Análisis y solución al sonido anormal del chasis cuando el coche gira a baja velocidad

Abstracto:Este artículo tiene como objetivo el ruido anormal del chasis cuando el automóvil gira a baja velocidad y utiliza el oído humano y un estetoscopio para identificar la fuente de sonido anormal para determinar la ubicación aproximada y los atributos del sonido anormal. Luego utilice el equipo especial de prueba de vibración y ruido para recopilar las características del problema de sonido anormal y analizar las características para determinar la fuente del sonido anormal. La fuente del sonido anormal se verifica mediante el método de variable única y las partes que tienen el problema del sonido anormal se bloquean. Haga una muestra de la solución manual para verificarla y determinar la causa del problema. El alcance de la solución óptima se reduce gradualmente mediante el método de verificación rápida, y la solución óptima se obtiene combinando el proceso de fabricación y el proceso de ensamblaje. Bloquee los parámetros de diseño de las piezas, haga el plano de las piezas y llévelas a todo el vehículo para su verificación. El resultado es que el problema del ruido anormal desaparece, el plan es efectivo y el problema se resuelve.

1.Introducción

Con el rápido desarrollo de la industria automotriz, los clientes tienen requisitos cada vez mayores en cuanto al rendimiento del automóvil. Entre ellos, destaca especialmente el comportamiento sonoro anormal de los automóviles. Es una dimensión de desempeño directa, superficial y fácilmente percibida por los clientes, y se ha convertido en una de las bases importantes para juzgar el desempeño y la calidad de los automóviles. En el proceso de desarrollo del automóvil, el sonido anormal del chasis es una cuestión técnica central clave en el desarrollo del rendimiento del automóvil y una cuestión clave que afecta la calidad del automóvil. En los últimos años, las principales empresas automotrices han prestado cada vez más atención al comportamiento anormal del ruido de los automóviles y la proporción de inversión ha seguido aumentando.

El sistema de chasis de un automóvil se compone principalmente de suspensión, sub-chasis, frenos, ruedas, eje de transmisión, etc. Entre ellos, la suspensión, los frenos y los ejes de transmisión son las partes que representan una gran proporción del ruido anormal del chasis. Para el control del ruido anormal del chasis, se pueden utilizar métodos CAE en la etapa inicial, incluida la inspección DMU, ​​el diseño modal, el diseño de rigidez y resistencia, el análisis de características de tensión, la prevención de problemas históricos y problemas pendientes del mercado, etc. En el mediano-plazo, el ruido anormal se puede ajustar en el prototipo real para identificar anomalías. En la etapa posterior, se debe fortalecer la calidad de las piezas y el control de consistencia del proceso de producción. Después de cotizar en bolsa, debería optimizar principalmente el problema de ruido anormal informado por el mercado.

Lo anterior es una forma relativamente convencional de resolver el problema del ruido anormal en los automóviles, pero el ruido anormal a menudo supera las expectativas de las personas. Incluso si el trabajo preliminar se realiza bien, es difícil garantizar que no habrá ruidos anormales en el automóvil real más adelante. Para el problema del ruido anormal de los vehículos reales, debemos comenzar principalmente con los problemas de ruido anormales comunes y graves, y dar prioridad a resolver los problemas de ruido anormal que preocupan a los clientes. Para el problema de ruido anormal pendiente, se puede extraer de la línea principal de desarrollo de sonido anormal por separado y se puede tratar como un problema técnico dedicado a resolverlo. El ciclo satisface las necesidades de desarrollo y el problema se puede resolver y devolver a la línea principal de desarrollo. La solución al problema del ruido anormal del chasis es la misma que para otros problemas de ruido anormal, pero el problema del ruido anormal del chasis es más complicado que otros problemas de ruido anormal y requiere más tiempo y recursos.

2.Solución de problemas y análisis de ruidos anormales del chasis

2.1 Descripción del fenómeno del ruido anormal

Cuando un vehículo circula normalmente en la carretera, al girar a baja velocidad (15-20 km/h), ocasionalmente se escuchará un sonido de "clic" en el chasis delantero y la frecuencia de aparición es irregular. En respuesta a este problema, el vehículo fue conducido alrededor de una figura de 8 en el sitio de prueba. Cuando se cambiaba la dirección en reversa durante la conducción, reaparecía el sonido de "clic" en el chasis delantero, y las condiciones de trabajo donde se producía el sonido eran cuando se cambiaba la dirección, y las condiciones de trabajo eran relativamente estables.

2.2 Solución de problemas de sonido anormal

El chasis delantero del vehículo es principalmente una estructura de suspensión McPherson, como se muestra en la Figura 1. Primero.

use un estetoscopio para reducir el rango de fuentes de ruido anormales y coloque sensores en las siguientes estructuras de componentes (como se muestra en la Figura 2): barra estabilizadora (canal 1), brazo oscilante (canal 2), freno (canal 3), muñón de dirección (canal 4), bastidor auxiliar (canal 5), amortiguador (canal 6), barra estabilizadora (canal 1), freno (canal 3) y muñón de dirección (canal 4) se miden para ser relativamente fuerte. Al continuar reduciendo el rango, los sonidos del freno (canal 3) y del muñón de la dirección (canal 4) son más obvios.

