Phân tích và giải pháp xử lý âm thanh bất thường của khung gầm khi xe quay vòng tốc độ thấp

Tóm tắt:Bài viết này nhắm đến tiếng ồn bất thường của khung xe khi ô tô quay ở tốc độ thấp, đồng thời sử dụng tai người và ống nghe để xác định nguồn âm thanh bất thường nhằm xác định vị trí gần đúng và thuộc tính âm thanh của âm thanh bất thường. Sau đó sử dụng thiết bị kiểm tra độ rung và tiếng ồn đặc biệt để thu thập các đặc điểm của vấn đề âm thanh bất thường và phân tích các đặc điểm để xác định nguồn gốc của âm thanh bất thường. Nguồn của âm thanh bất thường được xác minh bằng phương pháp biến đổi duy nhất và các bộ phận có vấn đề về âm thanh bất thường sẽ bị khóa. Tạo mẫu giải pháp thủ công để xác minh và xác định nguyên nhân của sự cố. Phạm vi của giải pháp tối ưu dần được thu hẹp thông qua phương pháp xác minh nhanh và giải pháp tối ưu có được bằng cách kết hợp quy trình sản xuất và quy trình lắp ráp. Khóa các thông số thiết kế của các bộ phận, lập sơ đồ các bộ phận và mang chúng trên toàn bộ xe để xác minh. Kết quả là vấn đề tiếng ồn bất thường biến mất, kế hoạch có hiệu quả và vấn đề được giải quyết.

1.Giới thiệu

Với sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp ô tô, khách hàng ngày càng có yêu cầu cao hơn về hiệu suất ô tô. Trong số đó, đặc biệt nổi bật là hiệu suất âm thanh bất thường của ô tô. Đó là khía cạnh hiệu suất trực tiếp, hời hợt và dễ dàng được khách hàng cảm nhận và đã trở thành một trong những cơ sở quan trọng để đánh giá hiệu suất và đẳng cấp của ô tô. Trong quá trình phát triển ô tô, âm thanh bất thường của khung xe là vấn đề kỹ thuật cốt lõi trong việc phát triển hiệu suất ô tô và là vấn đề then chốt ảnh hưởng đến chất lượng ô tô. Trong những năm gần đây, các hãng ô tô lớn ngày càng chú ý hơn đến khả năng phát ra tiếng ồn bất thường của ô tô và tỷ trọng đầu tư không ngừng tăng lên.

Hệ thống khung gầm ô tô chủ yếu bao gồm hệ thống treo,{0}}khung phụ, phanh, bánh xe, trục truyền động, v.v. Trong số đó, hệ thống treo, phanh và trục truyền động là bộ phận chiếm tỷ lệ lớn gây ra tiếng ồn bất thường ở khung xe. Để kiểm soát tiếng ồn bất thường của khung gầm, các phương pháp CAE có thể được sử dụng ở giai đoạn đầu, bao gồm kiểm tra DMU, ​​thiết kế phương thức, thiết kế độ cứng và độ bền, phân tích tính năng ứng suất, tránh các vấn đề lịch sử và các vấn đề thị trường còn tồn đọng, v.v. Trong giai đoạn giữa, -có thể điều chỉnh tiếng ồn bất thường trên nguyên mẫu thực tế để xác định các điểm bất thường. Ở giai đoạn sau, chất lượng của các bộ phận và khả năng kiểm soát tính nhất quán của quy trình sản xuất cần được tăng cường. Sau khi niêm yết, chủ yếu nên tối ưu hóa vấn đề tiếng ồn bất thường mà thị trường báo cáo.

