劉小銳，徐諾舟，張威，陳周明

(廣汽本田汽車有限公司，廣東廣州 510700)

0 引言

隨著乘客和駕駛員對駕駛舒適性的要求不斷提高，整車NVH水平越來越受顧客的關(guān)注。在車身振動和噪聲的作用下，乘員舒適性的主觀感受的變化特性，就是汽車的NVH特性。NVH是指噪聲(Noise)、振動(Vibration)和聲振粗糙度(Harshness)。隨著汽車不斷地輕量化、經(jīng)濟化設(shè)計，汽車變得更加省油，續(xù)航能力更強，操控性能更好，但在一定程度上使得整車異響發(fā)生率增大。同時，汽車新裝備、新結(jié)構(gòu)的增加也會新發(fā)一些復(fù)合型的異響。

在過去，傳統(tǒng)異響解析方法是整車在特定跑道上跑行，通過不同特性的跑道檢證并解析整車異響，針對內(nèi)飾件的異響通過跑道解析往往可以解決，但針對車外例如發(fā)動機艙、底盤、尾燈、前后保險杠的異響往往難以一次性準(zhǔn)確解析，同時在跑道上，由于駕駛員、天氣等不定因素的影響，往往多次跑行才能復(fù)現(xiàn)異響，導(dǎo)致解析效率大大下降，因此導(dǎo)入四立柱振動平臺對整車異響全方位檢證。振動設(shè)備為提高解析準(zhǔn)確率和解析速率，提高整車NVH水平，加速新車型快速品熟有重要意義。

1 背景及試驗平臺介紹

1.1 背景

最新對中國67個汽車品牌中的汽車調(diào)查顯示，中國汽車行業(yè)新車質(zhì)量問題，一共有233個問題點，平均每百輛車有95個抱怨問題。在中國，消費者抱怨最多的前10個問題中，有6項屬于異響相關(guān)的問題，包括胎噪聲過大、風(fēng)噪聲過大、風(fēng)扇/鼓風(fēng)機噪聲過大、剎車有噪聲、座椅產(chǎn)生雜音異響、發(fā)動機異響。市場抱怨中雜音比例逐年上升，如圖1所示。

圖1 市場抱怨比例

汽車在生產(chǎn)過程中，由于流水線作業(yè)，每個崗位的不同操作人員難以保證裝配一致性問題，同時汽車各個零件也會有精度品質(zhì)的波動，當(dāng)然每一輛車在出廠時都會經(jīng)過一系列的檢查。針對異響方面的檢查，國內(nèi)大部分主機廠均采用實車跑道跑行，有的只是定期對車內(nèi)異響進行抽檢。中國道路環(huán)境復(fù)雜多樣，在特定檢證道路跑行能夠檢出的異響是不夠全面的，市場上抱怨的問題具有一定的特定性，諸如高溫高寒的極限溫度環(huán)境、鄉(xiāng)村城鎮(zhèn)道路等。異響檢證顯在化不充分、不全面，課題封閉不徹底，導(dǎo)致量產(chǎn)初期異響新發(fā)不斷，課題再發(fā)率高，是新車型品熟階段面臨的問題。不斷完善新車型雜音檢證條件，加入更多的檢證道路和環(huán)境條件，提高雜音異響的顯在化能力，對于保證新車型品質(zhì)至關(guān)重要。

實車跑行檢查由于車輛是在行進過程中，駕駛員必須時刻保持車輛的行進狀態(tài)，提高了主駕駛位置異響解析難度。汽車發(fā)動機艙內(nèi)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，管路之間的干涉碰撞異響，在車內(nèi)由于儀表臺、隔音材料的影響，異響傳遞路徑復(fù)雜，無法直接在車外進行解析。對比三廂車、兩廂車的尾門及尾燈在一般壞路或者扭力下降路的激勵下發(fā)出的雜音異響更直接影響車內(nèi)的噪聲水平，被車內(nèi)乘客和司機抱怨。對于諸如尾燈、后視鏡、發(fā)動機艙、底盤零件等外部零件，若能夠在車輛振動過程中，直接接近振動發(fā)聲源進行解析，將有助于提高解析效率，節(jié)省時間成本。不需要司機進行駕駛操作，甚至可以拆除中控儀表后再進行深入解析，尋找異響源。

據(jù)統(tǒng)計，車輛的異響抱怨集中發(fā)生在購車6個月以內(nèi)，而主機廠生產(chǎn)的車輛，從下線到顧客手中，實際行駛的路程一般不會超過50 km，由于工藝的原因，有的雜音和異響在出廠后會很快消除，如玻璃膠未干導(dǎo)致的前擋玻璃異響、玻璃升降異響等，而有的卻會在車輛行駛一定路程后才顯現(xiàn)出來的異響，如制冷系統(tǒng)內(nèi)部異響、儀表臺異響、減震器異響等[1]。站在顧客的角度，快速模擬顧客前期使用習(xí)慣，檢證車輛的NVH性能，需要司機在道路上長時間連續(xù)駕駛，需要投入較大的人力和時間。