Después de usar el estetoscopio para delimitar la ubicación de la fuente de sonido, ya no es posible continuar analizando y determinando la causa del problema y las características del sonido. Por lo tanto, el equipo de prueba profesional NVH LMS Test.Lab se utiliza para continuar investigando el problema de sonido anormal y el sensor de vibración se utiliza para el diseño (como se muestra en la Figura 3).

a través de la recopilación de datos de vibración, análisis de espectro y características del espectro de conversión de vibración medida, como se muestra en la Figura 4.

Al analizar los datos medidos por el sensor, se puede concluir que: (1) la fuente de vibración es el extremo del freno; (2) de acuerdo con las características del sonido, se determina que el sonido anormal es el sonido de impacto de piezas metálicas.

Según la solución de problemas, la fuente del ruido de bloqueo anormal es el freno (como se muestra en la Figura 5).

Combinado con la estructura del freno y el diagrama de cascada del problema, se sospecha preliminarmente que este problema puede ocurrir tanto en la posición de instalación de la pinza de freno como en el anillo exterior del cojinete del freno.

Esquema de verificación 1:Desarme la pinza de freno (como se muestra en la Figura 6)

y verifique si el problema vuelve a ocurrir. Conclusión: Después de desmontar la pinza de freno, el ruido anormal aún existe y se descarta el ruido anormal causado por la pinza.

Esquema de verificación 2:Suelde firmemente la unión entre el anillo exterior del cojinete del freno y el orificio del cojinete del muñón de la dirección (consulte la Figura 7 para ver la posición de soldadura).

y verifique si el problema vuelve a ocurrir. Conclusión: Después de soldar firmemente la unión entre el anillo exterior del cojinete del freno y el orificio del cojinete del muñón de la dirección, el problema del sonido anormal no ha reaparecido.

Para confirmar la validez del plan de verificación, otros tres vehículos con este problema fueron soldados firmemente en esta posición y el sonido anormal no se reprodujo. A partir de esto, se puede determinar que la causa fundamental del sonido anormal del chasis cuando el vehículo gira a baja velocidad es el problema en la cooperación entre el anillo exterior del cojinete del freno y el orificio del cojinete del muñón de la dirección. Devuelva el anillo exterior del cojinete del freno y el orificio del cojinete del muñón de la dirección del automóvil con problemas a la fábrica para un análisis de calidad, y ambas piezas cumplen con los requisitos de diseño. De ello se deduce que existe un problema de diseño con esta estructura.

Mediante una verificación adicional, se puede ver que el anillo exterior del cojinete del freno del automóvil original y el cojinete del muñón de la dirección tienen un ajuste de interferencia (el ajuste entre el anillo exterior del cojinete del freno y el orificio del cojinete del muñón de la dirección se muestra en la Figura 8).

y la tolerancia de diseño del orificio del cojinete del muñón de la dirección es ∅80 (-0,044, -0,073), la tolerancia del anillo exterior del cojinete del freno es ∅80 (0, -0,012).

Esquema de verificación: haga 3 juegos de muestras nuevas para verificación, de modo que la tolerancia del orificio del cojinete del muñón de la dirección sea ∅80 (-0,07, -0,1). Resultado de la verificación: Después de instalar la nueva muestra en todo el vehículo, no hay ningún problema de sonido anormal.

Del modelo en cuestión se sabe que se trata de un automóvil de combustible tradicional que ha pasado por un diseño de aceite-a-eléctrico. Es un modelo de petróleo-a-eléctrico. El peso en vacío del vehículo ha aumentado en 362 kg. Los cojinetes de unión se utilizan en vehículos de combustible tradicionales y no existe tal problema en los vehículos de combustible.

Con base en la información del vehículo, los cambios en la fuerza lateral y en combinación con las conclusiones de la solución de problemas, se puede concluir que la causa principal del sonido anormal del chasis al girar a baja velocidad es que el anillo exterior del cojinete del freno y el orificio del cojinete del muñón de la dirección están resbaladizos debido a la fuerza lateral cuando el vehículo gira. Mueve el impacto. El motivo del deslizamiento y el impacto es que el anillo exterior del cojinete del freno y el orificio del cojinete del muñón de la dirección tienen una interferencia insuficiente. La solución más sencilla es eliminar este problema de ruido optimizando las tolerancias dimensionales del orificio del cojinete del muñón de dirección.

