Анализ и решение ненормального звука ходовой части при повороте автомобиля на малой скорости

Абстрактный:Эта статья нацелена на ненормальный шум шасси, когда автомобиль поворачивает на низкой скорости, и использует человеческое ухо и стетоскоп для идентификации источника ненормального звука, чтобы определить приблизительное местоположение и звуковые атрибуты ненормального звука. Затем используйте специальное оборудование для испытаний на вибрацию и шум, чтобы собрать характеристики проблемы ненормального звука и проанализировать характеристики, чтобы определить источник ненормального звука. Источник аномального звука проверяется с помощью метода одной переменной, и части, которые имеют проблемы с аномальным звуком, блокируются. Сделайте образец ручного решения для проверки и определите причину проблемы. Объем оптимального решения постепенно сужается с помощью метода быстрой проверки, и оптимальное решение получается путем объединения производственного процесса и процесса сборки. Зафиксируйте расчетные параметры деталей, составьте план деталей и перенесите их на весь автомобиль для проверки. В результате проблема аномального шума исчезает, план становится эффективным, и проблема решена.

1. Введение

С быстрым развитием автомобильной промышленности клиенты предъявляют все более высокие требования к характеристикам автомобилей. Среди них особенно выделяются ненормальные звуковые характеристики автомобилей. Это прямой, поверхностный и легко воспринимаемый покупателями параметр производительности, который стал одним из важных оснований для оценки производительности и класса автомобилей. В процессе разработки автомобилей ненормальный звук шасси является ключевой технической проблемой в развитии характеристик автомобиля и ключевой проблемой, влияющей на качество автомобиля. В последние годы крупные автомобильные компании уделяют все больше внимания аномальным шумовым характеристикам автомобилей, и доля инвестиций продолжает расти.

Система автомобильного шасси в основном состоит из подвески, подрамника, тормозов, колес, приводного вала и так далее. Среди них подвеска, тормоза и приводные валы являются частями, на которые приходится большая часть ненормального шума шасси. Для контроля аномального шума шасси на ранней стадии можно использовать методы CAE, включая проверку DMU, ​​модальное проектирование, расчет жесткости и прочности, анализ характеристик нагрузки, предотвращение исторических проблем и нерешенных рыночных проблем и т. д. В среднесрочной перспективе аномальный шум могут быть скорректированы на фактическом прототипе для выявления отклонений от нормы. На более позднем этапе необходимо усилить качество деталей и контроль согласованности производственного процесса. После листинга он должен в основном оптимизировать проблему аномального шума, о которой сообщает рынок.

Вышеизложенное является относительно традиционным способом решения проблемы аномального шума в автомобилях, но аномальный шум часто превосходит ожидания людей. Даже если предварительная работа выполнена хорошо, сложно гарантировать, что впоследствии в реальном автомобиле не будет посторонних шумов. Что касается проблемы аномального шума реальных транспортных средств, мы должны в основном начинать с распространенных и серьезных проблем с аномальным шумом и отдавать приоритет решению проблем с аномальным шумом, которые беспокоят клиентов. Для нерешенной проблемы аномального шума ее можно выделить из основной линии развития аномального звука отдельно и рассматривать как техническую задачу, предназначенную для ее решения. Цикл соответствует потребностям разработки, и проблема может быть решена и возвращена в основную линию развития. Решение проблемы аномального шума шасси такое же, как и других проблем аномального шума, но проблема аномального шума шасси более сложна, чем другие проблемы аномального шума, и требует больше времени и ресурсов.

2. Устранение неполадок и анализ аномального шума шасси

2.1 Описание явления аномального шума

Когда автомобиль движется по дороге в обычном режиме, при повороте на низкой скорости (15-20 км/ч) из передней части шасси иногда может раздаваться щелчок, частота возникновения которого неравномерна. В ответ на эту проблему автомобиль проехал вокруг цифры 8 на испытательном полигоне. При переключении рулевого управления на задний ход во время движения снова появлялся щелчок в передней части шасси, и рабочие условия, при которых возникал звук, были при переключении рулевого управления, и рабочие условия были относительно стабильными.

2.2 Устранение неполадок со звуком

Переднее шасси автомобиля в основном имеет конструкцию подвески McPherson, как показано на рис. 1. Первое.

используйте стетоскоп, чтобы сузить диапазон источников аномального шума, и расположите датчики на следующих составных конструкциях (как показано на рис. 2): стабилизатор поперечной устойчивости (канал 1), маятник (канал 2), тормоз (канал 3), поворотный кулак (Канал 4), подрамник (Канал 5), амортизатор (Канал 6), стабилизатор поперечной устойчивости (Канал 1), тормоз (Канал 3) и поворотный кулак (Канал 4) считаются относительно громкими. Продолжая сужать диапазон, звуки тормоза (канал 3) и поворотного кулака (канал 4) становятся более очевидными.

