Analisi e soluzione del rumore anomalo del telaio quando l'auto gira a bassa velocità

Astratto:Questo articolo mira al rumore anomalo del telaio quando l'auto gira a bassa velocità e utilizza l'orecchio umano e lo stetoscopio per identificare la sorgente sonora anomala per determinare la posizione approssimativa e gli attributi sonori del suono anomalo. Quindi utilizzare le speciali apparecchiature di prova delle vibrazioni e del rumore per raccogliere le caratteristiche del problema del suono anomalo e analizzare le caratteristiche per determinare la fonte del suono anomalo. La fonte del suono anomalo viene verificata mediante il metodo a variabile singola e le parti che presentano il problema del suono anomalo vengono bloccate. Creare un campione della soluzione manuale per verificarla e determinare la causa del problema. L'ambito della soluzione ottimale viene gradualmente ristretto attraverso il metodo di verifica rapida e la soluzione ottimale si ottiene combinando il processo di produzione e il processo di assemblaggio. Blocca i parametri di progettazione delle parti, realizza le parti del progetto e portale sull'intero veicolo per la verifica. Il risultato è che il problema del rumore anomalo scompare, il piano è efficace e il problema è risolto.

1.Introduzione

Con il rapido sviluppo dell'industria automobilistica, i clienti hanno requisiti sempre più elevati in termini di prestazioni automobilistiche. Tra questi, le prestazioni anomale del suono delle automobili sono particolarmente importanti. Si tratta di una dimensione prestazionale diretta, superficiale e facilmente percepita dai clienti, ed è diventata una delle basi importanti per giudicare le prestazioni e la qualità delle automobili. Nel processo di sviluppo automobilistico, il suono anomalo del telaio è un problema tecnico fondamentale nello sviluppo delle prestazioni dell'automobile e un problema chiave che influisce sulla qualità dell'automobile. Negli ultimi anni, le principali case automobilistiche hanno prestato sempre maggiore attenzione alle prestazioni anomale delle autovetture in termini di rumore, e la percentuale degli investimenti ha continuato ad aumentare.

Il sistema del telaio dell'automobile è composto principalmente da sospensioni, sottotelaio-, freni, ruote, albero motore e così via. Tra questi, sospensioni, freni e alberi di trasmissione sono le parti che rappresentano gran parte del rumore anomalo del telaio. Per il controllo del rumore anomalo del telaio, è possibile utilizzare metodi CAE nella fase iniziale, tra cui l'ispezione DMU, ​​la progettazione modale, la progettazione di rigidità e resistenza, l'analisi delle caratteristiche di sollecitazione, evitando problemi storici e problemi di mercato in sospeso, ecc. A medio-termine, il rumore anomalo può essere regolato sul prototipo reale per identificare anomalie. Nella fase successiva, la qualità delle parti e il controllo della coerenza del processo di produzione dovrebbero essere rafforzati. Dopo la quotazione, dovrebbe principalmente ottimizzare il problema del rumore anomalo segnalato dal mercato.

Quanto sopra è un modo relativamente convenzionale per risolvere il problema del rumore anomalo nelle automobili, ma il rumore anomalo spesso va oltre le aspettative delle persone. Anche se il lavoro preliminare viene svolto bene, è difficile garantire che in seguito non si sentiranno rumori anomali nell'auto reale. Per quanto riguarda il problema del rumore anomalo dei veicoli reali, dovremmo iniziare principalmente con i problemi di rumore anomalo comuni e gravi e dare priorità alla risoluzione dei problemi di rumore anomalo che disturbano i clienti. Il problema del rumore anomalo eccezionale può essere estratto separatamente dalla linea principale di sviluppo del suono anomalo e può essere trattato come un problema tecnico dedicato alla sua risoluzione. Il ciclo soddisfa le esigenze di sviluppo e il problema può essere risolto e riportato alla linea di sviluppo principale. La soluzione al problema del rumore anomalo del telaio è la stessa di altri problemi di rumore anomalo, ma il problema del rumore anomalo del telaio è più complicato di altri problemi di rumore anomalo e richiede più tempo e risorse.

