汽车电子扇共振噪声问题攻关探析

付志辉

摘 要：汽车电子扇作为发动机附件的一个重要部件，一般安装在发动机水箱及空调冷凝器前侧，在发动机冷却液温度高时开启向车尾方向吹风为发动机降温，汽车电子扇在空调开启后同时为冷凝器进行降温，与普通风扇（扇叶小于6）相比多采用多扇叶结构（10片以上），故车辆电子扇转速更高，对电子扇动平衡要求也较高。本文就单扇高速運转引起的车辆共振噪声大问题进行分析以便能及时采取对策，减少问题发生，使汽车用户获得更好的驾乘舒适性。

关键词：电子扇；空调系统；高速运转；共振噪声；驾乘舒适性

中图分类号：U461.4 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）21-0076-02

车辆电子扇部分车型有两个，车辆电子扇双扇结构图1所示，车辆电子扇单扇结构图2所示，空调未开启且水温未过高时一个风扇转动，空调开启或水温过高时两个风扇转动，本次解决问题的电子扇为单扇结构，分高低速档，正常状态电子扇低速运转，水温高或者空调开启电子扇高速运转。

1 问题定义

车辆检验人员反馈某车型启动空调后车内共振噪音大，主要表现为耳膜压迫感强，经过对故障车辆进行分析发现，怠速未启动空调车内噪音正常，启动空调后共振噪音增加明显，启动空调并人为停止电子扇运转车内噪音明显减小，故将问题定义为：电子扇启动车内共振噪音大。

2 原因分析

2.1 零件初步分析

针对故障车辆进行噪音数据采集，并对故障车辆进行电子扇更换，同时对一台无故障反馈车辆进行数据对比采集，结果如表1所示。

备注：（1）电子扇零件动平衡设计要求是<40克·毫米，在供应商处需要进行转换，转换后按照<200克·毫米控制（供应商转换公式为：最大动不平衡40*1000/185=216，其中185为电子扇风叶半径）。（2）电子扇在5月份完成PPAP验证，PPAP要求供应商对电子扇整机要做动平衡检测，但没有在零件上标识出检测值，6月份后生产的电子扇要求将检测值标识在零件上，所以以上记录中5月10日的零件没有动平衡值。

通过数据可以看出，三个电子扇在怠速不开空调及开空调停电子扇情况下噪音差异不大，而故障车在怠速开空调且电子扇高速运转情况下噪音增加明显（高出约4分贝），故初步判定：电子扇的振动噪声是造成整车振动及噪声大的主要原因。

2.2 整车分析

电子扇在整车的工作频率为40～50Hz，因此在测量整车噪声后，通过频谱分析，可以筛选出电子扇的工作噪声，电子扇在整车状态下的工作噪声需<40dB。对故障件及对比件进行装车验证及数据采集，结果如表2所示。

小结：（1）将整车振动噪声大的电子扇（故障件）分别装在1.5L&1.8L车，怠速开空调电子扇噪声均表现不好；（2）将动平衡为98～180的1#～4#电子扇分别装到1.8L，可以判定动平衡合格的零件，怠速开空调电子扇噪声测量值和整车主观评价均表现良好，动平衡的设计要求没有问题；（3）将3#、4#电子扇（在1.8车表现为电流最大和最小、动平衡值较大）装在1.5L车，怠速开空调电子扇噪声测量和主观评价均表现良好，动平衡合格的电子扇装在不同发动机系统的下的噪声和电流都符合设计。

2.3 零件进一步分析

在整车怠速开空调评估OK的电子扇合格件1个，和2个故障件件给供应商进行分析：表3，表4所示。

小结：1、3个零件的单体电压、电流、及高速噪声都无问题。

小结：（1）两个故障件的动平衡值超标，是影响电子扇噪声大的主要原因；（2）将故障件的动平衡重新调整并检测OK后，用手抓扇叶模拟验证，发现在装配和运输过程用手抓或者挤压扇叶将会破坏动平衡。

2.4 供应商过程分析

电子扇过程原因分析：平衡工序为100%风扇总成平衡，故产生平衡变异可基本锁定。（1）包装入箱员工未按照规范要求执行；（2）上架周转时对总成扇叶有挤压；（3）与水箱总成装配时，对扇叶有不规范拿放。

电子扇检测原因分析：（1）风扇总成平衡复核抽检有出厂平衡复测，过程巡检无抽查检验及频次；（2）电子扇总成和水箱部装过程操作不规范（电子扇总成在水箱供应商处进行部装）。

2.5 制造过程分析

制造过程中发现散热器进水管是同散热器大总成一起装配举升，在举升过程发现员工把散热器水管用力插入电子扇扇叶中固定，然后举升，这个过程可能会导致扇叶变形或者扇叶上平衡块松动、移位导致电子扇动平衡无法满足设计要求。故最终判定电子扇部装及总装装配过程中导致电子扇动平衡被破坏是引起开空调整车整车振动及噪声大的主要原因。

3 措施制定及实施

3.1 供应商过程控制

短期措施：（1）停止使用5月份批次电子扇，更换为6月份生产批次，并在零件上标识出动平衡检测值；（2）供应商检查目前仓库上架作业过程，培训员工规范作业。

长期措施：（1）对已入箱风扇增加开箱平衡复测检验，频次为4pcs/2h；（2）加强对供应商部装检查，避免供应商部装对电子扇动平衡的破坏。

3.2 装制造过程控制

短期措施：对员工进行培训，装配过程中需要保护扇叶被触碰；长期措施：编写员工操作指导手册规范员工操作。

4 措施验证

经过对措施实施的车辆一个月的验证抽查，未发现整车开空调车内共振噪音大的问题再次出现，故措施验证有效。

5 结语

综上所述，汽车电子扇扇叶作为零件精密部件，应在制造及运输过程中受到保护，轻微触碰即会影响到电子扇动平衡进而导致整车共振噪音大，了解了电子扇失效模式及其后果，那么就需要优化制造过程、提高产品过程控制能力，增加有效检测手段方面努力，以避免类似失效模式出现，从而提高汽车的驾乘舒适性，提高客户满意度。