После использования стетоскопа для сужения местоположения источника звука невозможно продолжать анализ и определение причины проблемы и звуковых характеристик. Таким образом, профессиональное испытательное оборудование NVH LMS Test.Lab используется для продолжения исследования проблемы ненормального звука, а датчик вибрации используется для компоновки (как показано на рис. 3).

путем сбора данных о вибрации, анализа спектра, измеренных характеристик спектра преобразования вибрации, как показано на рисунке 4.

Анализируя данные, измеренные датчиком, можно сделать вывод, что: (1) источником вибрации является тормозной конец; (2) в соответствии со звуковыми характеристиками определено, что аномальный звук представляет собой звук удара металлических частей.

Согласно поиску и устранению неисправностей, источником аномального шума блокировки является тормоз (как показано на рис. 5).

В сочетании со структурой тормоза и каскадной диаграммой проблемы предварительно предполагается, что эта проблема может возникнуть как в положении установки тормозного суппорта, так и на внешнем кольце тормозного подшипника.

Схема проверки 1:Разберите тормозной суппорт (как показано на рисунке 6)

и проверьте, повторяется ли проблема. Вывод: После разборки тормозного суппорта ненормальный шум все еще существует, и ненормальный шум, вызванный суппортом, исключен.

Схема проверки 2:Плотно приварите стык между наружным кольцом тормозного подшипника и отверстием подшипника поворотного кулака (положение сварки см. на рис. 7).

и проверьте, повторяется ли проблема. Вывод: После прочной сварки соединения между наружным кольцом тормозного подшипника и отверстием подшипника поворотного кулака проблема с аномальным звуком больше не появлялась.

Чтобы подтвердить правильность плана проверки, еще три автомобиля с этой проблемой были прочно приварены в этом месте, и ненормальный звук не воспроизводился. Отсюда можно определить, что первопричиной ненормального звука шасси при повороте автомобиля на малой скорости является проблема взаимодействия между наружным кольцом тормозного подшипника и отверстием подшипника поворотного кулака. Верните наружное кольцо тормозного подшипника и отверстие подшипника поворотного кулака проблемного автомобиля на завод для анализа качества, и обе детали соответствуют требованиям к конструкции. Из этого следует, что существует проблема проектирования с этой структурой.

При дальнейшей проверке можно увидеть, что наружное кольцо тормозного подшипника оригинального автомобиля и подшипник поворотного кулака посажены с натягом (посадка между наружным кольцом тормозного подшипника и отверстием подшипника поворотного кулака показана на рис. 8). )

расчетный допуск отверстия под подшипник поворотного кулака ∅80(-0.044, -0.073), допуск наружного кольца тормозного подшипника ∅80 (0, {{7 }}.012).

Схема проверки: Изготовить 3 комплекта новых образцов для проверки, чтобы допуск отверстия под подшипник поворотного кулака был ∅80 (-0.07, -0.1). Результат проверки: После того, как новый образец установлен на весь автомобиль, такой проблемы со звуком больше нет.

Из рассматриваемой модели известно, что эта модель представляет собой автомобиль с традиционным топливом, который претерпел масляно-электрическую конструкцию. Это масляно-электрическая модель. Снаряженная масса автомобиля увеличилась на 362 кг. Шарнирные подшипники используются в транспортных средствах, работающих на традиционном топливе, и в транспортных средствах, работающих на топливе, такой проблемы нет.

Основываясь на информации о транспортном средстве, изменениях поперечной силы и в сочетании с выводами по устранению неисправностей, можно сделать вывод, что основной причиной ненормального звука шасси при повороте на низкой скорости является повреждение наружного кольца тормозного подшипника и отверстия подшипника поворотного кулака. скользкие из-за боковой силы при повороте автомобиля. Переместите воздействие. Причина проскальзывания и удара в том, что наружное кольцо тормозного подшипника и отверстие подшипника поворотного кулака имеют недостаточный натяг. Самое простое решение — устранить эту проблему дребезжания, оптимизировав допуски на размеры отверстия подшипника поворотного кулака.

3. Составление плана оптимизации

В связи с плотным графиком проекта необходимо использовать метод экспресс-верификации для формулировки схемы оптимизации. Изготовить 20 комплектов подшипников наружного кольца поворотного кулака (допуски на размеры отверстий подшипника поворотного кулака указаны в таблице 2)

и загрузите их в транспортные средства для проверки (выберите рабочее состояние транспортного средства с полной нагрузкой, чтобы обеспечить максимальную боковую силу транспортного средства, и выберите это рабочее состояние для условий проверки, приведенных ниже. условия), сужая диапазон допусков. Заключение проверки: образцы № 1, 2, 3, 4, 5, 6 и 7 были перенесены на весь автомобиль для проверки, и проблема аномального шума не была значительно решена; Устранение посторонних шумов; образцы серийных номеров 14, 15, 16, 17, 18, 19 и 20 возят на машине для поверки, при этом посторонний шум устраняется, но установка застревает, что неудобно при погрузке и разгрузке.