2.Risoluzione dei problemi e analisi del rumore anomalo del telaio

2.1 Descrizione del fenomeno acustico anomalo

Quando un veicolo procede normalmente su strada, quando svolta a bassa velocità (15-20 km/h), occasionalmente si sente un "clic" dal telaio anteriore e la frequenza del verificarsi è irregolare. In risposta a questo problema, il veicolo è stato guidato attorno a una figura 8 sul sito di prova. Quando si cambiava lo sterzo in retromarcia durante la guida, il suono del "clic" sul telaio anteriore riappariva e le condizioni di lavoro in cui si verificava il suono erano quando si cambiava lo sterzo e le condizioni di lavoro erano relativamente stabili.

2.2 Risoluzione dei problemi legati al suono anomalo

Il telaio anteriore del veicolo è costituito principalmente da una struttura di sospensione McPherson, come mostrato nella Figura 1. Innanzitutto.

utilizzare uno stetoscopio per restringere la gamma di fonti di rumore anomale e disporre i sensori sulle seguenti strutture dei componenti (come mostrato nella Figura 2): barra stabilizzatrice (canale 1), forcellone (canale 2), freno (canale 3), fuso a snodo (canale 4), telaio ausiliario (canale 5), ammortizzatore (canale 6), barra stabilizzatrice (canale 1), freno (canale 3) e fuso a snodo (canale 4) vengono misurati in modo relativamente forte. Continuando a restringere la gamma, i suoni del freno (canale 3) e del fuso a snodo (canale 4) diventano più evidenti.

Dopo aver utilizzato lo stetoscopio per restringere la posizione della sorgente sonora, non è più possibile continuare ad analizzare e determinare la causa del problema e le caratteristiche del suono. Pertanto, l'apparecchiatura di test professionale NVH LMS Test.Lab viene utilizzata per continuare a indagare sul problema del suono anomalo e il sensore di vibrazione viene utilizzato per il layout (come mostrato nella Figura 3. Mostrato)

attraverso la raccolta dei dati sulle vibrazioni, l'analisi dello spettro, le caratteristiche dello spettro di conversione delle vibrazioni misurate, come mostrato nella Figura 4.

Analizzando i dati misurati dal sensore si può concludere che: (1) la sorgente di vibrazione è l'estremità del freno; (2) in base alle caratteristiche del suono, si determina che il suono anomalo è il suono dell'impatto delle parti metalliche.

Secondo la risoluzione dei problemi, la fonte del rumore di bloccaggio anomalo è il freno (come mostrato nella Figura 5).

In combinazione con la struttura del freno e il diagramma a cascata del problema, si sospetta preliminarmente che questo problema possa verificarsi sia nella posizione di installazione della pinza del freno che nell'anello esterno del cuscinetto del freno.

Schema di verifica 1:Smontare la pinza del freno (come mostrato nella Figura 6)

e verificare se il problema si ripresenta. Conclusione: dopo aver smontato la pinza del freno, il rumore anomalo persiste ed è escluso il rumore anomalo causato dalla pinza.

Schema di verifica 2:Saldare saldamente il giunto tra l'anello esterno del cuscinetto del freno e il foro del cuscinetto del fuso a snodo (vedere la Figura 7 per la posizione di saldatura)

e verificare se il problema si ripresenta. Conclusione: dopo che la giunzione tra l'anello esterno del cuscinetto del freno e il foro del cuscinetto del fuso a snodo è stata saldata saldamente, il problema del suono anomalo non si è ripresentato.

Per confermare la validità del piano di verifica, altri tre veicoli con questo problema sono stati saldati saldamente in questa posizione e il suono anomalo non è stato riprodotto. Da ciò si può dedurre che la causa principale del rumore anomalo del telaio quando il veicolo gira a bassa velocità è il problema nella cooperazione tra l'anello esterno del cuscinetto del freno e il foro del cuscinetto del fuso a snodo. Restituire l'anello esterno del cuscinetto del freno e il foro del cuscinetto del fuso a snodo dell'auto problematica alla fabbrica per l'analisi della qualità ed entrambe le parti soddisfano i requisiti di progettazione. Ne consegue che esiste un problema di progettazione con questa struttura.

