某车型减振器异响问题分析及优化

摘 要：文章针对某车型的减振器异响问题，通过实车主观评价，确认异响类型及潜在的原因。并利用客观测量设备对异响原因进行测量分析，最终锁定异响源头。通过异响原因制定主被动相应措施并予以实施，实施后再进行相关性能的影响评估，经确认，最终异响消除且对关联性能无影响，措施可行，可满足工程应用。

关键词：减振器 异响 分析 优化

随着汽车技术的迅速发展和居民生活水平的不断提高，对汽车品质要求越来越高，尤其是对汽车的安全性和舒适性提出了更为苛刻的要求。且近年来噪声、振动与声振粗糙度（Noise、Vibration、Harshness，NVH）技术在汽车上的大量应用，使汽车上一些主要噪声源得到了较好地抑制，如发动机的噪声；从而导致以前被忽略的部分零部件的噪声以及异响问题相对地暴露出来，引起顾客的关注和抱怨。减振器作为悬架系统的重要组成部件，主要起到减振降噪作用，其自身的异响噪声直接降低了汽车的舒适性[1-3]，影响汽车品牌口碑，越来越引起汽车厂商重视。

减振器异响形成原因非常复杂，异响种类也很多。按异响的发生机理，减振器异响可分为摩擦撞击异响．共振异响、节流异响和气体异响四大类[4-6]，其中摩擦撞击异响、节流异响和气体异响都是由减振器自身发出的，共振异响是减振器与其他零件共振产生。本文以车型为研究对象，发现该车型低速（20km/h-30km/h）行驶在颠簸路面时，部分减振器会在驾驶室内主观感觉到疑似“咕咚咕咚”的异响。针对这种异响，进行实车路试测试，确认异响产生的根源，并在此基础上提出了相应的可行性控制措施。

1 原因分析

为查找该车型减振器产生异响的根本原因，借助仪器测量客观数据，确定噪声频率和噪声传递路径，以为下一步异响噪声的激振源与对策研究积累基础数据。

一般与减振器相关的传播路径有两条，第一条为：车轮—转向节（与减振器相连）--控制臂—副车架；第二条为：车轮—转向节—活塞杆—上隔振块（顶胶）--车身。由于在试驾故障车确认噪声出处时，确认噪声来源于驾驶室左前和右前方向，与减振器与车身安装点位置基本一致，故认定该故障车噪声传播路径为第二条，即车轮—转向节—活塞杆—上隔振块（顶胶）——车身。

在故障车减振器上布置振动加速度传感器，分别布置在下摆臂球销、减振筒下底部、减振筒中部、弹簧座底部、弹簧圈中部、减振器顶杆、连接板车身侧。如图1所示，其中表1列出了各传感器安装位置。

通过测量，得到各测量点的时域振动响应，为了更直观地确认各点振幅/频率是否相同，将以上各点时域振动响应叠加到一张图中，如图2所示。

通过各点的振动响应对比结果，路面激励反馈到减振器顶杆位置最大，且通过顶端连接板部分传递至车身。

对顶杆三个方向振动进行分析，以确认是否是由于减振器顶杆刚度不足引起。顶杆三个方向的振动如图3所示。

由减震器顶杆X/Y/Z方向时域振动图可以看出Z方向最大，可以排除减震器顶杆的刚度不足引起的振动问题。

确认车身与顶杆之间响应，将连接板车身侧和顶杆两点的振动时域图叠加对比，如图4所示。由图可以看出，车身端的振动成分与顶杆的振动成分相同，说明顶杆的振动对车身振动贡献较大。

对减振器顶杆Z向振动进行频域分析，确认响应比较明显的频率段，通过频域图（图5）可看出，在150Hz-240Hz频率段响应比较明显。

2 对策制定及实施

2.1 对策制定

由以上分析可看出，造成减振器异响的原因为减振器顶杆振动过大，此振动通过减振器顶胶传递给车身，顶胶不能有效衰减此振动，导致产生“咕咚咕咚”异响。从路面激励到车身的振动传递路径如图6所示。

由图6可看出，要消除异响，需要抑制减振器顶杆振动，抑制振动由被动抑制和主动抑制两种方式，被动抑制为增大减振器顶胶的吸振能力，降低减振器顶杆振动能量传递给车身，以降低异响产生概率；主动抑制为优化减振器阀系，降低减振器工作时减振器阀片与液流产生共振的风险。

2.2 对策实施

通过以上两种方式进行振动抑制，从而降低异响产生概率。

2.2.1 增大减振器顶胶吸振能力

增大减振器顶胶吸振能力即为切断顶杆振动传递到车身，其主要方式为降低橡胶硬度和加大顶胶。结合车身安装孔大小，决定加大顶胶直径4mm和降低橡胶硬度到60Hs，并做件进行主观驾评。各方案响度测试及主观评价对比见表2。

通过对比可以看出，新顶胶方案较更改前改善明显，响声降低较多，但仍存在。

2.2.2 优化减振器阀系结构

对减振器阀系进行分析，发现减振器流通阀与压缩阀阀片不匹配，流通阀片厚度仅为0.15mm，而压缩阀阀片总厚度较大，为0.9mm；此会导致在持续颠簸路路况下由于流通阀阀片总刚度弱导致流通阀开合度过大且频繁开合，从而产生不规律的振动从而导致异响。

为此，对减振器流通阀及压缩阀刚度重新匹配优化，制定3组减振器阀系方案；并基于顶胶新方案进行主观评价对比，阀系方案及主观评价结果见表3。

由方案对比结果可以看出，在异响、操稳、舒适性三个评价温度方案，方案三综合表现较好，方案一与方案二均略有不足，故根据综合表现，优选方案三。

由于减振器阀系方案对ESP性能影响较大，需要保证减振器阻尼尽量保持与原车匹配标定状态相近的水平，方案三与原方案阻尼对比如图7所示。通过对比，二者阻尼力走向趋势几乎一致，无较大差异。另进行对车身电子稳定系统（Electronic Stability Program，ESP）影响的实际装车场地确认，经实际场地动态确认，新方案下的ESP表现与更改前表现无明显差异。

3 总结

本文针对某车型减振器异响表现，利用客观测量设备在实车上进行异响周边区域的振动测量，通过时域、频域等分析，最终找出异响产生的原因；针对异响产生的原因，采取主动及被动两种途径进行抑制优化，分别制定相应的措施并进行主观驾评确认，最终锁定整改方案，减振器异响问题得到有效解决。

参考文献：

[1]曾庆东，梁海林.机动车减振器设计[M].北京：机械工业出版社，2000.

[2]袁慧辰.减振器异响问题的整车试验方法[J].汽车与配件，2015（10）：75-77．

[3]丁都都，罗谢盼，李奕宝，等.某车型后减振器异响分析与优化[J].汽车实用技术，2021（15）：98-100.

[4]刘勇奎，李奕宝，许阳钊，等.某型汽车后减振器异响分析与改进[J]客车技术及研究，2021，43（2）：35-36．

[5]王鹏，安峰，周祥轶，等.乘用车双筒减振器异响问题探究与改进[J]汽车科技，2023（6）：2-5．

[6]和题，张春鑫，齐昊，等.双筒式汽车液压减振器异响诊断[J]液压与气动，2020（2）：131-137.