【摘" 要】某燃油車在寒冷的條件下（-20℃以下），冷機(jī)怠速時(shí)整車異常抖動(dòng)，經(jīng)排查為發(fā)動(dòng)機(jī)右懸置膠料低溫結(jié)晶導(dǎo)致剛度異常變大，懸置隔振性能惡化引起整車抖動(dòng)，通過優(yōu)化懸置膠料的配方（將原配方的丁苯膠換為結(jié)晶溫度較低的順丁膠），膠料優(yōu)化后冷機(jī)怠速抖動(dòng)的問題得以解決。

【關(guān)鍵詞】低溫冷機(jī)；怠速抖動(dòng)；懸置；結(jié)晶；剛度

中圖分類號(hào)：U463.6" " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " 文章編號(hào)：1003-8639（ 2022 ）12-0082-02

Analysis and Optimization of Idle Jitter of a Fuel Truck Under Low Temperature

TONG Fei，LI Long-jing

（Anhui Jianghuai Automotive Group Co.，Ltd.，Hefei 230601，China）

【Abstract】The whole vehicle jitters abnormally when a fuel truck is idling under cold conditions（-20℃ or below）. It is found that the low temperature crystallization of the right suspension compound of the engine causes the abnormal increase of stiffness，and the deterioration of suspension vibration isolation performance causes the whole vehicle jitter. By optimizing the formula of suspension compound（by replacing the original formula of butadiene rubber with cis-butadiene rubber with lower crystallization temperature），the problem of the idle jitter of the refrigerator can be solved after the optimization of the rubber.

【Key words】cryocooler；idle jitter；suspend；crystal；rigidity

隨著汽車技術(shù)的不斷進(jìn)步，汽車的性能和品質(zhì)也在逐步提高，人們對(duì)于汽車的要求也越來越高，除了對(duì)車輛的外觀、動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、安全性、配置、性價(jià)比等有較高要求外，對(duì)乘坐舒適性的要求也越來越高。汽車NVH性能的表現(xiàn)對(duì)乘坐舒適性至關(guān)重要，優(yōu)秀的NVH性能要求汽車的噪聲小、振動(dòng)低、聲振粗糙度小，而抖動(dòng)現(xiàn)象是汽車最常見的NVH問題，如座椅抖動(dòng)、地板抖動(dòng)、制動(dòng)踏板抖動(dòng)及方向盤抖動(dòng)等等。

1" 抖動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)理介紹

對(duì)于傳統(tǒng)的燃油車，從抖動(dòng)產(chǎn)生的源頭、傳遞路徑再到最終的響應(yīng)點(diǎn)來進(jìn)行分析。發(fā)動(dòng)機(jī)作為汽車的動(dòng)力源，也是抖動(dòng)產(chǎn)生最主要的源頭，發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)件的動(dòng)平衡差、燃燒異常、剛體模態(tài)被激發(fā)等均會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)的異常抖動(dòng)，從而將抖動(dòng)通過結(jié)構(gòu)路徑傳遞到整車，引起整車的異常抖動(dòng)。其次不好的路況引起的路面激勵(lì)大、輪胎總成的動(dòng)平衡或端面跳動(dòng)差、輪胎胎皮的力傳遞率大等都有可能導(dǎo)致源頭振動(dòng)激勵(lì)大，從而導(dǎo)致整車的抖動(dòng)大；從抖動(dòng)的傳遞路徑來講，動(dòng)力總成懸置的隔振性能不足、空調(diào)管路、燃油管路或制動(dòng)管路的固定管夾隔振差、前后懸架系統(tǒng)襯套的隔振差等均可能導(dǎo)致整車的抖動(dòng)大。高溫或高寒的環(huán)境溫度對(duì)隔振元件的剛度會(huì)有較大的影響，尤其是橡膠類的隔振元件，它的隔振性能會(huì)隨著橡膠硬度的變化而變化，因此汽車在冬天的抖動(dòng)現(xiàn)象一般會(huì)有較為明顯的惡化；最后從整車振動(dòng)的響應(yīng)點(diǎn)來講，車身接附點(diǎn)的動(dòng)剛度低、車身附件的模態(tài)響應(yīng)大或模態(tài)頻率耦合引起的共振等均可能導(dǎo)致整車的抖動(dòng)異常。

