高 龍

某車型前軸過減速坎沖擊異響問題分析及優(yōu)化

高 龍

（奇瑞商用車（安徽）有限公司，安徽 蕪湖 241000）

為解決某車型前軸過減速坎沖擊異響問題，提升車輛沖擊舒適性，利用主觀評(píng)價(jià)與客觀測(cè)量相結(jié)合的方法，排查出異響原因，為后續(xù)車型開發(fā)提供經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)。首先，通過實(shí)車主觀評(píng)價(jià)，確認(rèn)異響的潛在原因。其次，通過實(shí)物改制進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)、客觀測(cè)量，確定發(fā)動(dòng)機(jī)懸置剛度小是該車型前軸過減速坎沖擊異響、舒適性差的主要原因。最后通過懸置實(shí)物優(yōu)化，過減速坎沖擊異響問題得到優(yōu)化，提升了該車型的前軸沖擊舒適性。

減速帶；沖擊異響；分析優(yōu)化

隨著汽車技術(shù)的迅速發(fā)展和居民生活水平的提高，人們對(duì)汽車品質(zhì)的要求越來越高，特別是乘坐舒適性。汽車乘坐舒適性是評(píng)價(jià)車輛性能優(yōu)劣的一個(gè)重要維度，可以細(xì)分為一階舒適性、二階舒適性和沖擊舒適性三個(gè)方面。近年來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷提升，國(guó)內(nèi)道路不斷硬化改善，破損路面已經(jīng)大大減少，路面對(duì)一階舒適性和二階舒適性的影響得到很大改善。由于路況變好，車輛行進(jìn)速度變快，為了提升安全，各地增加了減速坎的設(shè)置，所以近年來沖擊舒適性成為了衡量汽車乘坐舒適性的一個(gè)非常重要的指標(biāo)，成為了客戶口碑評(píng)價(jià)的一個(gè)非常重要的維度。因此，在車輛開發(fā)過程中，汽車設(shè)計(jì)工程師加大了對(duì)車輛過坎沖擊性能的深入研究[1-2]。

過坎沖擊舒適性問題一般是車輛過減速坎后出現(xiàn)的沖擊生硬、沖擊異響、余顫等問題，國(guó)內(nèi)各大主機(jī)廠對(duì)此研究頗多，如吉利的韋利寧等[3]對(duì)車輛過減速帶沖擊二次余震問題進(jìn)行了虛擬分析并進(jìn)行了實(shí)車驗(yàn)證；上汽的劉雪萊等[4]對(duì)橡膠懸置剛度特性和過減速帶平順性的影響進(jìn)行了研究。但均集中于對(duì)過減速帶后的懸架振動(dòng)衰減的影響研究，暫無對(duì)過減速帶沖擊異響的問題分析。

本文分析了某車型前軸過減速坎沖擊異響的問題，通過主觀評(píng)價(jià)、客觀測(cè)量等方式，最終確定發(fā)動(dòng)機(jī)懸置剛度是該車型過減速帶舒適性問題的主要原因，最終通過優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)懸置解決了該車型過減速帶沖擊舒適性問題。

1 原因分析

該車型主要問題為20～30 km/h過減速坎時(shí)，前軸出現(xiàn)非常明顯的“嗵”的一聲，并帶有強(qiáng)烈的上頂感。首先，對(duì)過減速坎工況力的傳遞路徑進(jìn)行分析，共有兩個(gè)傳遞路徑如下所示：

路徑1：車輪－減振系統(tǒng)（減振器、緩沖塊、彈簧）－車身；

路徑2：車輪－減振系統(tǒng)（減振器、緩沖塊、彈簧）－車身－懸置－動(dòng)力總成－懸置－車身。

從路徑分析看，減振系統(tǒng)和懸置是兩個(gè)重要的影響因素。影響因素排查時(shí)搜集不同動(dòng)力總成、不同減振系統(tǒng)車輛的過坎表現(xiàn)情況如表1所示。其中，前減阻尼方案1、方案2、方案3、方案4、方案5及量產(chǎn)狀態(tài)的主要差異在于減振器高速段復(fù)原及壓縮阻尼的大小。

