何家棟 李金鴿 項(xiàng)興富 劉爽 李中成

摘要：隨著中國(guó)乘用車市場(chǎng)的發(fā)展，對(duì)于車輛NVH的要求愈發(fā)嚴(yán)苛，起動(dòng)機(jī)的尾音也逐漸引起各主機(jī)廠及消費(fèi)者的關(guān)注。本文基于某車型的啟動(dòng)尾音問(wèn)題，通過(guò)對(duì)振動(dòng)及噪聲的測(cè)試，分析了起動(dòng)機(jī)各子零部件及車輛標(biāo)定策略對(duì)于啟動(dòng)尾音的影響。通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)子、單向器、電磁開關(guān)以及斷電轉(zhuǎn)速的優(yōu)化，有效解決了該車型的啟動(dòng)尾音問(wèn)題。

Abstract： With the development of China's passenger car market， for the NVHof vehicles requirements more stringent， endsoundofstarter also gradually cause the attention of the OEM and consumers.This article is based on a model of starting end， through to the vibration and noise test， analysis of the various parts of starter motor and vehicle calibration strategy then findout the influence of the start end sound.Based on the optimization of rotor、overrunning clutch、Electromagnetic switch and thepower off speed， effectively solve the problem of the car's start end sound.

關(guān)鍵詞：起動(dòng)機(jī);NVH;啟動(dòng)尾音

Key words： starter;NVH;endsoundofstarter

中圖分類號(hào)：U472.43? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）20-0060-03

0? 引言

隨著中國(guó)乘用車市場(chǎng)的發(fā)展，一方面由于乘用車市場(chǎng)逐漸飽和，各大車企之間競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)嚴(yán)峻，另一方面由于消費(fèi)者群體日趨理性，對(duì)于車輛的要求越來(lái)越高。傳統(tǒng)三大指標(biāo)中的舒適性有超越動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性而成為影響消費(fèi)者選擇的主要因素的趨勢(shì)。為應(yīng)對(duì)目前的市場(chǎng)，NVH的開發(fā)能力也正在成為各個(gè)主機(jī)廠的關(guān)注重點(diǎn)。而主流車企對(duì)于NVH性能的提升已不只局限于車輛動(dòng)態(tài)過(guò)程，甚至于靜態(tài)NVH表現(xiàn)也已納入研究。本文基于某車型起動(dòng)機(jī)尾音聲品質(zhì)優(yōu)化需求，通過(guò)測(cè)試及對(duì)比，分析了轉(zhuǎn)子、單向器、電磁開關(guān)以及起動(dòng)機(jī)斷電轉(zhuǎn)速等對(duì)于起動(dòng)機(jī)尾音的影響，并基于研究結(jié)果提出了改善方案，經(jīng)過(guò)驗(yàn)證大幅提升了起動(dòng)機(jī)尾音的聲品質(zhì)。

1? 問(wèn)題描述

某車型在PP階段試乘試駕時(shí)出現(xiàn)起動(dòng)尾音明顯且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的問(wèn)題，通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及起動(dòng)機(jī)本體振動(dòng)的測(cè)試，明確該尾音為起動(dòng)機(jī)斷電后產(chǎn)生，結(jié)果如圖1所示。

2? 原因分析

2.1 故障確認(rèn)

①拆下起動(dòng)機(jī)，起動(dòng)機(jī)外觀未發(fā)現(xiàn)損傷痕跡、單向器與飛輪啟動(dòng)齒圈嚙合痕跡清晰正常，單向器功能正常;

②對(duì)起動(dòng)機(jī)進(jìn)行性能測(cè)試，性能曲線滿足要求，功率為1.5kW@12V&10mΩ;

③對(duì)電磁開關(guān)進(jìn)行單體測(cè)試，功能正常;

④起動(dòng)機(jī)空載NVH測(cè)試，在斷電后能明顯聽到尾音（ColorMap如圖2所示）。

2.2 原因分析

通過(guò)對(duì)故障的確認(rèn)，再次明確尾音產(chǎn)生于起動(dòng)機(jī)停機(jī)過(guò)程中。主要排查影響起動(dòng)機(jī)斷電后工作過(guò)程的因素;即影響斷電后轉(zhuǎn)子軸系轉(zhuǎn)速及停機(jī)時(shí)間的因素;

①電磁開關(guān)回位彈簧力：P1=31.36N·m，P2=19.6N·m，對(duì)比同平臺(tái)其他產(chǎn)品，回位彈簧力較小;

②驅(qū)動(dòng)齒輪：該款起動(dòng)機(jī)所匹配的為13齒驅(qū)動(dòng)齒輪，而同平臺(tái)其他產(chǎn)品均采用11齒或9齒驅(qū)動(dòng)齒輪;

③轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)：轉(zhuǎn)子電樞片未采用鏤空結(jié)構(gòu);

④斷電轉(zhuǎn)速：斷電轉(zhuǎn)速越高，單向器被反拖的轉(zhuǎn)速越高，目前多款產(chǎn)品的斷電轉(zhuǎn)速均為750rpm。

3? 方案驗(yàn)證

根據(jù)上述分析，制定了多組優(yōu)化方案，并在發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)布置麥克風(fēng)對(duì)起動(dòng)機(jī)近場(chǎng)噪音進(jìn)行采集分析，傳感器布置見圖3。

①電磁開關(guān)回位彈簧力加大P1、P2分別由31.36N·m、19.6N·m提升至33.13N·m、21.17N·m;測(cè)試結(jié)果如圖4、圖5所示。

小結(jié)：即回位彈簧力加大后，尾音時(shí)間由1.1s縮短至0.7s，優(yōu)化明顯。

②單向器驅(qū)動(dòng)齒輪由13齒更改為11齒，測(cè)試結(jié)果如圖6、圖7所示。

小結(jié)：即減小驅(qū)動(dòng)齒輪，尾音階次特征減弱，優(yōu)化明顯。

③轉(zhuǎn)子電樞疊片鏤空，轉(zhuǎn)子減重184g;測(cè)試結(jié)果如圖8、圖9所示。

小結(jié)，即轉(zhuǎn)子減重后，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量降低，尾音強(qiáng)度及階次特征均有所減弱，效果明顯。

④斷電轉(zhuǎn)速由750rpm提高至900rpm，近場(chǎng)噪音測(cè)試結(jié)果如圖10、圖11所示。

小結(jié)，即更改斷電轉(zhuǎn)速對(duì)尾音無(wú)影響。

4? 結(jié)論

通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)子、單向器、電磁開關(guān)的優(yōu)化，成功解決了上述尾音異常的問(wèn)題，顯著提升啟動(dòng)聲品質(zhì)。在起動(dòng)機(jī)匹配設(shè)計(jì)及NVH開發(fā)的過(guò)程中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注上述方面。

參考文獻(xiàn)：

[1]張廷雷，魯志遠(yuǎn)，趙乃博，等.乘用車起動(dòng)異響的分析及研究[J].小型內(nèi)燃機(jī)與車輛技術(shù)，2020（2）：65-67.

[2]崔祥凱.汽車起動(dòng)機(jī)噪聲分析及其改進(jìn)研究[D].東北大學(xué)，2015：75.

[3]龔承啟.車用起動(dòng)電機(jī)噪聲特性分析與聲源識(shí)別研究[D].西南交通大學(xué)，2017：1-78.