某型汽车后减振器异响分析与改进

2021-04-23刘勇奎李奕宝许阳钊丁都都罗谢盼

客车技术与研究 2021年2期

刘勇奎，李奕宝，许阳钊，丁都都，罗谢盼

(广州汽车集团股份有限公司，广州 511434)

本文以某型车的后减振器异响问题为研究对象，针对该型车在经过绳索路面时后减振器出现的冲击异响问题，通过主观评价和客观测量、问题原因分析、结构优化设计和改善样件搭载验证等方法，最终解决了该型车减振器异响问题。

1 问题描述及源头判定

绳索路面为路面上铺装众多由胶管包裹的钢筋，通过螺栓和卡板固定在地面上，形成的特殊试验路面，绳索之间的距离约为0.8 m，如图1所示。绳索路面用于检测汽车低速条件下的异响水平。某型车总装下线后，以10～20 km/h车速通过绳索路面时，车内能明显地听到后悬架传递进来的 “kong kong”冲击声[1]，声品质较差。

图1 绳索路面示意图

在后悬轴节(P1)、后减振器活塞杆(P2)、后减振器上支撑(P3)、行李箱位置(P4)布置加速度传感器，并在主驾座椅头枕布置麦克风，如图2所示。然后以10～20 km/h车速通过同一蝇索路面的路段，采集振动数据[2]。车内主观评价仍能听到明显的“kong kong”声；频谱分析发现在1 250 Hz左右频段，后减振器上支撑壳体振动最强烈，如图3所示。通过车内麦克风收集音频数据[3]，采用信号处理软件将频段 1 150～1 350 Hz的频谱过滤掉后，“kong kong”声消失，由此可判断异响源来自上支撑总成。

图2 布置传感器图

图3 采集数据结果

2 异响根本原因分析及验证

在明确减振器上支撑为异响源后，需要进一步分析发生异响的根本原因。

2.1 方案一：降低聚氨酯内芯刚度

通过对上支撑总成内部结构(如图4所示)分析[4]，聚氨酯内芯刚度过大可能会产生异响。因此，在不改变上支撑总体尺寸结构的前提下，微调聚氨酯内芯发泡量，降低聚氨酯内芯刚度[5]。

图4 后减振器上支撑内部结构

通过测量新旧上支撑总成动刚度，曲线如图5所示，可见新上支撑总成刚度降低了7%。

图5 新旧聚氨酯内芯上支撑刚度曲线对比

将新上支撑总成替换线下异响车辆的原上支撑总成，总装生产线上装配新的上支撑总成。通过同样工况路试，线下更换新上支撑总成样件车辆无异响出现，而总装生产线装配新上支撑总成的车辆还有“kong kong”声。原因分析见后。

2.2 方案二：增加上支撑保护盖

1) 总装生产线工艺分析及异响再现试验。总装流水线装配车辆下线前有一道整车淋水工序，该工序主要是检查整车密封性[6]。车辆经过淋水工序后，由于后减振器总成完全暴露在水雾环境中，而减振器上支撑上端面的内腔结构特征正好可以聚集水珠。

为了确认上支撑进水是否产生异响，进行如下复现试验验证：在无异响的车辆后减振器上支撑上加水，确定水进入上支撑上盖内部并流入聚氨酯内芯，同样工况路试后出现了相同的“kong kong”声。

2) 异响机理分析。聚氨酯内芯材料是一种高分子材料[7]，具有优异的力学强度及耐磨性，但其耐水性较差。当水分子进入大分子链中与聚合物分子链中的极性基团结合，减弱了大分子链间的相互作用，导致大分子链断裂[8]，从而改变了聚氨酯内芯自身振动特性，同时水分子进入也改变了内芯与本体内壁、隔板接触面之间的摩擦系数。因此，绳索路面产生的冲击通过减振器活塞杆传递到上支撑时，聚氨酯内部振动特性发生变化[9]，同时聚氨酯内芯与本体内壁、隔板接触面之间存在颤动产生异响。