振動平臺在整車異響解析方面的應(yīng)用對整車品質(zhì)、工作效率的提高有重要意義。

1.2 整車振動平臺介紹

MTS 320 型輪胎耦合道路模擬機通過對車輛輪胎施加垂直力，在測試實驗室中測得與在原始路況下幾乎完全相同的作動器位移數(shù)據(jù)。如圖2所示，振動平臺系統(tǒng)硬件分為3個系統(tǒng)，分別為冷卻系統(tǒng)、作動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。動力源為210 MPa的高壓油，精密加工的電液三級伺服閥具有流量高、響應(yīng)快速和失真低的性能，能夠有效輸送大容量液壓油以滿足耐久性測試的要求。

圖2 MTS系統(tǒng)介紹

振動平臺可用于結(jié)構(gòu)耐久性測試、下線生產(chǎn)質(zhì)量測試、駕乘舒適度測試、異響測試、賽車開發(fā)，國內(nèi)外大多數(shù)主機廠均配備振動設(shè)備，振動平臺工作示意圖如圖3所示。

圖3 振動平臺工作示意

計算機軟件中的路譜信號，經(jīng)控制器轉(zhuǎn)換為油源伺服閥的開閉信號，高壓油在管路中往復(fù)推動作動缸中的活塞，實現(xiàn)作動缸上下運動，模擬出整車行駛的振動狀態(tài)；液壓油源中的高壓油泵產(chǎn)生的多余熱量通過換熱器傳導(dǎo)到冷卻系統(tǒng)中。

1.3 過往異響檢證思路

在新車型階段，對試制車進行跑道跑行，根據(jù)再發(fā)防止和未然防止檢證清單，提取異響項目，現(xiàn)狀分析——針對異響項目進行跑道再次跑行，尋找異響源進行解析，針對解析結(jié)論確定實施對策，最后進行對策效果的確認。異響項目的解析和封閉是一個不斷PDCA的過程，其流程如圖4所示，但在C-效果確認階段需要多次跑道跑行，耗時較長。汽車在檢證跑道上行駛時，受到的路面激勵較大，駕駛條件惡劣，發(fā)動機噪聲、胎噪、路噪和風(fēng)噪一定程度影響對異響的評定。同時受到駕駛員操作、天氣環(huán)境等不可重復(fù)的因素影響，容易導(dǎo)致異響不再現(xiàn)，而判定為對策有效，進而課題流出至下一階段。

圖4 兩種檢證模式的比較

1.4 整車振動平臺解析思路

將整車振動平臺運用于異響解析，首先提取異響的多個激勵條件，將車輛放在整車振動平臺上，按照與激勵條件匹配的路譜條件進行振動試驗，記錄異響再現(xiàn)的路譜，進行異響解析和對策實施，在效果驗證階段，只需單獨驗證異響再現(xiàn)的特定路譜即可快速有效地確定對策實施的效果，無需多次的跑道跑行，不受駕駛員、環(huán)境等條件的制約，無胎噪、路噪等噪聲干擾。

2 MTS道路模擬試驗

2.1 使用目的的確認

MTS振動平臺作為專業(yè)的道路模擬試驗平臺，在主機廠內(nèi)的品質(zhì)改善活動主要有兩種目的：市場初期耐久檢證與動態(tài)不良再現(xiàn)。

市場初期耐久檢證：根據(jù)2013—2018 POWER發(fā)布的中國新車質(zhì)量研究(IQS)報告統(tǒng)計，一輛新車的異響抱怨，有70%發(fā)生在0～2 000 km的社會道路跑行。所以為了防止車輛在經(jīng)歷社會道路的初期耐久后爆發(fā)相關(guān)市場投訴，在新車型試做與量產(chǎn)車輛抽查中，會利用MTS道路模擬試驗平臺，對車輛進行等效2 000 km社會道路的初期耐久檢證。

使用MTS道路模擬試驗平臺進行相關(guān)耐久檢證，相比實車道路檢證，有許多優(yōu)勢(表1)。

表1 MTS模擬試驗與道路試驗對比(初期耐久)

動態(tài)不良再現(xiàn)：車輛量產(chǎn)階段，在新車下線后，經(jīng)過整車檢查部門動態(tài)檢查后，發(fā)現(xiàn)有相關(guān)動態(tài)不良，記錄下相關(guān)路段與時速后，可以借助振動平臺進行不良再現(xiàn)。

在新車型階段，是不良集中高發(fā)的階段，可以利用振動平臺，進行集中快速解析。

而借助振動平臺進行不良再現(xiàn)解析，相比于實車道路跑行，也有許多優(yōu)勢(表2)。

表2 MTS模擬試驗與道路試驗對比(不良再現(xiàn))

2.2 檢證觀點的提取來源

從第2.1節(jié)的試驗?zāi)康目芍?，道路模擬實驗在主機廠，更多是一種強化檢證手段，即帶著某些檢證觀點與檢證目的來進行試驗。而帶著檢證觀點進入試驗也能大大提高檢證效率。