Attraverso un'ulteriore verifica, si può vedere che l'anello esterno del cuscinetto del freno dell'auto originale e il cuscinetto del fuso a snodo sono montati con interferenza (l'accoppiamento tra l'anello esterno del cuscinetto del freno e il foro del cuscinetto del fuso a snodo è mostrato nella Figura 8)

e la tolleranza di progettazione del foro del cuscinetto del fuso a snodo è ∅80 (-0,044, -0,073), la tolleranza dell'anello esterno del cuscinetto del freno ∅80 (0, -0,012).

Schema di verifica: realizzare 3 serie di nuovi campioni per la verifica, in modo che la tolleranza del foro del cuscinetto del fuso a snodo sia ∅80 (-0,07, -0,1). Risultato della verifica: dopo aver installato il nuovo campione sull'intero veicolo, non si verificano problemi di suono anomali.

Dal modello in questione, si sa che si tratta di un'auto a carburante tradizionale che è stata sottoposta a una progettazione da petrolio-a-elettrica. È un modello da petrolio-a-elettrico. Il peso a vuoto del veicolo è aumentato di 362 kg. I cuscinetti articolari vengono utilizzati nei veicoli a carburante tradizionali e non esiste tale problema nei veicoli a carburante.

Sulla base delle informazioni del veicolo, dei cambiamenti nella forza laterale e in combinazione con le conclusioni della risoluzione dei problemi, si può concludere che la causa principale del suono anomalo del telaio quando si gira a bassa velocità è che l'anello esterno del cuscinetto del freno e il foro del cuscinetto del fuso a snodo sono scivolosi a causa della forza laterale quando il veicolo sta girando. Sposta l'impatto. Il motivo dello slittamento e dell'impatto è che l'anello esterno del cuscinetto del freno e il foro del cuscinetto del fuso a snodo non hanno un'interferenza sufficiente. La soluzione più semplice è eliminare questo problema di rumore ottimizzando le tolleranze dimensionali del foro del cuscinetto del fuso a snodo.

3.Formulazione del piano di ottimizzazione

A causa dei tempi ristretti del progetto, è necessario utilizzare il metodo di verifica rapida per formulare lo schema di ottimizzazione. Realizzare 20 set di cuscinetti dell'anello esterno del fuso a snodo (le tolleranze dimensionali dei fori dei cuscinetti del fuso a snodo sono mostrate nella Tabella 2)

e caricarli sui veicoli per la verifica (selezionare la condizione di lavoro a pieno-carico del veicolo per garantire la massima forza laterale del veicolo e selezionare questa condizione di lavoro per le condizioni di verifica riportate di seguito), restringendo l'intervallo di tolleranza. Conclusione della verifica: No. 1, 2, 3, 4, 5, 6 e 7 campioni sono stati trasportati sull'intero veicolo per la verifica e il problema del rumore anomalo non è stato migliorato in modo significativo; Eliminazione del rumore anomalo; campioni dei numeri di serie 14, 15, 16, 17, 18, 19 e 20 vengono trasportati sul veicolo per la verifica e il rumore anomalo viene eliminato, ma l'installazione è bloccata, il che è scomodo per il carico e lo scarico.

Secondo la conclusione della verifica di cui sopra, l'intervallo di tolleranza dimensionale implementabile è ridotto a ∅80 (-0,061, -0,095) per un'ulteriore verifica del carico. Per evitare che il suono anomalo non sia evidente a causa del piccolo slittamento del campione e non venga riconosciuto dall'orecchio umano, questa verifica utilizza apparecchiature LMS per raccogliere il segnale di vibrazione dell'estremità del cuscinetto del fuso a snodo e monitora se esiste uno spazio relativo tra il foro del cuscinetto del fuso a snodo e l'anello esterno del cuscinetto del freno. sport. La disposizione dei cuscinetti del fuso a snodo è mostrata nella Figura 9.

