汽车液压悬置异响分析
摘 要：为了提高对车辆舒适性，轿车中普片采用液压悬置，但是在 NVH 调校时，容易发生异响而影响用户体现。通过对异响零件上测试台架实施音频谱分析，确认液压悬置存在空穴异响和解耦膜拍打异响，通过高速相机拍摄确认到液压系统的空穴异响，固定解耦膜后拍打流道盖板的异响消失。文章重点介绍了液压悬置异响的分析方法及消除异响的方法，有利于提高客户满意度。
车辆动力总成悬置系统的功用主要是支撑汽车动力总成并隔震。为了衰减路面不平度引起的低频大振幅激励，悬置系统需要具有高阻尼大刚度特性。发动机振动为高频小振幅激励，为了衰减动力总成高频振动向车身的传递，需要悬置系统具有小刚度与低阻尼特性。普通橡胶悬置在低频激励下刚度与阻尼较小，高频激励下又产生动态硬化现象，对悬置系统隔震性能十分不利。液压悬置在很大程度上克服了橡胶悬置的缺点，通过对液压悬置橡胶主簧与流道合理设计，可以实现低频激励大阻尼、高频激励小阻尼，进而大幅提高悬置系统的隔震效果[1]。液压悬置的基本原理如图 1 所示，在悬置内有两个单独的油腔，油腔中封有一定粘性的液体，并有一个可控制阻尼的节流孔。发动机低速旋时，振幅不大，液体可以通过一阀门自由来回流动；如发动机被激发产生大振幅的晃动，此时外界压力把阀门关闭，迫使液体经节流孔流入低压油腔，液流阻尼增加，从而抑制了发动机的大振幅运动，这时发动机在怠速和行驶中都能很平稳[2]。液压悬置常见异响一般会在跑道上实施NVH 评价时会发现，这类异响大概分为两类，一类为内部解耦膜撞击流道上下盖板而产生的噪音；一类为液压油中空穴现象而产生的噪音。故障描述：某样车以10-20KM/H 过试验跑道上颠簸路或一般坏路时，在主驾驶位置和后排座处都能感觉到有规律性的“哒、哒、哒…”的异常声响，类似于零件与其他部件干涉、碰撞引起的噪声。（1）将异常件上台架测试噪音，异常件噪音明显高于正常件，见图2。（2）切掉主簧限位块后，异响依然存在，排除限位块撞击异响。（3）将放掉液压油后的零件装车上跑道，以上“哒、哒、哒…”异响消失，说明异响来自液压系统。（4）将解耦膜与流道盖板间隙配合改为过盈配合（解耦膜固定在液压系统中），“哒哒”声消失，说明异响来自解耦膜与流道盖板的间隙，由解耦膜拍到流道盖板而产生的异响。（5）通过波形图谱分析，悬置拉伸-压缩运动转换处有明显冲击，为解耦膜撞击特征波形：此时悬置振动加速度与发动机产生的加速度接近。（6）从此波形图谱来看，悬置拉伸方向最大位移处产生明显冲击，为空穴（气泡）异响特征波形：悬置振动加速度远大于发动机产生加速度。空穴异响产生原理：当液腔的压力<气体蒸汽压力时，液体中溶解的气泡会析出，产生“空穴现象”。随着液腔压力增加，空穴（气泡）会受到压缩而破裂，并产生巨大的冲击，形成振动和噪音。当从发动机悬置转移到车身时，会在驾驶室内产生噪音。采用高速相机拍摄，也发现了气泡析出、聚集长大、破裂的过程，见下图4。解耦膜拍打的异响主要是解耦膜与流道盖板存在间隙产生的，液压悬置的解耦膜大多数为浮动式。如将解耦膜改为固定式，会造成动、静刚度比偏高而影响整车动态NVH 性能：会造成三档锁止全油门时加速噪音偏大。可通过调校解耦膜与流道盖板的间隙来获得理想的NVH 水平，同时也降低解耦膜拍打噪音。也有些厂家在解耦膜表面增加缓冲筋或凸点，目的是减少拍打面积。见图5。有些日系豪华品牌车在液压悬置流道上增加泄压阀以控制液体内的压力最大值，如丰田花冠、雷克萨斯等，但是会造成悬置成本增加。既然空穴发生在悬置橡胶最大拉升位移处，通过减少橡胶主簧变形量来减少空穴的形成，通过减少悬置最大拉升位移以改变液体内最大压力，可以较少空穴的破裂程度，实践证明，将橡胶主簧限位块加高到一定程度后，完全可以消除空穴异响，本文以用户容易抱怨轿车液压悬置的异响问题进行了分析，其中液压系统的空穴异响和液压构件解耦膜的拍打为主要异响源，通过降低液压悬置主簧拉升最大位移或采用泄压阀可改善空穴异响。通过调校液压构件中解耦膜与流道盖板的间隙大小可改善解耦膜拍打音，当然在解耦膜表面增加凸点也可以改善解耦膜拍打音，但是凸点高度和布置位置需要反复调校和验证。往期相关推荐
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首次发布时间：2023-04-14
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