通過對(duì)以上車型過坎表現(xiàn)的匯總分析，發(fā)現(xiàn)過坎沖擊異響主要與1.5T動(dòng)力總成強(qiáng)相關(guān)，與輪胎型號(hào)、減振器阻尼、彈簧剛度無關(guān)。通過上文的路徑分析，與動(dòng)力總成強(qiáng)相關(guān)即與懸置強(qiáng)相關(guān)，故通過對(duì)懸置進(jìn)行塞膠片優(yōu)化剛度，進(jìn)行主客觀對(duì)比，繼續(xù)深入排查原因。排查過程如圖1所示，通過塞膠片將懸置間隙減小，然后進(jìn)行過減速帶主客觀評(píng)價(jià)。

表1 各組合方案過坎表現(xiàn)

動(dòng)力總成輪胎前減阻尼彈簧剛度/(N·mm-1)表現(xiàn) 1.6T+7DCT235/60R18方案128無異響 1.6T+7DCT235/60R18方案223無異響 1.6T+7DCT235/60R18方案325無異響 1.6T+7DCT235/60R18方案426無異響 1.6T+7DCT235/60R18量產(chǎn)狀態(tài)28無異響 1.5T+6MT255/45R20方案125有異響 1.5T+6MT255/45R20方案225有異響 1.5T+6MT255/45R20方案328有異響 1.5T+6MT255/45R20方案428有異響 1.5T+6MT255/45R20方案528有異響 1.5T+6DCT235/60R18方案123有異響 1.5T+6DCT235/60R18方案228有異響 1.5T+6DCT235/60R18方案328有異響 1.5T+6DCT235/60R18方案423有異響

通過主觀評(píng)價(jià)，左右懸置塞上膠片后，過減速帶無異響，“嗵”的一聲消除。為了更加直觀地對(duì)比，對(duì)懸置加與不加膠片方案進(jìn)行過減速坎時(shí)車輛表現(xiàn)進(jìn)行客觀測(cè)量。主要測(cè)量過減速帶時(shí)能客觀表示駕乘人員真實(shí)感受的指標(biāo)，如車內(nèi)噪聲聲壓級(jí)和響度、方向盤振動(dòng)加速度及振動(dòng)計(jì)量值（Vibration Does Value, VDV）沖量、主駕安裝前點(diǎn)振動(dòng)加速度及VDV沖量、主駕安裝后點(diǎn)振動(dòng)加速度及VDV沖量等。其中，VDV沖量主要表示振動(dòng)劑量，是振動(dòng)測(cè)量的累加值，以加速度時(shí)間歷程的四次方作為計(jì)算基礎(chǔ)，對(duì)峰值更加敏感，單位：m/s1.75。

傳感器布置圖如圖2所示；加膠片與不加膠片的測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)比如表2所示；車內(nèi)噪聲聲壓級(jí)和響度對(duì)比如圖3所示，峰值較高的為加膠片方案，峰值較低的為不加膠片方案。

表2 加膠片與不加膠片的測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)比

方案駕駛艙內(nèi)聲音對(duì)比座椅導(dǎo)軌前點(diǎn)VDV沖量/(m·s-1.75)座椅導(dǎo)軌后點(diǎn)VDV沖量/(m·s-1.75)方向盤VDV沖量/(m·s-1.75) 聲壓級(jí)/dB響度/soneX向Y向Z向X向Y向Z向X向Y向Z向 懸置加膠片77.446.63.2570.5922.5163.1320.5272.6286.8462.9316.728 原狀態(tài)79.858.13.0610.9744.1052.9830.7543.0829.1694.1079.468

通過以上測(cè)量結(jié)果對(duì)比，在懸置上塞膠片減小懸置間隙后，過坎沖擊響度降低11.5 sone，降低比例20%；方向盤VDV沖量，向降低25.3%，向降低28.6%，向降低28.9%；主駕安裝前點(diǎn)VDV沖量向略增6.4%，向降低39.2%，向降低38.7%；主駕安裝后向略增5%，向降低30.3%，向降低14.7%。對(duì)人體感受最明顯的響度及方向VDV沖量均降低明顯，與主觀評(píng)價(jià)結(jié)果一致。