2" 問題描述

冬季，在我國(guó)東北及內(nèi)蒙區(qū)域，某汽車品牌多家4S店反饋某燃油車?yán)錂C(jī)怠速時(shí)整車存在嚴(yán)重的抖動(dòng)的現(xiàn)象，且環(huán)境溫度越低，整車的抖動(dòng)現(xiàn)象越嚴(yán)重，車輛充分熱機(jī)后抖動(dòng)現(xiàn)象才會(huì)消除，此問題非常影響主觀感受和駕乘體驗(yàn)，與以品質(zhì)為導(dǎo)向、以客戶為導(dǎo)向的產(chǎn)品定位背道而馳，對(duì)車輛品質(zhì)及口碑有較大的負(fù)面影響。此問題只在環(huán)境溫度很低（-20℃以下）的時(shí)候發(fā)生，環(huán)境溫度較高時(shí)無此問題。經(jīng)過對(duì)整車的振動(dòng)大小進(jìn)行測(cè)試分析，發(fā)現(xiàn)車內(nèi)座椅導(dǎo)軌的振動(dòng)量級(jí)很高（圖1），達(dá)到0.07g，嚴(yán)重高于評(píng)價(jià)指標(biāo)（≤0.015g），動(dòng)力總成右懸置被動(dòng)端的振動(dòng)量級(jí)也明顯偏大（圖2），明顯高于常溫（20℃左右）時(shí)的振動(dòng)。

3" 形成原因分析

首先對(duì)問題車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、扭矩及燃燒情況進(jìn)行了監(jiān)控，發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒正常，轉(zhuǎn)速和扭矩也無異常波動(dòng)。緊接著對(duì)動(dòng)力總成的3個(gè)懸置進(jìn)行排查，將問題車輛的右懸置拆下，用手按壓右懸置的橡膠，發(fā)現(xiàn)橡膠特別硬，完全失去了彈性，而后懸置和左懸置的橡膠則無明顯的變硬，對(duì)右懸置進(jìn)行加熱后彈性得以恢復(fù)，隨即將恢復(fù)彈性的右懸置裝到車上，主觀評(píng)價(jià)抖動(dòng)現(xiàn)象完全消除，座椅導(dǎo)軌的振動(dòng)大幅降低，為0.012g（圖3），滿足評(píng)價(jià)指標(biāo)要求，動(dòng)力總成右懸置被動(dòng)端的振動(dòng)也明顯降低（圖4），將車輛放在外面凍幾天后抖動(dòng)現(xiàn)象又復(fù)現(xiàn)。初步判定為右懸置橡膠在低溫的環(huán)境下結(jié)晶硬化，導(dǎo)致懸置剛度異常變大，從而使懸置的隔振性能惡化引起整車的異常抖動(dòng)。

4" 解決方案

要改善懸置在高寒環(huán)境的隔振性能，必須改善懸置橡膠的耐低溫性能，該懸置橡膠的主要成分為天然膠和丁苯膠，其中丁苯膠的耐低溫性能比較差，用耐低溫性能好的順丁膠替代丁苯膠。將膠料成分優(yōu)化后的右懸置與原狀態(tài)的右懸置同時(shí)在-25℃的環(huán)境倉(cāng)放置72h，對(duì)懸置低溫動(dòng)剛度進(jìn)行對(duì)比測(cè)試，相同的測(cè)試條件下，原狀態(tài)右懸置動(dòng)剛度為1043.6N/mm，膠料優(yōu)化后的右懸置動(dòng)剛度為661.1N/mm，動(dòng)剛度下降很明顯。將膠料成分優(yōu)化后的右懸置裝到車上，在-30℃的整車轉(zhuǎn)轂環(huán)境倉(cāng)放置72h，主觀評(píng)價(jià)抖動(dòng)現(xiàn)象消除，座椅導(dǎo)軌的振動(dòng)為0.011g（圖5），滿足評(píng)價(jià)指標(biāo)要求，整車抖動(dòng)問題得到徹底解決。

5" 結(jié)論

動(dòng)力總成的懸置作為整車隔振最主要的零部件，它的隔振性能極其關(guān)鍵。懸置橡膠的耐低溫性能是一個(gè)非常重要的指標(biāo)，尤其對(duì)于高寒的地區(qū)。橡膠的耐低溫性能主要取決于橡膠玻璃化的特性與結(jié)晶的特性，兩種特性都會(huì)導(dǎo)致橡膠在溫度較低的環(huán)境下失去正常工作的作用。隨著溫度的不斷降低，橡膠大分子鏈段的活動(dòng)性也會(huì)隨著減弱，當(dāng)達(dá)到玻璃化的溫度后，橡膠的鏈段便會(huì)停止運(yùn)動(dòng)，從而導(dǎo)致橡膠變硬、變脆，呈玻璃化的狀態(tài)，也就完全喪失了粘彈特性，造成懸置的剛度異常變大，隔振性能嚴(yán)重惡化，從而導(dǎo)致整車的異常抖動(dòng)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張偉，張培婷，肖建斌. 常用橡膠的低溫性能研究[J].特種橡膠制品，2019，40（4）：27-29.

[2] 龐劍，諶剛，何華. 汽車噪聲與振動(dòng)：理論與應(yīng)用[M]. 北京：北京理工大學(xué)出版社，2006.

（編輯" 章" 子）