汽車液壓懸置異響分析

李先洲 馬國冰 郭杰亮 穆國寶

摘 要：為了提高對車輛舒適性，轎車中普片采用液壓懸置，但是在NVH調校時，容易發生異響而影響用戶體現。通過對異響零件上測試臺架實施音頻譜分析，確認液壓懸置存在空穴異響和解耦膜拍打異響，通過高速相機拍攝確認到液壓系統的空穴異響，固定解耦膜后拍打流道蓋板的異響消失。文章重點介紹了液壓懸置異響的分析方法及消除異響的方法，有利于提高客戶滿意度。

關鍵詞：液壓懸置;空穴異響;拍打異響

中圖分類號：U461.4 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1671-7988（2020）21-133-03

Abstract： Most of Cars with hydraulic mounting for developing Car comfort， but in time of adjusting NVH， the hydraulic mounting with noise affects customer feeling. By audio analysis of parts with bench-test， confirm the parts exist hole noise and decoupling film patting， catch hydraulic system hole noise by high-speed camera and fixed decoupling film to solve patting noise. This paper focus on the analysis method of hydraulic mounting noise and solving approach， which will help get better customer satisfactory.

Keywords： Hydraulic mounting noise; Hole noise; Patting noise

CLC NO.： U461.4 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）21-133-03

1 引言

車輛動力總成懸置系統的功用主要是支撐汽車動力總成并隔震。為了衰減路面不平度引起的低頻大振幅激勵，懸置系統需要具有高阻尼大剛度特性。發動機振動為高頻小振幅激勵，為了衰減動力總成高頻振動向車身的傳遞，需要懸置系統具有小剛度與低阻尼特性。普通橡膠懸置在低頻激勵下剛度與阻尼較小，高頻激勵下又產生動態硬化現象，對懸置系統隔震性能十分不利。液壓懸置在很大程度上克服了橡膠懸置的缺點，通過對液壓懸置橡膠主簧與流道合理設計，可以實現低頻激勵大阻尼、高頻激勵小阻尼，進而大幅提高懸置系統的隔震效果[1]。

2 液壓懸置的結構

液壓懸置的基本原理如圖 1 所示，在懸置內有兩個單獨的油腔，油腔中封有一定粘性的液體，并有一個可控制阻尼的節流孔。發動機低速旋時，振幅不大，液體可以通過一閥門自由來回流動;如發動機被激發產生大振幅的晃動，此時外界壓力把閥門關閉，迫使液體經節流孔流入低壓油腔，液流阻尼增加，從而抑制了發動機的大振幅運動，這時發動機在怠速和行駛中都能很平穩[2]。

3 液壓懸置異響類型及原因分析

液壓懸置常見異響一般會在跑道上實施NVH評價時會發現，這類異響大概分為兩類，一類為內部解耦膜撞擊流道上下蓋板而產生的噪音;一類為液壓油中空穴現象而產生的噪音。

故障描述：某樣車以10-20KM/H過試驗跑道上顛簸路或一般壞路時，在主駕駛位置和后排座處都能感覺到有規律性的“噠、噠、噠…”的異常聲響，類似于零件與其他部件干涉、碰撞引起的噪聲。

初步分析：

（1）將異常件上臺架測試噪音，異常件噪音明顯高于正常件，見圖2。

（2）切掉主簧限位塊后，異響依然存在，排除限位塊撞擊異響。

（3）將放掉液壓油后的零件裝車上跑道，以上“噠、噠、噠…”異響消失，說明異響來自液壓系統。

（4）將解耦膜與流道蓋板間隙配合改為過盈配合（解耦膜固定在液壓系統中），“噠噠”聲消失，說明異響來自解耦膜與流道蓋板的間隙，由解耦膜拍到流道蓋板而產生的異響。

（5）通過波形圖譜分析，懸置拉伸-壓縮運動轉換處有明顯沖擊，為解耦膜撞擊特征波形：此時懸置振動加速度與發動機產生的加速度接近。

（6）從此波形圖譜來看，懸置拉伸方向最大位移處產生明顯沖擊，為空穴（氣泡）異響特征波形：懸置振動加速度遠大于發動機產生加速度?？昭ó愴懏a生原理：當液腔的壓力<氣體蒸汽壓力時，液體中溶解的氣泡會析出，產生“空穴現象”。隨著液腔壓力增加，空穴（氣泡）會受到壓縮而破裂，并產生巨大的沖擊，形成振動和噪音。當從發動機懸置轉移到車身時，會在駕駛室內產生噪音。采用高速相機拍攝，也發現了氣泡析出、聚集長大、破裂的過程，見下圖4。

4 解決措施

4.1 針對解耦膜拍打異響

解耦膜拍打的異響主要是解耦膜與流道蓋板存在間隙產生的，液壓懸置的解耦膜大多數為浮動式。如將解耦膜改為固定式，會造成動、靜剛度比偏高而影響整車動態NVH性能：會造成三檔鎖止全油門時加速噪音偏大?？赏ㄟ^調校解耦膜與流道蓋板的間隙來獲得理想的NVH水平，同時也降低解耦膜拍打噪音。也有些廠家在解耦膜表面增加緩沖筋或凸點，目的是減少拍打面積。見圖5。

4.2 針對空穴異響

有些日系豪華品牌車在液壓懸置流道上增加泄壓閥以控制液體內的壓力最大值，如豐田花冠、雷克薩斯等，但是會造成懸置成本增加。既然空穴發生在懸置橡膠最大拉升位移處，通過減少橡膠主簧變形量來減少空穴的形成，通過減少懸置最大拉升位移以改變液體內最大壓力，可以較少空穴的破裂程度，實踐證明，將橡膠主簧限位塊加高到一定程度后，完全可以消除空穴異響，

5 結論

本文以用戶容易抱怨轎車液壓懸置的異響問題進行了分析，其中液壓系統的空穴異響和液壓構件解耦膜的拍打為主要異響源，通過降低液壓懸置主簧拉升最大位移或采用泄壓閥可改善空穴異響。通過調校液壓構件中解耦膜與流道蓋板的間隙大小可改善解耦膜拍打音，當然在解耦膜表面增加凸點也可以改善解耦膜拍打音，但是凸點高度和布置位置需要反復調校和驗證。

參考文獻

[1] 鮑寧.動力總成液壓懸置的參數化設計[D].長春：吉林大學，2007.

[2] 呂振華，梁偉，上官文斌.汽車發動機液阻懸置動特性仿真與實驗分析[J].汽車工程， 2002， 24（2）： 105-111.

[3] 郝偉，徐艷民.液壓懸置橡膠主簧靜態力學特性計算與試驗研究[J].橡膠工業，2014， 61（006）：355-358.

[4] 謝金法，苗賀，柳楊.液壓懸置技術的發展現狀及展望[J].礦山機械，2006， 034（008）：127-128.

[5] 黃華.節流盤式液阻懸置動特性作用機理的計算與試驗分析[J]. 現代制造工程，2017，000（001）：58-61，104.