Conclusione della verifica: dopo aver caricato il campione con il numero di serie 8 sull'intero veicolo, si verifica un movimento relativo tra il foro del cuscinetto del fuso a snodo e l'anello esterno del cuscinetto del freno, che è coerente con le caratteristiche del problema; C'è un movimento relativo nell'anello esterno del cuscinetto del freno.

Determinazione dello schema di ottimizzazione: in base alle conclusioni della verifica di cui sopra, la tolleranza dimensionale del foro del cuscinetto del fuso a snodo è determinata in ∅80 (-0,065, -0,095). all'interno del ciclo di commutazione del controllo. Il diagramma a cascata delle caratteristiche di vibrazione ottimizzate è mostrato in Fig. 10.

4 Verifica del cuscinetto del fuso a snodo del veicolo reale

Secondo il piano di ottimizzazione, la tolleranza dimensionale del foro del cuscinetto del fuso a snodo è ottimizzata da ∅80 (-0,044, -0,073) a ∅80 (-0,065, -0,095), il che aumenta l'interferenza tra l'anello esterno del cuscinetto del freno e il foro del cuscinetto del fuso a snodo. L'adattamento ottimizzato tra l'anello esterno del cuscinetto del freno e il foro del cuscinetto del fuso a snodo è mostrato nella Figura 11.

In base ai risultati dell'ottimizzazione, i dati della pellicola morbida sono stati congelati e sono state prodotte 3 serie di campioni manuali. La precisione della produzione del campione ha soddisfatto i requisiti di progettazione. Dopo che le parti sono state testate e superate, sono state montate su un veicolo reale per la verifica del veicolo reale (vedere la Figura 12 per il freno del veicolo reale).

Conclusione della verifica: nessuno dei 3 set di campioni manuali presentava questo problema di suono anomalo. Dopo che lo schema di verifica manuale del pezzo è efficace, i dati della dura madre vengono congelati e la dura madre viene aperta per creare 3 set di campioni di utensili. Dopo che le parti sono state testate e superate, vengono montate su un veicolo reale per la verifica del veicolo reale. Nessuno dei 3 set di campioni di utensili della dura madre presenta questo problema di suono anomalo. , si ritiene globalmente che questo schema possa essere prodotto in serie-e che i successivi lotti di veicoli siano dotati delle parti di attrezzatura di questo schema e non vi sia alcun problema di suono anomalo.

5 Conclusione

Poiché l'industria automobilistica presta maggiore attenzione alle prestazioni del rumore anomalo delle automobili, la tecnologia di sviluppo del rumore anomalo nel campo dello sviluppo automobilistico ha raggiunto un rapido sviluppo. Questo documento combina l'analisi teorica e la verifica reale del veicolo per analizzare l'influenza della forza laterale generata quando il veicolo gira sulla cooperazione tra il foro del cuscinetto del fuso a snodo e l'anello esterno del cuscinetto del freno. Attraverso la risoluzione dei problemi relativi ai veicoli con rumori anomali, la portata del problema viene gradualmente ridotta e quindi verificata mediante schemi manuali. Bloccare la fonte del problema audio anomalo. Realizzare un campione della soluzione per verificare il problema del rumore anomalo, quindi ottimizzare il campione del problema attraverso metodi di verifica rapidi per ottenere la soluzione ottimale al problema. Secondo il piano di ottimizzazione, realizzare un campione manuale di pellicola morbida per la verifica. Dopo aver verificato che non vi siano problemi, realizzare un campione di utensileria per pellicola dura per la verifica. Dopo aver verificato che non ci siano problemi, procedere alla produzione in serie e al cambio.

Attraverso l'intero processo di identificazione, indagine, analisi, formulazione del piano, ingegneria e raggruppamento di questo problema sonoro anomalo, è stata acquisita molta esperienza. Nel successivo processo di sviluppo del progetto, è necessario imparare da questa esperienza, soprattutto nella fase iniziale di progettazione del veicolo, per simulare completamente la distribuzione della forza del veicolo e la sollecitazione sulle parti in varie condizioni di lavoro e per confermare se ci sono problemi di rumore anomalo nelle parti chiave. Rischio, se c'è un problema, deve essere evitato in tempo.