而相應(yīng)檢證觀點的提取來源，也根據(jù)試驗?zāi)康牡牟煌譃閮深悾?1)以不良再現(xiàn)為目的的道路模擬試驗。該試驗的檢證觀點來源即為實車道路動態(tài)檢查的指摘項目。(2)以市場初期耐久檢證為目的的道路模擬實驗。該試驗由于無一次解析結(jié)論指導(dǎo)，需要借助已有的檢證觀點集。

(1)再發(fā)防止清單

在新車型試做階段，借助過往新車型檢證得到的多發(fā)不良數(shù)據(jù)庫，根據(jù)該新車型的規(guī)格設(shè)定，篩選出該車型可能再發(fā)的相關(guān)不良清單如圖5所示。

圖5 某車型再發(fā)防止清單

(2)未然防止清單

根據(jù)車型的圖紙規(guī)格，提取不良隱患點，在新車型工作伊始便將相應(yīng)觀點匯集成未然防止清單。

2.3 試驗路譜的編排

目前，MTS道路模擬系統(tǒng)使用的路譜是利用廠內(nèi)惡路采集的。根據(jù)試驗?zāi)康牡牟煌?，路譜的使用方法也有所不同。

不良再現(xiàn)試驗：根據(jù)車輛在實際道路上檢出的不良，在MTS上選擇相應(yīng)路譜并加載即可。

初期耐久試驗：根據(jù)調(diào)查顯示，在新車初期2 000 km的行駛中，約有150 km的惡路。

3 加振平臺雜音檢證優(yōu)勢

3.1 平臺在耐久檢證中的運用

比之傳統(tǒng)主機廠檢證流程，四柱加振隨機復(fù)檢的加入，能更充分徹底地顯在化不良。對于具有耐久特質(zhì)的異響，通過零件疲勞特性，模擬市場用車狀態(tài)，快速完成耐久振動[2]。在時間及空間上，給予檢證極大的便利，如圖6所示。

圖6 耐久檢證模式

3.2 平臺在解析及對策中的運用

主機廠于新車型階段，出于保密需求，新車型跑行檢證需入夜熄燈開展，由于夜晚視線差，極易造成交通事故。另因某些異響有在特定的頻率及路面激勵下才能顯在化的特質(zhì)，往往在檢證的路況下不能、不易顯在化不良。整車加振機的運用，極大地解決了上述困難點，沒有空間、時間的限制，采集相應(yīng)的路譜錄入設(shè)備，提升解析效率34.78%，新車型試作階段解決不良課題數(shù)量提升87.34%,保證了對策的驗證及封閉的有效性，如圖7所示。

圖7 解析對策模式

3.3 平臺在不同環(huán)境下的運用

考慮到檢查受主機廠所處的環(huán)境、地域影響，以傳統(tǒng)模式，無法顯在化實際市場使用下的溫度、濕度等條件?？稍谒闹駝悠脚_增添環(huán)境艙，模擬市場極端環(huán)境，充分顯在化市場潛在不良。

4 完善雜音檢證流程

4.1 開展單品檢證

即便在開展整車加振試驗后，任需要開展另外的檢證，原因有以下兩點：(1)消除單品自身異響，避免不良流入完成車,造成不良堆積；(2)更利于解析復(fù)合類型異響工作的開展，以下舉一例子如圖8所示。

圖8 單品檢證快速解析

安全帶卷軸器在惡路行走時，鋼珠跳動碰撞響聲是此零件固有特性[3]。SPEC要設(shè)定值較高，雖單品OK,但極易引發(fā)完成車指摘。

開展單品試驗，明確雜音發(fā)生機制，快速找到對策，完成課題封閉，如圖9所示。

圖9 安全帶鎖止結(jié)構(gòu)

4.2 開展系統(tǒng)檢證

對于整車內(nèi)裝高度復(fù)合類配合系統(tǒng)，如儀表臺系統(tǒng)、座椅系統(tǒng)等，若條件允許，為快速解析對策封閉不良，建議開展系統(tǒng)檢證。

5 結(jié)束語

振動平臺在整車異響解析方面的應(yīng)用，能有效快速地鎖定異響源。某新車型試做階段顯在化異響問題45項，提升解析效率34.78%，新車型試作階段解決不良課題數(shù)量提升87.34%，保證了對策的驗證及封閉的有效性。計劃將振動平臺應(yīng)用到更多異響解析課題中，針對市場需求，需要提高設(shè)備路譜的覆蓋率，進一步提高顯在化能力。

在四立柱的整車振動平臺應(yīng)用過程中，也發(fā)現(xiàn)了該系統(tǒng)無法模擬需要一定加速度條件下才發(fā)生的異響。例如某車型發(fā)動機支架，在車輛加速通過特定路段時，受到X向和Z向的同時作用，支架發(fā)生偏移產(chǎn)生碰響等。