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寧波吉利羅佑發(fā)動(dòng)機(jī)零部件有限公司 浙江寧波 315336

當(dāng)前,客戶對汽車各方面的要求越來越嚴(yán)苛,尤其是整車的噪聲、振動(dòng)、聲振粗糙度(NVH)性能。發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲方面的要求是客戶要求的重點(diǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)在使用過程中產(chǎn)生的非正常響聲稱為異響,異響給駕駛者及乘客帶來不佳的感受,需要進(jìn)行分析解決。

1 異響問題描述

某型號汽車進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力總成耐久試驗(yàn),進(jìn)行到7 000 km時(shí),發(fā)現(xiàn)在熱機(jī)怠速情況下,有連續(xù)的“咕嚕”異響,發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后異響消失。

2 異響分析

2.1 異響部位排查

(1)原狀態(tài)探測。通過聽覺辨識異響傳出部位為機(jī)艙內(nèi)部。打開機(jī)艙后,通過噪聲檢測設(shè)備確認(rèn)異響源為發(fā)動(dòng)機(jī)前端。噪聲檢測結(jié)果如圖1所示。

(2)拆除皮帶探測。將發(fā)動(dòng)機(jī)前端輪系皮帶拆除后,對發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行噪聲、振動(dòng)、聲振粗糙度檢測,皮帶拆除前后檢測結(jié)果如圖2所示。

通過噪聲圖譜對比,發(fā)現(xiàn)拆除皮帶后,高能量區(qū)域變小,聽覺辨別異響消失。

(3)復(fù)裝皮帶探測。對發(fā)動(dòng)機(jī)前端輪系皮帶進(jìn)行復(fù)裝,再對發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行噪聲、振動(dòng)、聲振粗糙度檢測,檢測結(jié)果如圖3所示。

通過噪聲圖譜對比,發(fā)現(xiàn)皮帶復(fù)裝后,異響重現(xiàn),能量趨勢增強(qiáng)。

(4)頻譜對比。發(fā)動(dòng)機(jī)前端輪系皮帶拆除和復(fù)裝前后對發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行評價(jià),噪聲頻譜對比如圖4所示。

通過噪聲頻譜對比,皮帶拆除前發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲為60.4 dB,皮帶拆除后發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲降低為51.1 dB,皮帶復(fù)裝后發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲提高為60.9 dB。

(5)小結(jié)。通過對發(fā)動(dòng)機(jī)異響部位進(jìn)行探測,發(fā)現(xiàn)異響由發(fā)動(dòng)機(jī)前端輪系產(chǎn)生,如圖5所示。下一步需要對發(fā)動(dòng)機(jī)前端輪系異響源進(jìn)行排查。

▲圖2 皮帶拆除前后NVH檢測結(jié)果

▲圖3 皮帶復(fù)裝后NVH檢測結(jié)果

▲圖4 發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲頻譜對比

2.2 異響源排查

(1)裝配。發(fā)動(dòng)機(jī)前端輪系皮帶輪、空調(diào)壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)、張緊器、支架裝配正常,無裝偏等問題,安裝面貼合良好。

(2)力矩。對發(fā)動(dòng)機(jī)前端輪系皮帶輪、空調(diào)壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)、張緊器、支架的裝配螺栓擰緊力矩進(jìn)行復(fù)核,滿足裝配要求,無低力矩等松脫問題。

▲圖5 發(fā)動(dòng)機(jī)前端輪系

(3)輪系共面。通過紅外線目視觀察,發(fā)動(dòng)機(jī)前端輪系皮帶輪、空調(diào)壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)輪槽無錯(cuò)槽問題。通過專用工裝檢測,共面度滿足要求,未超差。

(4)尺寸校核。發(fā)動(dòng)機(jī)前端輪系共面性等參數(shù)無設(shè)計(jì)問題。

(5)皮帶外觀確認(rèn)。皮帶背部及楔面表面完好,無掉皮磨損。皮帶楔部寬窄正常,無燒傷等異常。皮帶外觀如圖6所示。

▲圖6 皮帶外觀

(6)皮帶楔部齒形輪廓檢測。皮帶齒形輪廓如圖7所示,不同批次齒高對比見表1,檢測結(jié)果正常。

表1 皮帶齒形齒高對比 mm

▲圖7 皮帶齒形輪廓

(7)皮帶尺寸檢測。對皮帶尺寸進(jìn)行檢測,皮帶長度、寬度、厚度、楔高、楔角等參數(shù)正常。

(8)發(fā)動(dòng)機(jī)前端輪系曲軸皮帶輪、空調(diào)壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)皮帶輪的槽寬、槽深、同軸度、跳動(dòng)等參數(shù)均合格,無異常。

(9)張緊器狀態(tài)檢查。張緊器轉(zhuǎn)動(dòng)順暢,無卡滯問題,軸承無異響問題。

(10)張緊器帶輪表面檢查。張緊器帶輪表面不平整,存在異常,如圖8所示。

▲圖8 張緊器帶輪表面不平整

(11)張緊器帶輪尺寸檢測。張緊器帶輪直徑、跳動(dòng)、圓柱度、螺栓孔位置度檢測均合格,滿足要求。

(12)故障復(fù)現(xiàn)驗(yàn)證。更換表面平整的張緊器帶輪進(jìn)行臺架驗(yàn)證,經(jīng)過識別和設(shè)備探測,異響消失。再更換為原張緊器,異響再次出現(xiàn)。

通過以上分析,排除發(fā)動(dòng)機(jī)前端輪系皮帶輪、空調(diào)壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)存在問題,鎖定故障零部件為張緊器帶輪。異響源分析如圖9所示。

▲圖9 異響源分析

張緊器帶輪采用注塑工藝生產(chǎn),注塑件冷卻時(shí)由于塑料收縮不均勻,導(dǎo)致張緊器帶輪表面不平整。在發(fā)動(dòng)機(jī)前端輪系運(yùn)行過程中,皮帶與表面不平整的張緊器帶輪接觸,會產(chǎn)生不均勻沖擊,從而產(chǎn)生異響。

3 整改對策

對張緊器帶輪外圓增加公差精度要求,張緊器帶輪外圓的圓度公差控制為不大于0.05 mm。

按整改對策選擇五個(gè)不同圓度的張緊器帶輪和兩個(gè)極限樣件,實(shí)測圓度數(shù)據(jù)見表2。

表2 張緊器帶輪實(shí)測圓度數(shù)據(jù) mm

將整改后的五個(gè)張緊器帶輪裝機(jī)后進(jìn)行實(shí)際測試,整改后噪聲頻譜顯示噪聲為51～53 dB,整改有效。對兩個(gè)張緊器帶輪極限樣件進(jìn)行實(shí)際測試,噪聲頻譜顯示噪聲為50～53 dB,整改同樣有效。

4 結(jié)束語

對發(fā)動(dòng)機(jī)前端輪系異響問題進(jìn)行排查,需要使用專業(yè)設(shè)備對異響位置進(jìn)行分析,鎖定異響源。通過對異響源進(jìn)行差異對比驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)張緊器帶輪外圓圓度超差是導(dǎo)致異響的主要因素。圓度超差越大,異響越嚴(yán)重?？刂茍A度公差精度在一定范圍內(nèi),可消除異響問題。后續(xù)設(shè)計(jì)通過對張緊器帶輪圓度進(jìn)行控制,消除了發(fā)動(dòng)機(jī)前端輪系異響問題。