◆文/江蘇 高惠民

(接2020年第9期)

使用振動(dòng)儀和聲級(jí)計(jì)預(yù)測(cè)振動(dòng)和噪聲的發(fā)生源，然后通過(guò)頻率分析儀獲得頻譜圖，就很容易找到振動(dòng)和噪聲的原因。用儀器測(cè)量不僅僅是為了查找振源，而且能用數(shù)值顯示振動(dòng)和噪聲量級(jí)，比運(yùn)用五官感覺(jué)法進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)更準(zhǔn)確，這一方面能起到用更準(zhǔn)確的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)核對(duì)維修效果，另一方面向客戶展示詳實(shí)的車(chē)況資料會(huì)有說(shuō)服力。

隨著數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的飛速發(fā)展,為振動(dòng)噪聲源識(shí)別帶來(lái)不錯(cuò)的信號(hào)分析方法，頻率分析儀就是將實(shí)車(chē)采集到的振或噪聲的時(shí)域信號(hào)X(t)經(jīng)傅里葉變換，變成以頻率為自變量的函數(shù)X(f)，為振動(dòng)和噪聲提供頻譜分析。汽車(chē)上許多組件的參數(shù)(如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、車(chē)輛速度、齒輪嚙合頻率、車(chē)身及零部件的固有頻率)都有一個(gè)頻率的峰值并圍繞著一個(gè)特定值分布，這個(gè)最高頻率通常與振源的頻率階數(shù)吻合。如果通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)的頻率與通過(guò)儀器測(cè)量這些組件發(fā)現(xiàn)的頻率相匹配，那么產(chǎn)生該特有頻率的物體就是產(chǎn)生振動(dòng)或噪聲的振源。圖29表示出了常見(jiàn)汽車(chē)振動(dòng)與噪聲問(wèn)題的頻率范圍。

逐一消除可能的振動(dòng)源。通過(guò)一些作業(yè)把振動(dòng)和噪聲的原因限定在很小范圍內(nèi)。然而，在現(xiàn)實(shí)中要想把振源逐一地都消除是件不容易的事，要想完全消除更是不可能的。所以通過(guò)駕駛試驗(yàn)逐一消除可能的振動(dòng)源。具體的有以下幾種常用方法，如圖30所示。

圖29 汽車(chē)振動(dòng)與噪聲問(wèn)題頻率范圍

圖30 消除汽車(chē)振動(dòng)源的常用方法

舉起車(chē)輛在拆掉輪胎情況下驅(qū)動(dòng)車(chē)輛；取下排氣管的O型圈；在消聲器尾管是再加一個(gè)消聲器，消除排氣時(shí)的噪聲；依次去掉能驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)輔助設(shè)備的驅(qū)動(dòng)皮帶。

3.振動(dòng)與噪聲的修理

(1)減小激振力。如圖31所示，處理振動(dòng)和噪聲的最好方法是消除或減小激振力(振源)。但是，如上所述有些激振力是很難減小的，例如汽車(chē)行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)扭矩變換產(chǎn)生的振動(dòng)，徹底消除輪胎不平衡性，這些都不可能。取而代之的最有效方法就是使不平衡性減小到某一程度，以至不再感覺(jué)到振動(dòng)和噪聲。

(2)防止共振。降低共振程度或使共振點(diǎn)移到穩(wěn)定速度范圍的外面。按照如圖32所示方法可以改變共振點(diǎn)，因?yàn)樵谡駝?dòng)系統(tǒng)剛體上安裝質(zhì)量阻尼減振器或動(dòng)態(tài)阻尼減振器，改變剛體的質(zhì)量和剛度以改變剛體的固有頻率，防止剛體共振。并且較大地減小剛體的振動(dòng)幅值，其作用如圖33所示。

圖31 減小汽車(chē)振動(dòng)力的方法

圖32 改變汽車(chē)振動(dòng)組件共振點(diǎn)方法

圖33 阻尼減振器作用示意圖

剛體的共振頻率、固有頻率與阻尼的關(guān)系可以用式2和式3表示：

一般說(shuō)來(lái)，動(dòng)態(tài)阻尼器的固有頻率應(yīng)該與剛體的固有頻率相同。動(dòng)態(tài)阻尼器的固有頻率的設(shè)定是通過(guò)調(diào)整彈簧剛度和剛體質(zhì)量來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這與質(zhì)量阻尼器的原理一樣。但是，還有些其他情形，使共振點(diǎn)發(fā)生變化和零件緊固不足產(chǎn)生的振動(dòng)有關(guān)系。

(3)減小振動(dòng)的傳遞。通過(guò)用隔振橡膠可防止車(chē)輛振動(dòng)的傳遞，如圖34所示。應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)懸置、車(chē)身懸置和懸置套筒。隔振橡膠具有：①極大的阻尼力，它能降低低頻的巨大振動(dòng)，如起動(dòng)時(shí)的振動(dòng)。②彈簧剛度小，它降低了低頻的細(xì)微振動(dòng)，如發(fā)動(dòng)機(jī)怠速振動(dòng)。但是，阻尼力與彈簧剛度成反比，既要隔振橡膠必須足夠的軟，而又不能改變它的硬度。選擇合適的形狀和材料必須把這些特性綜合考慮進(jìn)去，應(yīng)用不同的發(fā)動(dòng)機(jī)懸置，如開(kāi)口的柱狀懸置、橡膠液力懸置。同時(shí)在維修工作中，還要對(duì)懸置件的連接和橡膠老化情況進(jìn)行檢查。

