發動機液壓懸置異響的正向設計方法研究

寧閩

摘 要：發動機和底盤的鏈接和液壓懸置是一個強非線性隔振元件，它可以在不同的振動頻率和振動幅值在不同的剛度和阻尼，因此，這種發動機液壓懸置隔振效果遠優于傳統的懸掛裝置。文中通過分析典型液壓懸置的結構特征，獲得了裝置受沖擊力時解耦膜的拍擊特性，進而詳細分析了液壓裝置異響的原因和特性，基于此確立了液壓懸置異響的正向設計方法，并針對此方法做了詳細研究和分析。

關鍵詞：液壓懸置 異響 正向設計方法

Research on Forward Design Method of Abnormal Sound of Engine Hydraulic Mount

Ning min

Abstract：The link and hydraulic mount of the engine and the chassis is a strong nonlinear vibration isolation element， which can be at different vibration frequencies and vibration amplitudes at different stiffness and damping. Therefore， this engine hydraulic mount has a far greater vibration isolation effect better than traditional suspension devices. By analyzing the structural characteristics of typical hydraulic mounts， the flapping characteristics of the decoupling membrane when the device is subjected to impact force are obtained， and the causes and characteristics of the abnormal noise of the hydraulic device are analyzed in detail. Based on this， the correction of the abnormal noise of the hydraulic mount is established， and detailed research and analysis for this method is conducted.

Key words：hydraulic mount， abnormal noise， forward design method

1 引言

隨著社會發展、科技興起，汽車逐步進入大眾生活，給大眾生活帶來便利的同時也逐步發現一些問題。一方面，在汽車的發動、點火過程中，發動機引起不斷的振動，導致噪音不斷產生。另外，由于一些道路嶇崎，致使汽車在行進過程中，零件、道路條件等一些問題造成噪音高頻率發生。因此，在汽車的設計制造過程中需不斷的發現液壓懸置異響問題并加以改進和完善，為此經過不斷的探究為解決液壓懸置異響問題研制了正向設計方法。

2 發動機液壓懸置的結構及作用

2.1 發動機液壓懸置的結構

液壓懸置按控制方式可分為三種，分別是：被動懸置、半主動懸置以及主動懸置。其中，半主動懸置和主動懸置在隔振降噪方面的性能要優于被動裝置，但是二者因其具有結構復雜、成本高、穩定性差的劣勢而不被廣泛使用。

2.2 發動機液壓懸置的作用

液壓懸置有效克服了傳統動力總成橡膠懸置阻尼偏小的局限性，能夠更好地滿足汽車動力總成隔振的要求。此外，液壓懸置具有低頻阻尼大，高頻動剛度小，減振降噪更為理想等特點，可有效地衰減汽車動力總成振動，液壓裝置能夠隔離因路面不平和車輪穩態不平衡造成的振動性動力，因而，可消減發動機的低頻振動。

3 分析液壓裝置異響原因

3.1 設計導致異響

為了使裝置的精密，在設計過程中解耦膜與導流板、底膜與車身、撞塊與金屬之間的空隙間隔較小。在汽車的行進過程中，凡遇到道路不平整、柏油補修、卵石鋪裝、方坑交錯、橫條共振等道路情況，乘客都會感到規律性“噠、噠、噠”異常聲響，聲音明顯，人耳會感覺到沉悶。這一現象，便是由于零件與其他部件干涉、碰撞所引起。經過聲學回放以及聲品質分析，判定異響聲為低頻噪聲，頻帶范圍主要在400～1000Hz。經過剖析液壓裝置可知，該噪聲產生原因有三。其一，解耦膜撞擊導流板產生異響。當汽車過沖擊路面時，解耦膜撞擊流道蓋板，即耦膜與其二流到蓋板之間有輕微的拍打聲音。其二，撞塊撞擊金屬骨架產生異響。其三，底膜撞擊車身或者底座產生異響。這三種異響皆由于在裝置的設計過程中考慮不周到、不全面、沒有提前實施導致。

3.2 工藝以及機械振動導致異常

在工藝制作中，懸置安裝面不平以及骨架鉚接處存在間隙都會導致異響。另外，管道細長，彎頭多，不固定，流速高時容易引起管道晃動。電機和液壓泵轉動部分的平衡，在安裝時聯軸器不良或松脫，會產生振動和噪聲。

3.3 空氣侵入導致異響

當空氣侵入液壓系統時，其在低壓區體積較大，因此當汽車進入高壓區時，被壓縮，體積突然減小。當它流入低壓區時，體積突然增大，氣泡的體積突然發生變化，即出現“爆炸”現象，從而產生噪聲。