В соответствии с приведенным выше заключением о проверке, реализуемый диапазон допуска размеров уменьшен до ∅80 (-0.061, -0.095) для дальнейшей проверки нагрузки. Во избежание того, что аномальный звук не будет очевиден из-за небольшого проскальзывания образца и не будет распознан человеческим ухом, эта проверка использует оборудование LMS для сбора сигнала вибрации конца подшипника поворотного кулака и отслеживает, есть ли относительный зазор между отверстием подшипника поворотного кулака и наружным кольцом тормозного подшипника. виды спорта. Расположение подшипников поворотного кулака показано на рисунке 9.

Заключение проверки: после того, как образец с серийным номером 8 был загружен на все транспортное средство, между отверстием подшипника поворотного кулака и наружным кольцом тормозного подшипника происходит относительное движение, что согласуется с характеристиками проблемы; В наружном кольце тормозного подшипника происходит относительное перемещение.

Определение схемы оптимизации: Согласно приведенным выше выводам проверки допуск на размер отверстия под подшипник поворотного кулака определен равным ∅80 (-0,065, -0,095). в цикле переключения управления. Водопадная диаграмма оптимизированной вибрационной характеристики показана на рис. 10.

4 Проверка подшипника поворотного кулака на реальном автомобиле

Согласно плану оптимизации размерный допуск отверстия под подшипник поворотного кулака оптимизируется с ∅80 (-0.044, -0.073) до ∅80 (-0.065, { {8}}.095), что увеличивает натяг между наружным кольцом тормозного подшипника и отверстием подшипника поворотного кулака. Оптимальная посадка между наружным кольцом тормозного подшипника и отверстием подшипника поворотного кулака показана на рис. 11.

По результатам оптимизации данные мягкой пленки были заморожены, и было изготовлено 3 набора ручных образцов. Точность изготовления образцов соответствовала проектным требованиям. После того, как детали были протестированы и прошли проверку, они были установлены на реальное транспортное средство для проверки реального транспортного средства (см. рис. 12 для тормоза реального транспортного средства).

Вывод проверки: ни у одного из 3 наборов ручных образцов не было этой проблемы со звуком. После того, как схема ручной проверки заготовки эффективна, данные твердой мозговой оболочки замораживаются, и твердая мозговая оболочка вскрывается для изготовления 3 наборов образцов инструментов. После того, как детали протестированы и приняты, они устанавливаются на реальное транспортное средство для проверки реального транспортного средства. Ни один из 3 наборов образцов инструментов для твердой мозговой оболочки не имеет этой проблемы со звуком. , всесторонне оценено, что эта схема может производиться серийно, и последующие партии автомобилей оснащены деталями оснастки этой схемы, и такой проблемы с ненормальным звуком нет.

5. Вывод

Поскольку автомобильная промышленность уделяет больше внимания характеристикам автомобильного аномального шума, технология разработки аномального шума в области разработки автомобилей достигла быстрого развития. В этой статье теоретический анализ и фактическая проверка транспортного средства сочетаются с анализом влияния поперечной силы, возникающей при включении транспортного средства, на взаимодействие между отверстием подшипника поворотного кулака и наружным кольцом тормозного подшипника. Благодаря устранению неполадок автомобилей с аномальным шумом масштаб проблемы постепенно сужается, а затем проверяется ручными схемами. Заблокируйте источник проблемы с ненормальным звуком. Сделайте образец решения для проверки проблемы аномального шума, а затем оптимизируйте образец проблемы с помощью методов быстрой проверки, чтобы получить оптимальное решение проблемы. В соответствии с планом оптимизации сделайте ручной образец мягкой пленки для проверки. Убедившись в отсутствии проблем, изготовьте образец инструмента из твердой пленки для проверки. Убедившись в отсутствии проблем, приступайте к массовому производству и переключению.

В ходе всего процесса идентификации, исследования, анализа, составления плана, разработки и пакетной обработки этой проблемы с аномальным звуком был накоплен большой опыт. В последующем процессе разработки проекта необходимо извлечь уроки из этого опыта, особенно на ранней стадии проектирования транспортного средства, чтобы полностью смоделировать распределение сил транспортного средства и нагрузки на детали в различных условиях работы, а также подтвердить, есть ли проблемы с аномальным шумом в ключевых частях Риск, если есть проблема, ее нужно вовремя предотвратить.