某车型前轴过减速坎冲击异响问题分析及优化

高 龙

某车型前轴过减速坎冲击异响问题分析及优化

高 龙

（奇瑞商用车（安徽）有限公司，安徽 芜湖 241000）

为解决某车型前轴过减速坎冲击异响问题，提升车辆冲击舒适性，利用主观评价与客观测量相结合的方法，排查出异响原因，为后续车型开发提供经验指导。首先，通过实车主观评价，确认异响的潜在原因。其次，通过实物改制进行主观评价、客观测量，确定发动机悬置刚度小是该车型前轴过减速坎冲击异响、舒适性差的主要原因。最后通过悬置实物优化，过减速坎冲击异响问题得到优化，提升了该车型的前轴冲击舒适性。

减速带；冲击异响；分析优化

随着汽车技术的迅速发展和居民生活水平的提高，人们对汽车品质的要求越来越高，特别是乘坐舒适性。汽车乘坐舒适性是评价车辆性能优劣的一个重要维度，可以细分为一阶舒适性、二阶舒适性和冲击舒适性三个方面。近年来，随着我国经济实力的不断提升，国内道路不断硬化改善，破损路面已经大大减少，路面对一阶舒适性和二阶舒适性的影响得到很大改善。由于路况变好，车辆行进速度变快，为了提升安全，各地增加了减速坎的设置，所以近年来冲击舒适性成为了衡量汽车乘坐舒适性的一个非常重要的指标，成为了客户口碑评价的一个非常重要的维度。因此，在车辆开发过程中，汽车设计工程师加大了对车辆过坎冲击性能的深入研究[1-2]。

过坎冲击舒适性问题一般是车辆过减速坎后出现的冲击生硬、冲击异响、余颤等问题，国内各大主机厂对此研究颇多，如吉利的韦利宁等[3]对车辆过减速带冲击二次余震问题进行了虚拟分析并进行了实车验证；上汽的刘雪莱等[4]对橡胶悬置刚度特性和过减速带平顺性的影响进行了研究。但均集中于对过减速带后的悬架振动衰减的影响研究，暂无对过减速带冲击异响的问题分析。

本文分析了某车型前轴过减速坎冲击异响的问题，通过主观评价、客观测量等方式，最终确定发动机悬置刚度是该车型过减速带舒适性问题的主要原因，最终通过优化发动机悬置解决了该车型过减速带冲击舒适性问题。

1 原因分析

该车型主要问题为20～30 km/h过减速坎时，前轴出现非常明显的“嗵”的一声，并带有强烈的上顶感。首先，对过减速坎工况力的传递路径进行分析，共有两个传递路径如下所示：

路径1：车轮－减振系统（减振器、缓冲块、弹簧）－车身；

路径2：车轮－减振系统（减振器、缓冲块、弹簧）－车身－悬置－动力总成－悬置－车身。

从路径分析看，减振系统和悬置是两个重要的影响因素。影响因素排查时搜集不同动力总成、不同减振系统车辆的过坎表现情况如表1所示。其中，前减阻尼方案1、方案2、方案3、方案4、方案5及量产状态的主要差异在于减振器高速段复原及压缩阻尼的大小。

通过对以上车型过坎表现的汇总分析，发现过坎冲击异响主要与1.5T动力总成强相关，与轮胎型号、减振器阻尼、弹簧刚度无关。通过上文的路径分析，与动力总成强相关即与悬置强相关，故通过对悬置进行塞胶片优化刚度，进行主客观对比，继续深入排查原因。排查过程如图1所示，通过塞胶片将悬置间隙减小，然后进行过减速带主客观评价。

表1 各组合方案过坎表现

动力总成轮胎前减阻尼弹簧刚度/(N·mm-1)表现 1.6T+7DCT235/60R18方案128无异响 1.6T+7DCT235/60R18方案223无异响 1.6T+7DCT235/60R18方案325无异响 1.6T+7DCT235/60R18方案426无异响 1.6T+7DCT235/60R18量产状态28无异响 1.5T+6MT255/45R20方案125有异响 1.5T+6MT255/45R20方案225有异响 1.5T+6MT255/45R20方案328有异响 1.5T+6MT255/45R20方案428有异响 1.5T+6MT255/45R20方案528有异响 1.5T+6DCT235/60R18方案123有异响 1.5T+6DCT235/60R18方案228有异响 1.5T+6DCT235/60R18方案328有异响 1.5T+6DCT235/60R18方案423有异响

通过主观评价，左右悬置塞上胶片后，过减速带无异响，“嗵”的一声消除。为了更加直观地对比，对悬置加与不加胶片方案进行过减速坎时车辆表现进行客观测量。主要测量过减速带时能客观表示驾乘人员真实感受的指标，如车内噪声声压级和响度、方向盘振动加速度及振动计量值（Vibration Does Value, VDV）冲量、主驾安装前点振动加速度及VDV冲量、主驾安装后点振动加速度及VDV冲量等。其中，VDV冲量主要表示振动剂量，是振动测量的累加值，以加速度时间历程的四次方作为计算基础，对峰值更加敏感，单位：m/s1.75。