3.4 液壓泵或液壓馬達質量不好

由于液壓泵精度不達要求，質量較差。因此，壓力和流量波動較大，導致困油現象無法得以更好的消除，另外軸承質量差都是造成噪聲的主要原因。在使用過程中，由于液壓泵零件磨損，間隙過大，流量不足，壓力易波動，同樣也會引起噪聲。

4 解決液壓懸置異響的方案

4.1 解決設計中產生的異響

對于耦解膜撞擊導流板而言，只需在原解耦膜上增加凸點群，凸點群和解耦膜為一體結構，材質為橡膠，具有粘彈特性。在解耦膜全面拍擊解耦盤之前，凸點群將先行接觸解耦盤，起到緩沖和吸收拍擊能量的作用，從而降低拍擊聲響。另外，對底膜撞擊車身而言，可增加底膜硬度，也可增大底膜與車身之間的間隙，這樣汽車在道路狀況較差的路段行進，不會導致撞擊產生噪音。最后，在設計制作的過程中，將原有的撞塊結構改為波浪形，這一改變不但不會導致原有的裝置性能發生改變，還能避免撞擊，減少噪音的產生源。

4.2 解決工藝中產生的異響

為降低流道板上穿孔的所帶來的影響，可在工藝制作中增大流道板上泄漏孔的直徑，會增加膨脹室（分液室）到工作室（主液室）的流體流量。如此，整體阻尼和空化噪聲水平會降低。另外，在安裝過程中，應該仔細檢查懸置與安裝面的平整度;在骨架鉚接處多增加鉚接，這樣，無論對于汽車的點火發動，還是汽車在道路去的行駛都能夠極大的減少異響，可增大乘客的舒適度。

4.3 解決空氣以及流動閥導致的異響

解決空氣侵入造成的異常，通常是在液壓缸上設置排氣裝置，以便排氣。另外，對于流動閥不穩定的現象，需要定期規律清洗、并且多疏通陰尼孔;除此之外，還需要對溢流閥進行檢查，倘若發現有損壞應該及時修理甚至更換。

5 液壓裝置異響的正向設計方法分析

5.1 分析液壓裝置異響的原因

在確定異響聲存在后，再通過不斷觀察和聆聽來確定異響的大致位置。然后通過數據分析，分別采集聲音數據和振動數據。再通過聲學回放、聲學設計、振動頻率數據分析以及鎖定異響頻率，再次進行詳細的數據分析，最后通過零件整改、臺架驗證以及整車驗證，最后確定導致聲音異響的原因和來源。

5.2 采集正向設計方法信息

為了找到液壓裝置異響的原因，可對異響進行頻率分析，再從異響的頻譜中找出特征，從而為解決液壓裝置異響找到解決方法。運用頻譜測試的方法，通過凹輪軸位置傳感器和曲輪軸位置傳感器，再分別采集凹輪軸轉角和曲輪軸轉角的信號;

5.3 分析正向設計中存在的問題

根據采集到的聲音、振動、轉角信號等信息可對液壓懸置進行測試，再觀察頻譜圖，分析聲音頻率和振動頻率。若聲音頻率和振動頻率在某一時刻的波動達到最大，則可以表明此時為凹輪軸相位和曲輪軸相位對應的時刻為排氣門打開時刻，那么可以逐步判定，此時異響的原因是由于凹輪軸的線型設計存在問題。也可以通過聲學回放和聲學設計以及頻率測試，來確定聲音頻率，再通過零件驗證找到導致異響的零件問題或者分析是否因為環境而導致異響。

5.4 根據問題找到解決方法

通過數據采集、數據對比找到異常聲響，再通過頻率分析找到異常聲響的原因，最后通過零件驗證找到導致零件異響所存在根源，最后結合零件存在的問題找到最合適的方法來解決異常聲響的問題。例如，在工藝制作中，因耦解膜撞擊導流板產生噪音，那么可在原解耦膜上添加凹點。零件出現問題，可通過不斷改善和研究找到最好、最有效的方法來改善噪音。若是環境問題，則可通過改善裝置、改進零件等方式來降低噪音。

6 結語

在本文中，通過先分析了發動機液壓懸置的結構和作用，再具體分析了造成發動機液壓懸置異響的各種原因，最后從工藝制作中、零件問題、環境造成問題提出了解決造成異響的方案。文章最后通過信息采集、數據分析、再結合聲音測試、聲音回放、頻率測試等方法研究了發動機液壓懸置異響的正向設計。

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