通過以上分析可以得出：減小動(dòng)力總成懸置間隙即提升懸置剛度可提升懸架過減速帶沖擊舒適性。這也與浙江吉智新能源葉明瑞等[5]的分析結(jié)論一致。

圖3 車內(nèi)噪聲聲壓級(jí)和響度對(duì)比圖

2 對(duì)策制定及實(shí)施

2.1 對(duì)策制定

根據(jù)以上分析可以看出，減小動(dòng)力總成懸置間隙可降低過坎沖擊異響并提升過減速帶沖擊舒適性。文獻(xiàn)[3-5]通過仿真分析和實(shí)車測(cè)量，均得出調(diào)整動(dòng)力總成懸置間隙對(duì)過坎舒適性有較大影響。為此，懸置根據(jù)產(chǎn)品自身的剛度、發(fā)動(dòng)機(jī)怠速振動(dòng)表現(xiàn)以及疲勞耐久的評(píng)估，制定方案如下：左懸置下限位增加3 mm；右懸置下限位增加4 mm，具體位置如圖4所示。

2.2 對(duì)策實(shí)施

對(duì)以上方案進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)，結(jié)論為15～20 km/h過減速坎，“嗵”的一聲聲音減弱；25～30 km/h，“嗵”的一聲異響消失。

圖4 懸置限位方案示意圖

對(duì)上述方案進(jìn)行過減速坎客觀測(cè)量，主要測(cè)量輪心的振動(dòng)加速度、主駕座椅導(dǎo)軌的振動(dòng)加速度和車內(nèi)的噪聲值，并與原狀態(tài)對(duì)比如圖5－圖7所示，其中，峰值高的曲線為原方案狀態(tài)，峰值低的曲線為優(yōu)化方案狀態(tài)。

通過客觀測(cè)量結(jié)果對(duì)比，所制定的懸置限位方案對(duì)過減速帶二次沖擊與余振衰減效果較好。二次沖擊下，座椅振動(dòng)值降低1.4～1.8 m/s2，方案有效。

圖5 輪心振動(dòng)加速度隨時(shí)間變化對(duì)比圖

圖6 主駕座椅導(dǎo)軌振動(dòng)加速度隨時(shí)間變化對(duì)比圖

圖7 車內(nèi)駕駛員右耳處噪聲隨時(shí)間變化對(duì)比圖

3 總結(jié)

本文利用主觀評(píng)價(jià)與客觀測(cè)量相結(jié)合的方法，對(duì)過減速帶沖擊舒適性問題進(jìn)行了排查分析，最終找出異響產(chǎn)生的原因；并針對(duì)異響產(chǎn)生的原因制定措施進(jìn)行主觀駕評(píng)確認(rèn)，最終鎖定整改方案，消除過減速帶沖擊異響問題，有效的提升了該車型的過坎舒適性。

[1] 邊姜,段向雷,李貝.基于Hilbert變換的車輛過坎振動(dòng)衰減評(píng)價(jià)方法[J].汽車工程學(xué)報(bào),2019,9(5):327-331.

[2] 李曉雨.某車型沖擊舒適性優(yōu)化的底盤調(diào)校[J].汽車工程師,2016(5):40-43.

[3] 韋利寧,宋傳亮.車輛減速帶沖擊二次余震的原因分析及解決辦法[J].河南科技,2019(23):101-103.

[4] 劉雪萊,楊利勇,曹沖.橡膠懸置剛度特性對(duì)過減速帶平順性影響研究[J].農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程,2020,58 (1):1-5.

[5] 葉明瑞,隋延奇,辛慶鋒,等.整車過坎二次沖擊現(xiàn)象分析[J].汽車零件,2022(7):14-18.

Analysis and Optimization of the Impact Noise Problem of a Vehicle's Front Axle Passing through Speed Bumps

GAO Long

( Chery Commercial Vehicle (Anhui) Company Limited, Wuhu 241000, China )

In order to solve the problem of abnormal noise caused by the front axle passing through the deceleration belt of a certain vehicle model and improve the vehicle's impact comfort, a combination of subjective evaluation and objective measurement is used to identify the causes of the abnormal noise and provide empirical guidance for subsequent vehicle development. Firstly, through subjective evaluation of the actual vehicle, identify the potential causes of the abnormal noise. After subjective evaluation and objective measurement through physical modification, it is finally determined that the low engine mounting stiffness is the main reason for the impact noise of the front axle of the vehicle through the speed bumps. The impact noise issue of the speed bumps is resolved through physical optimization of the engine mounting, and improving the front axle impact comfort of the vehicle.

Speed bumps; Impact noise; Analysis and optimization

U463.33

A

1671-7988(2023)18-38-05

高龍（1986－），男，碩士，工程師，研究方向?yàn)槌擞密嚨妆P設(shè)計(jì)開發(fā)及底盤性能調(diào)校，E-mail:gaolong2@ mychery.com。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2023.018.008