传感器布置图如图2所示；加胶片与不加胶片的测试数据对比如表2所示；车内噪声声压级和响度对比如图3所示，峰值较高的为加胶片方案，峰值较低的为不加胶片方案。

表2 加胶片与不加胶片的测试数据对比

方案驾驶舱内声音对比座椅导轨前点VDV冲量/(m·s-1.75)座椅导轨后点VDV冲量/(m·s-1.75)方向盘VDV冲量/(m·s-1.75) 声压级/dB响度/soneX向Y向Z向X向Y向Z向X向Y向Z向 悬置加胶片77.446.63.2570.5922.5163.1320.5272.6286.8462.9316.728 原状态79.858.13.0610.9744.1052.9830.7543.0829.1694.1079.468

通过以上测量结果对比，在悬置上塞胶片减小悬置间隙后，过坎冲击响度降低11.5 sone，降低比例20%；方向盘VDV冲量，向降低25.3%，向降低28.6%，向降低28.9%；主驾安装前点VDV冲量向略增6.4%，向降低39.2%，向降低38.7%；主驾安装后向略增5%，向降低30.3%，向降低14.7%。对人体感受最明显的响度及方向VDV冲量均降低明显，与主观评价结果一致。

通过以上分析可以得出：减小动力总成悬置间隙即提升悬置刚度可提升悬架过减速带冲击舒适性。这也与浙江吉智新能源叶明瑞等[5]的分析结论一致。

图3 车内噪声声压级和响度对比图

2 对策制定及实施

2.1 对策制定

根据以上分析可以看出，减小动力总成悬置间隙可降低过坎冲击异响并提升过减速带冲击舒适性。文献[3-5]通过仿真分析和实车测量，均得出调整动力总成悬置间隙对过坎舒适性有较大影响。为此，悬置根据产品自身的刚度、发动机怠速振动表现以及疲劳耐久的评估，制定方案如下：左悬置下限位增加3 mm；右悬置下限位增加4 mm，具体位置如图4所示。

2.2 对策实施

对以上方案进行主观评价，结论为15～20 km/h过减速坎，“嗵”的一声声音减弱；25～30 km/h，“嗵”的一声异响消失。

图4 悬置限位方案示意图

对上述方案进行过减速坎客观测量，主要测量轮心的振动加速度、主驾座椅导轨的振动加速度和车内的噪声值，并与原状态对比如图5－图7所示，其中，峰值高的曲线为原方案状态，峰值低的曲线为优化方案状态。

通过客观测量结果对比，所制定的悬置限位方案对过减速带二次冲击与余振衰减效果较好。二次冲击下，座椅振动值降低1.4～1.8 m/s2，方案有效。

图5 轮心振动加速度随时间变化对比图

图6 主驾座椅导轨振动加速度随时间变化对比图

图7 车内驾驶员右耳处噪声随时间变化对比图

3 总结

本文利用主观评价与客观测量相结合的方法，对过减速带冲击舒适性问题进行了排查分析，最终找出异响产生的原因；并针对异响产生的原因制定措施进行主观驾评确认，最终锁定整改方案，消除过减速带冲击异响问题，有效的提升了该车型的过坎舒适性。

[1] 边姜,段向雷,李贝.基于Hilbert变换的车辆过坎振动衰减评价方法[J].汽车工程学报,2019,9(5):327-331.

[2] 李晓雨.某车型冲击舒适性优化的底盘调校[J].汽车工程师,2016(5):40-43.

[3] 韦利宁,宋传亮.车辆减速带冲击二次余震的原因分析及解决办法[J].河南科技,2019(23):101-103.

[4] 刘雪莱,杨利勇,曹冲.橡胶悬置刚度特性对过减速带平顺性影响研究[J].农业装备与车辆工程,2020,58 (1):1-5.

[5] 叶明瑞,隋延奇,辛庆锋,等.整车过坎二次冲击现象分析[J].汽车零件,2022(7):14-18.

Analysis and Optimization of the Impact Noise Problem of a Vehicle's Front Axle Passing through Speed Bumps

GAO Long

( Chery Commercial Vehicle (Anhui) Company Limited, Wuhu 241000, China )

In order to solve the problem of abnormal noise caused by the front axle passing through the deceleration belt of a certain vehicle model and improve the vehicle's impact comfort, a combination of subjective evaluation and objective measurement is used to identify the causes of the abnormal noise and provide empirical guidance for subsequent vehicle development. Firstly, through subjective evaluation of the actual vehicle, identify the potential causes of the abnormal noise. After subjective evaluation and objective measurement through physical modification, it is finally determined that the low engine mounting stiffness is the main reason for the impact noise of the front axle of the vehicle through the speed bumps. The impact noise issue of the speed bumps is resolved through physical optimization of the engine mounting, and improving the front axle impact comfort of the vehicle.

Speed bumps; Impact noise; Analysis and optimization

U463.33

A

1671-7988(2023)18-38-05

高龙（1986－），男，硕士，工程师，研究方向为乘用车底盘设计开发及底盘性能调校，E-mail:gaolong2@ mychery.com。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2023.018.008