基于怠速开空调振动问题的分析验证

杜士云，孙强，陈昌瑞，郭艳，马腾飞，常先强

（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽 合肥 230601）

基于怠速开空调振动问题的分析验证

杜士云，孙强，陈昌瑞，郭艳，马腾飞，常先强

（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽 合肥 230601）

文章通过某车型怠速开空调振动现象的收集及改善措施，希望找到影响怠速开空调振动的主要原因。通过初步设想并验证，确认模态是影响振动的主要因素。再通过试验验证，明确了振动的传递路径及影响部件。发现该车型的前端模块的一阶模态与发动机的二阶频率没有形成有效的避频，导致方向盘振动的产生。

方向盘；振动；模态；避频

Abstract:In this paper, through the collection and improvement measures of a certain type of idling air conditioner vibration,we hope to find the main reason that affect the idle air conditioner vibration. Through preliminary assumption and verification, it is confirmed that mode is the main factor affecting vibration. The transmission path and influence components of vibration are also verified by experiments. It is found that the first order mode of the front module of the vehicle does not form an effective frequency avoidance with the two order frequency of the engine, resulting in the vibration of the steering wheel.

Keywords: Steering; Vibration; Modality; Avoid frequency

CLC NO.: U463.6 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)18-156-03

1 现象收集

通过对怠速空调开方向盘振动现象的收集及改善措施，以下几种现象对于振动改善影响较大：

现象1：散热器-冷凝器增加质量（约10kg）后振动明显降低；

现象2：前端冷却模块安装框架下横梁增加质量（约6Kg）后方向盘振动明显降低；

现象 3：前保正常安装状态，开启前舱盖后，方向盘振动明显降低；

现象 4：开启前舱盖后，前保安装状态对方向盘振动影响较大；

现象5：开左前车门后，方向盘振动明显降低；

希望通过此类现象的收集，找到影响怠速开空调振动的主要原因，并予以优化。

2 影响因素分析

通过对引言部分的现象进行初步归纳，可发现质量变化对于振动存在影响。初步设想，在振动源振动不变情况下，增加质量对方向盘振动的影响可能通过以下几方面进行：

1）增加质量后抑制了前端散热模块本身的振动大小，进而传递到车身的振动减小；

2）增加质量后改变了前端散热模块或安装支架的模态频率，消除了共振现象；

3）改变车门、前舱盖、前保险杠的安装状态可能导致传递路径发生变化及模态频率发生变化。

基于某车型的前舱盖，通过对比测试增加质量前后对方向盘振动影响，验证初步设想是否正确。见表1、图1：

表1 前舱盖不同使用情况下方向盘振动情况

图1 前舱盖不同使用情况下方向盘振动情况

根据上表不同临时验证措施实施后，通过图表分析，得出以下规律：方向盘振动X、Z向振动大幅减小，Y向振动基本不变或明显增大。同时验证了初步设想的正确性，模态对于振动是主要影响因素。

3 问题排查试验

表2 验证试验

为更好确定问题产生的原因，依次进行了以下试验，见表2。

3.1 排查传递路径

依次进行序号1-9不同状态下方向盘振动试验，验证结果如表3：

表3 1-9不同状态下方向振动试验结果

根据以上测试结果，得出以下结论：在断开除了左右悬置之外的其他主要传递路径后，方向盘振动仍然较大，但在打开前机舱盖状态下X、Z向却大幅降低，Y向有所增大。由此可排除从前后悬置、转向机、排气系统路径传递的可能，但前舱盖的影响还需继续验证。

为确定前舱盖的影响，对前舱盖安装状态进行改变，并进行试验，见表4：

表4 方向盘振动测试结果

前舱盖约束方式的改变引起前端冷却模块模态的改变，进而减小方向盘振动。因此在后期的验证中需关闭前舱盖，避免前舱盖对模态的影响。

在关舱盖状态下，对怠速空调开时IP管梁进行测试：

图2 IP管梁振动布点

表5 IP管梁振动测试结果

通过测试发现，IP管梁左侧振动明显高于右侧振动，IP管梁左侧为方向盘振动传递的主要路径。

3.2 排查各模态对共振的影响

对左纵梁、轮罩上部与A柱下部区域、前端散热模块支架进行模态测试：从图3-5三组对比分析可知，前端散热模块支架（注塑框架）模态及车身模态是导致方向盘振动较大的主要原因。

图3 左纵梁模态测试结果

图4 轮罩上部与A柱下部区域模态测试结果

图5 前端散热模块支架模态测试结果

4 结论

整车状态下，测得该车型的前端模块的一阶模态频率为25Hz，整车怠速开空调时，发动机转速上升至780r/min，对应的一阶频率为780/60=13Hz，二阶频率即为26Hz。由此可知，该车型的前端模块一阶模态频率与发动机的二阶频率没有形成有效的避频，二者较为接近。可考虑增加支架刚度及优化支架安装点刚度，以保证避频。

Analysis and Verification Of Vibration Problem Of Open Air Conditioner Based On Idle Speed

Du Shiyun, Sun Qiang, Chen Changrui, Guo Yan, Ma Tengfei, Chang Xianqiang
( Anhui jianghuai automobile group co., LTD., Anhui Hefei 230601 )

U463.6 文献标识码：A 文章编号：1671-7988 (2017)18-156-03

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.18.054

杜士云，就职于安徽江淮汽车集团股份有限公司。