)果

圖5 前端散熱模塊支架模態(tài)測試結(jié)果

4 結(jié)論

整車狀態(tài)下，測得該車型的前端模塊的一階模態(tài)頻率為25Hz，整車怠速開空調(diào)時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速上升至780r/min，對應(yīng)的一階頻率為780/60=13Hz，二階頻率即為26Hz。由此可知，該車型的前端模塊一階模態(tài)頻率與發(fā)動機的二階頻率沒有形成有效的避頻，二者較為接近?？煽紤]增加支架剛度及優(yōu)化支架安裝點剛度，以保證避頻。

Analysis and Verification Of Vibration Problem Of Open Air Conditioner Based On Idle Speed

Du Shiyun, Sun Qiang, Chen Changrui, Guo Yan, Ma Tengfei, Chang Xianqiang
( Anhui jianghuai automobile group co., LTD., Anhui Hefei 230601 )

U463.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7988 (2017)18-156-03

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.18.054

杜士云，就職于安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司。