3.Formulación del plan de optimización

Debido al apretado cronograma del proyecto, es necesario utilizar el método de verificación rápida para formular el esquema de optimización. Haga 20 juegos de cojinetes del anillo exterior del muñón de dirección (las tolerancias dimensionales de los orificios de los cojinetes del muñón de dirección se muestran en la Tabla 2)

y cárguelos en vehículos para su verificación (seleccione la condición de trabajo de carga completa-del vehículo para garantizar la fuerza lateral máxima del vehículo y seleccione esta condición de trabajo para las condiciones de verificación a continuación), reduciendo el rango de tolerancia. Conclusión de la verificación: No. 1, 2, 3, 4, 5, 6 y 7 muestras se llevaron a todo el vehículo para su verificación, y el problema del ruido anormal no mejoró significativamente; Eliminación de ruidos anormales; Se llevan muestras de los números de serie 14, 15, 16, 17, 18, 19 y 20 en el vehículo para su verificación y se elimina el ruido anormal, pero la instalación está atascada, lo que resulta inconveniente para la carga y descarga.

Según la conclusión de verificación anterior, el rango de tolerancia dimensional implementable se reduce a ∅80 (-0,061, -0,095) para una verificación de carga adicional. Para evitar que el sonido anormal no sea obvio debido al pequeño deslizamiento de la muestra y no sea reconocido por el oído humano, esta verificación utiliza un equipo LMS para recopilar la señal de vibración del extremo del cojinete del muñón de la dirección y monitorea si existe un espacio relativo entre el orificio del cojinete del muñón de la dirección y el anillo exterior del cojinete del freno. deportes. La disposición de los cojinetes del muñón de dirección se muestra en la Figura 9.

Conclusión de la verificación: Después de cargar la muestra del número de serie 8 en todo el vehículo, hay un movimiento relativo entre el orificio del cojinete del muñón de la dirección y el anillo exterior del cojinete del freno, lo cual es consistente con las características del problema; Hay un movimiento relativo en el aro exterior del cojinete del freno.

Determinación del esquema de optimización: De acuerdo con las conclusiones de verificación anteriores, se determina que la tolerancia dimensional del orificio del cojinete del muñón de dirección es ∅80 (-0,065, -0,095). dentro del ciclo de conmutación de control. El diagrama de cascada de características de vibración optimizado se muestra en la Fig. 10.

4 Verificación en vehículo real del cojinete de articulación de dirección

Según el plan de optimización, la tolerancia dimensional del orificio del cojinete del muñón de la dirección se optimiza de ∅80 (-0,044, -0,073) a ∅80 (-0,065, -0,095), lo que aumenta la interferencia entre el anillo exterior del cojinete del freno y el orificio del cojinete del muñón de la dirección. El ajuste optimizado entre el anillo exterior del cojinete del freno y el orificio del cojinete del muñón de la dirección se muestra en la Figura 11.

Según los resultados de la optimización, se congelaron los datos de la película blanda y se produjeron 3 conjuntos de muestras manuales. La precisión de la producción de la muestra cumplió con los requisitos de diseño. Después de que las piezas fueron probadas y aprobadas, se montaron en un vehículo real para su verificación (consulte la Figura 12 para ver el freno del vehículo real).

Conclusión de la verificación: Ninguno de los 3 conjuntos de muestras manuales tuvo este problema de sonido anormal. Una vez que el esquema de verificación manual de la pieza de trabajo es efectivo, los datos de la duramadre se congelan y la duramadre se abre para producir 3 conjuntos de muestras de herramientas. Una vez que las piezas se prueban y pasan, se montan en un vehículo real para su verificación. Ninguno de los 3 conjuntos de muestras de herramientas de duramadre tiene este problema de sonido anormal. , se considera de manera integral que este esquema se puede producir -en masa, y los lotes posteriores de vehículos están equipados con las piezas de herramientas de este esquema, y ​​no existe tal problema de sonido anormal.

5 Conclusión

A medida que la industria del automóvil presta más atención al rendimiento del ruido anormal de los automóviles, la tecnología de desarrollo de ruido anormal en el campo del desarrollo del automóvil ha logrado un rápido desarrollo. Este artículo combina el análisis teórico y la verificación real del vehículo para analizar la influencia de la fuerza lateral generada cuando el vehículo gira en la cooperación entre el orificio del cojinete del muñón de la dirección y el anillo exterior del cojinete del freno. A través de la resolución de problemas de vehículos con ruidos anormales, el alcance del problema se reduce gradualmente y luego se verifica mediante esquemas manuales. Bloquee la fuente del problema de sonido anormal. Haga una muestra de la solución para verificar el problema de ruido anormal y luego optimice la muestra del problema mediante métodos de verificación rápida para obtener la solución óptima al problema. De acuerdo con el plan de optimización, haga una muestra manual de película blanda para su verificación. Después de verificar que no hay ningún problema, haga una muestra de herramientas de película dura para su verificación. Después de verificar que no hay ningún problema, proceda a la producción en masa y al cambio.

A lo largo de todo el proceso de identificación, investigación, análisis, formulación de planes, ingeniería y procesamiento por lotes de este problema de sonido anormal, se ha adquirido mucha experiencia. En el proceso de desarrollo posterior del proyecto, es necesario aprender de esta experiencia, especialmente en la etapa inicial de diseño del vehículo, para simular completamente la distribución de fuerza del vehículo y la tensión en las piezas en diversas condiciones de trabajo, y confirmar si hay problemas de ruido anormales en piezas clave. Riesgo, si hay un problema, debe evitarse a tiempo.