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        某型汽車后減振器異響分析與改進

        2021-04-23 01:10:22劉勇奎李奕寶許陽釗丁都都羅謝盼
        客車技術與研究 2021年2期
        關鍵詞:內(nèi)芯樣件總裝

        劉勇奎, 李奕寶, 許陽釗, 丁都都, 羅謝盼

        (廣州汽車集團股份有限公司, 廣州 511434)

        本文以某型車的后減振器異響問題為研究對象,針對該型車在經(jīng)過繩索路面時后減振器出現(xiàn)的沖擊異響問題,通過主觀評價和客觀測量、問題原因分析、結構優(yōu)化設計和改善樣件搭載驗證等方法,最終解決了該型車減振器異響問題。

        1 問題描述及源頭判定

        繩索路面為路面上鋪裝眾多由膠管包裹的鋼筋,通過螺栓和卡板固定在地面上,形成的特殊試驗路面,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車速通過繩索路面時,車內(nèi)能明顯地聽到后懸架傳遞進來的 “kong kong”沖擊聲[1],聲品質較差。

        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,如圖2所示。然后以10~20 km/h車速通過同一蠅索路面的路段,采集振動數(shù)據(jù)[2]。車內(nèi)主觀評價仍能聽到明顯的“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最強烈,如圖3所示。通過車內(nèi)麥克風收集音頻數(shù)據(jù)[3],采用信號處理軟件將頻段 1 150~1 350 Hz的頻譜過濾掉后,“kong kong”聲消失,由此可判斷異響源來自上支撐總成。

        圖2 布置傳感器圖

        圖3 采集數(shù)據(jù)結果

        2 異響根本原因分析及驗證

        在明確減振器上支撐為異響源后,需要進一步分析發(fā)生異響的根本原因。

        2.1 方案一:降低聚氨酯內(nèi)芯剛度

        通過對上支撐總成內(nèi)部結構(如圖4所示)分析[4],聚氨酯內(nèi)芯剛度過大可能會產(chǎn)生異響。因此,在不改變上支撐總體尺寸結構的前提下,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)部結構

        通過測量新舊上支撐總成動剛度,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。通過同樣工況路試,線下更換新上支撐總成樣件車輛無異響出現(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:增加上支撐保護蓋

        1) 總裝生產(chǎn)線工藝分析及異響再現(xiàn)試驗??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)腔結構特征正好可以聚集水珠。

        為了確認上支撐進水是否產(chǎn)生異響,進行如下復現(xiàn)試驗驗證:在無異響的車輛后減振器上支撐上加水,確定水進入上支撐上蓋內(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)異的力學強度及耐磨性,但其耐水性較差。當水分子進入大分子鏈中與聚合物分子鏈中的極性基團結合,減弱了大分子鏈間的相互作用,導致大分子鏈斷裂[8],從而改變了聚氨酯內(nèi)芯自身振動特性,同時水分子進入也改變了內(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)生的沖擊通過減振器活塞桿傳遞到上支撐時,聚氨酯內(nèi)部振動特性發(fā)生變化[9],同時聚氨酯內(nèi)芯與本體內(nèi)壁、隔板接觸面之間存在顫動產(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蓋,如圖6所示。保護蓋與本體采用卡扣式裝配,杜絕雨水進入上支撐本體內(nèi)腔。

        圖6 增加保護蓋的上支撐結構圖

        重新制作增加保護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,兩種狀態(tài)車輛均無異響出現(xiàn),問題得到解決。將最新狀態(tài)的樣件搭載整車進行耐久路試,也未出現(xiàn)異響問題,驗證了改善方案的有效性和可靠性。

        3 結束語

        本文針對某型車后減振器在通過繩索路面試驗時出現(xiàn)的沖擊異響問題,通過主客觀分析,確定了異響源,明確了異響產(chǎn)生機理。通過優(yōu)化上支撐聚氨酯內(nèi)芯剛度和增加保護蓋,根本上解決了異響問題。

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