某SUV车型发动机悬置异响诊断分析

钟秤平，黄超勇，黄斌，吴赵生，张东力

(1.江铃汽车股份有限公司技术中心，江西南昌 330001;2.江西省汽车噪声与振动重点实验室，江西南昌 330001)

0 引言

随着汽车振动噪声控制技术的不断发展，汽车上的主要噪声源和振动源得到了较好控制，以前被忽视的其他零部件的噪声问题逐渐被暴露出来[1]。其中异响问题已成为用户投诉的热点之一，也是困扰整车厂和供应商的技术难题之一[2]。异响是车辆NVH的基础，性能管控上要求必须达到目标项目，用户在试乘、试驾时，如果听到过多的异响，往往会放弃购买，为此厂家失去潜在的购买用户；用户购买车辆后，如果发现异响会向4S店抱怨，店家诊断、修理会产生很大费用，花费很长时间，而且修理后可能引起其他异响问题。因此异响越来越受到国内专家学者的重视。

为了研究异响产生的原因，寻找异响源，本文作者通过采集异响路面车轮轴承的加速度与位移生成路谱，将异响故障在四立柱台架重现，从而实现近距离测试异响，通过对比噪声信号特征与子系统振动信号特征，最终锁定异响故障零部件。

1 异响故障机制

发动机悬置是连接车身与底盘的重要部件，路面激励力、发动机运行时的不平衡惯性力、动力总成输出转矩波动、汽车行驶状况急剧变化(如急刹车)等因素引起的振动，都将通过发动机悬置传递至车身，很容易引起车内异响问题。图1为异响的传递路径。

图1 异响的传递路径

在样车开发阶段，主机厂需要做异响管控，每个开发节点都需要抽取一定比例的样车在特殊路面进行异响属性测试，尤其是SUV这种具有越野能力的车型非常有必要做特殊路面及四立柱异响测试。

图2为出现哒哒声的颠簸路面，图3为异响噪声信号。

图2 发生异响路面

图3 异响噪声信号

2 路谱采集与迭代

由于异响发生在一定车速下的特定路面，异响工程师只能在车内大概判断异响源位于发动机舱右侧。为了减少发动机噪声及路噪的干扰，同时便于工程师近距离观察及测试异响，采集样车行驶在异响路面时4个车轮轴承的加速度及位移数据，分析计算载荷谱，图4为载荷谱的计算。

图4 载荷谱的计算

通过对比道路数据与四立柱数据的加速度与位移数据，得出两者之间差异在目标范围内，说明生成的路谱可以代表异响道路激励，如图5所示。

图5 道路数据与四立柱数据一致性对比

最终生成与道路工况相当的路谱数据，用于驱动四立柱台架分析异响，如图6所示。

图6 迭代后生成的异响路面路谱

3 整车四立柱台架实验

将采集并迭代好的路谱数据应用于四立柱台架测试，麦克风及振动加速度传感器布置如图7所示。

图7 整车四立柱台架异响诊断

整车四立柱异响诊断流程如下：

(1)样车路谱采集及迭代，生成异响道路路谱；

(2)将故障样车置于四立柱台架，执行熄火、空挡、松手刹操作；

(3)布置1个麦克风于发动机舱，4个加速度传感器分别位于右前副车架衬套、右摆臂、防扭杠、右前减振器、发动机右悬置；

(4)四立柱控制器加载路谱，异响故障重现，立即采集振动噪声数据；

(5)更换无异响样车，采集振动噪声数据；

(6)对比异响样车及无异响样车噪声数据，确认异响噪声特征频率；

(7)根据异响噪声信号，找出对应的振动信号，最终确定异响源。

通过测试对比故障车及非故障车噪声特征数据后，确认异响故障特征频率为1 000～2 000 Hz，如图8所示。

图8 异响样车与无异响样车噪声信号对比

通过对比异响噪声特征信号与振动数据，最终发现发动机右悬置振动数据与异响噪声数据对应明显，如图9所示。更换新悬置后，异响消失。

图9 异响噪声信号与振动信号对应

确认异响源为悬置后，将悬置拆下并对比故障件与非故障件差异，最终发现异响原因为悬置阻尼角有偏离，支撑力流失造成流道上板有振动。进一步分析其制造工艺过程，发现在硫化过程中铝件变形，从而导致装配流道松动，产生异响。

4 结论

对发动机悬置异响进行了探索性试验研究，可以得到以下结论：

(1)通过采集故障道路的路谱信号，在四立柱台架上可以重现异响问题，方便测试诊断问题，可以有效地提取故障特征。

(2)通过对比故障车与非故障车，可以获取异响故障特征频率，根据特征频率与零部件振动信号对比，可以准确找到异响源。

(3)由于硫化过程中铝件的变形，导致装配流道松动，产生异响。