圖34 減小振動(dòng)傳遞的隔離橡膠組件圖

(4)隔離部件的振動(dòng)和噪聲。如圖35所示，通過(guò)隔聲板降低振動(dòng)元素(音源)的車(chē)身板料的振動(dòng)，隔振材料包括：內(nèi)層涂層、瀝青紙氈、夾層板、抑制型樹(shù)脂板等等，如將瀝青紙氈粘接在地板上，達(dá)到防止車(chē)身地板振動(dòng)的目的。隔聲板也用于隔音(空氣傳音)，音調(diào)高的振動(dòng)噪聲很容易被隔離。對(duì)于高頻聲波采用吸音材料來(lái)吸收空氣傳音，降低音量水平，吸音材料具有高透過(guò)性、多孔的物質(zhì)，如玻璃棉、毛氈、聚氨脂泡沫等。對(duì)于低頻聲波，采用較厚的材料更為有效，如圖36所示。

圖35 隔聲材料隔離空氣傳音

圖36 隔聲材料厚度與隔聲效果圖

(5)風(fēng)噪聲源查找。在風(fēng)噪聲排除過(guò)程中，噪聲調(diào)查(找出噪聲源)是關(guān)鍵工作。找出風(fēng)噪聲源的方法可概括為：聽(tīng)覺(jué)確定噪聲的類(lèi)型和方向；視覺(jué)檢測(cè)零件之間的縫隙或間隙；功能件進(jìn)行工作時(shí)，檢測(cè)噪聲的變化；推入或拉出零件時(shí)，檢測(cè)噪聲的變化；用粘膠帶法可以縮小上述1～4種方法找到噪聲源范圍。

①用聽(tīng)覺(jué)檢查噪聲類(lèi)型和方向，如圖37所示，通過(guò)路試車(chē)輛確定噪聲源的位置，用聽(tīng)力檢查噪聲類(lèi)型和方向。

②視覺(jué)檢查來(lái)自車(chē)身表面的臺(tái)階、縫隙或其他輪廓的噪聲，如圖38所示位置。通過(guò)目視檢查噪聲是來(lái)自車(chē)身表面的臺(tái)階、縫隙或其他輪廓，確定噪聲源區(qū)域，如圖39所示。

③使用功能件時(shí)，檢查噪聲差異，如圖40所示。用聽(tīng)覺(jué)和視覺(jué)檢查過(guò)后，使用功能件，例如改變發(fā)動(dòng)機(jī)罩和大燈之間的間隙(調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)罩減振墊高度)、折疊后視鏡、拉出天線柱等功能部件的狀況發(fā)生變化，檢查車(chē)輛行駛時(shí)的噪聲差異。

圖37 聽(tīng)覺(jué)檢查風(fēng)噪聲類(lèi)型和方向

圖38 視覺(jué)檢查來(lái)自車(chē)身表面風(fēng)噪聲的可疑位置示意圖

圖39 各種類(lèi)型風(fēng)噪聲檢查方法

圖40 使用功能件檢查風(fēng)噪聲的方法

④推拉零部件檢查噪聲的差異，如圖41所示。采用這種方法目的類(lèi)似于上述的功能件檢查方法，但這種方法只適用于內(nèi)部件，主要用在簧片噪聲和漏氣噪聲的檢查。

圖41 推拉零部件檢查風(fēng)噪聲方法

圖42 使用粘膠帶檢查風(fēng)噪聲的方法

⑤用粘膠帶檢查噪聲的差異，如圖42所示。這種方法的目的是逐個(gè)把可能發(fā)出的噪聲源隔離開(kāi)，如果用粘膠帶能把噪聲止住，則說(shuō)明此處即為噪聲源。常用于多數(shù)風(fēng)噪聲檢測(cè)，但風(fēng)顫振噪聲檢測(cè)除外。

⑥噪聲源查找程序根據(jù)噪聲區(qū)域和噪聲類(lèi)型的變化，使用如圖43給出的指令號(hào)碼，可在短時(shí)間找出問(wèn)題原因。

(6)風(fēng)噪聲修理。根據(jù)風(fēng)噪聲出現(xiàn)的部位和條件采取適當(dāng)?shù)呐懦胧┮裱_保修理方法是長(zhǎng)期有效的；且不能影響零部件的正常功能；修理處要有一個(gè)良好的外觀的原則。修理方法如下：

圖43 使用程序指令號(hào)碼檢查風(fēng)噪聲區(qū)域和類(lèi)型圖

圖44 使用海綿填料用于零件之間縫隙密封性

①使用海綿填料，如圖44所示，來(lái)提高邊緣張緊性和氣密性。主要用于零件間的縫隙中，在一定范圍上提高表面壓力。

②用丁基膠帶防止空氣進(jìn)入大燈蓋密封處，如圖45所示。丁基膠帶使用除前、后擋風(fēng)玻璃外，其他零部件都可以用它密封。

圖45 使用丁基膠帶維修簧片風(fēng)噪聲示意圖

③用擋風(fēng)玻璃專用丁基膠除防止空氣進(jìn)入前立柱，還可以用于安裝擋風(fēng)玻璃，使擋風(fēng)玻璃嵌條邊緣不再振動(dòng)，如圖46所示。

圖46 使用擋風(fēng)玻璃丁基膠安裝前后擋風(fēng)玻璃示意圖

圖47 使用裝配調(diào)整方法防止車(chē)門(mén)漏氣風(fēng)噪聲示意圖

④根據(jù)修理手冊(cè)進(jìn)行裝配調(diào)整，如圖47所示。

⑤校正零部件總成故障，如圖48所示，但要小心操作以免損傷車(chē)身或其他零部件。

⑥更換零件，改變氣流(消除噪聲)，如圖49所示。

圖48 校正故障零部件消除風(fēng)噪聲示意圖

圖49 更換消除紊流風(fēng)噪聲方法 (未完待續(xù))