起动机尾音分析与优化

何家栋 李金鸽 项兴富 刘爽 李中成

摘要：随着中国乘用车市场的发展，对于车辆NVH的要求愈发严苛，起动机的尾音也逐渐引起各主机厂及消费者的关注。本文基于某车型的启动尾音问题，通过对振动及噪声的测试，分析了起动机各子零部件及车辆标定策略对于启动尾音的影响。通过对转子、单向器、电磁开关以及断电转速的优化，有效解决了该车型的启动尾音问题。

Abstract： With the development of China's passenger car market， for the NVHof vehicles requirements more stringent， endsoundofstarter also gradually cause the attention of the OEM and consumers.This article is based on a model of starting end， through to the vibration and noise test， analysis of the various parts of starter motor and vehicle calibration strategy then findout the influence of the start end sound.Based on the optimization of rotor、overrunning clutch、Electromagnetic switch and thepower off speed， effectively solve the problem of the car's start end sound.

关键词：起动机;NVH;启动尾音

Key words： starter;NVH;endsoundofstarter

中图分类号：U472.43                                    文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）20-0060-03

0  引言

随着中国乘用车市场的发展，一方面由于乘用车市场逐渐饱和，各大车企之间竞争愈发严峻，另一方面由于消费者群体日趋理性，对于车辆的要求越来越高。传统三大指标中的舒适性有超越动力性和经济性而成为影响消费者选择的主要因素的趋势。为应对目前的市场，NVH的开发能力也正在成为各个主机厂的关注重点。而主流车企对于NVH性能的提升已不只局限于车辆动态过程，甚至于静态NVH表现也已纳入研究。本文基于某车型起动机尾音声品质优化需求，通过测试及对比，分析了转子、单向器、电磁开关以及起动机断电转速等对于起动机尾音的影响，并基于研究结果提出了改善方案，经过验证大幅提升了起动机尾音的声品质。

1  问题描述

某车型在PP阶段试乘试驾时出现起动尾音明显且持续时间较长的问题，通过对发动机转速及起动机本体振动的测试，明确该尾音为起动机断电后产生，结果如图1所示。

2  原因分析

2.1 故障确认

①拆下起动机，起动机外观未发现损伤痕迹、单向器与飞轮启动齿圈啮合痕迹清晰正常，单向器功能正常;

②对起动机进行性能测试，性能曲线满足要求，功率为1.5kW@12V&10mΩ;

③对电磁开关进行单体测试，功能正常;

④起动机空载NVH测试，在断电后能明显听到尾音（ColorMap如图2所示）。

2.2 原因分析

通过对故障的确认，再次明确尾音产生于起动机停机过程中。主要排查影响起动机断电后工作过程的因素;即影响断电后转子轴系转速及停机时间的因素;

①电磁开关回位弹簧力：P1=31.36N·m，P2=19.6N·m，对比同平台其他产品，回位弹簧力较小;

②驱动齿轮：该款起动机所匹配的为13齿驱动齿轮，而同平台其他产品均采用11齿或9齿驱动齿轮;

③转子结构：转子电枢片未采用镂空结构;

④断电转速：断电转速越高，单向器被反拖的转速越高，目前多款产品的断电转速均为750rpm。

3  方案验证

根据上述分析，制定了多组优化方案，并在发动机舱内布置麦克风对起动机近场噪音进行采集分析，传感器布置见图3。

①电磁开关回位弹簧力加大P1、P2分别由31.36N·m、19.6N·m提升至33.13N·m、21.17N·m;测试结果如图4、图5所示。

小结：即回位弹簧力加大后，尾音时间由1.1s缩短至0.7s，优化明显。

②单向器驱动齿轮由13齿更改为11齿，测试结果如图6、图7所示。

小结：即减小驱动齿轮，尾音阶次特征减弱，优化明显。

③转子电枢叠片镂空，转子减重184g;测试结果如图8、图9所示。

小结，即转子减重后，转动惯量降低，尾音强度及阶次特征均有所减弱，效果明显。

④断电转速由750rpm提高至900rpm，近场噪音测试结果如图10、图11所示。

小結，即更改断电转速对尾音无影响。

4  结论

通过对转子、单向器、电磁开关的优化，成功解决了上述尾音异常的问题，显著提升启动声品质。在起动机匹配设计及NVH开发的过程中应重点关注上述方面。

参考文献：

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