Trên đây là cách giải quyết vấn đề tiếng ồn bất thường trên ô tô tương đối thông thường nhưng tiếng ồn bất thường thường nằm ngoài dự đoán của mọi người. Ngay cả khi công việc sơ bộ được thực hiện tốt thì cũng khó có thể đảm bảo rằng sau này xe thật sẽ không có tiếng ồn bất thường. Đối với vấn đề tiếng ồn bất thường của xe thật, chúng ta chủ yếu nên bắt đầu từ những vấn đề tiếng ồn bất thường phổ biến và nghiêm trọng, đồng thời ưu tiên giải quyết những vấn đề tiếng ồn bất thường gây khó khăn cho khách hàng. Đối với vấn đề tiếng ồn bất thường nổi bật, nó có thể được tách riêng khỏi dòng phát triển âm thanh bất thường chính và nó có thể được coi như một vấn đề kỹ thuật dành riêng để giải quyết nó. Chu trình đáp ứng nhu cầu phát triển, vấn đề có thể được giải quyết và quay trở lại dây chuyền phát triển chính. Giải pháp cho vấn đề tiếng ồn bất thường của khung máy cũng giống như các vấn đề tiếng ồn bất thường khác, nhưng vấn đề tiếng ồn bất thường ở khung xe phức tạp hơn các vấn đề tiếng ồn bất thường khác và tốn nhiều thời gian và nguồn lực hơn.

2. Phân tích và khắc phục sự cố tiếng ồn bất thường của khung gầm

2.1 Mô tả hiện tượng tiếng ồn bất thường

Khi xe chạy bình thường trên đường, khi quay đầu ở tốc độ thấp (15-20km/h) thỉnh thoảng sẽ có tiếng “cạch cạch” từ gầm xe phía trước, tần suất xuất hiện không đều. Để giải quyết vấn đề này, chiếc xe đã được lái vòng quanh hình số 8 tại địa điểm thử nghiệm. Khi chuyển số lùi trong khi lái xe, âm thanh "tách" ở khung xe phía trước lại xuất hiện và điều kiện làm việc phát ra âm thanh là khi chuyển tay lái và điều kiện làm việc tương đối ổn định.

2.2 Khắc phục sự cố âm thanh bất thường

Gầm trước của xe chủ yếu là kết cấu hệ thống treo McPherson như hình 1. Đầu tiên.

sử dụng ống nghe để thu hẹp phạm vi các nguồn gây tiếng ồn bất thường và bố trí các cảm biến trên các kết cấu thành phần sau (như hình 2): thanh ổn định (kênh 1), tay đòn (kênh 2), phanh (kênh 3), cùm lái (Kênh 4), khung phụ (Kênh 5), giảm xóc (Kênh 6), thanh ổn định (Kênh 1), phanh (Kênh 3) và cùm lái (Kênh 4) được đo tương đối ồn ào. Tiếp tục thu hẹp phạm vi, âm thanh phanh (kênh 3) và tay lái (kênh 4) ngày càng rõ ràng hơn.

Sau khi sử dụng ống nghe để thu hẹp vị trí nguồn âm thanh thì không thể tiếp tục phân tích, xác định nguyên nhân sự cố cũng như đặc tính âm thanh được nữa. Vì vậy, thiết bị kiểm tra chuyên nghiệp NVH LMS Test.Lab được sử dụng để tiếp tục điều tra sự cố âm thanh bất thường và cảm biến rung được sử dụng để bố trí (như trong Hình 3. Hiển thị)

thông qua thu thập dữ liệu rung động, phân tích phổ, tính năng chuyển đổi phổ rung động đo được, như trong Hình 4.

Qua phân tích số liệu đo được bằng cảm biến có thể kết luận: (1) nguồn rung là đầu phanh; (2) Theo đặc điểm âm thanh, xác định âm thanh bất thường là âm thanh va chạm của các bộ phận kim loại.

Theo xử lý sự cố, nguồn gây ra tiếng ồn khóa bất thường là do phanh (như hình 5).

Kết hợp với kết cấu phanh và sơ đồ thác nước có vấn đề, sơ bộ nghi ngờ sự cố này có thể xảy ra ở cả vị trí lắp kẹp phanh và vòng ngoài của ổ phanh.

Sơ đồ xác minh 1:Tháo kẹp phanh (như hình 6)

và xác minh xem sự cố có tái diễn hay không. Kết luận: Sau khi tháo kẹp phanh, tiếng ồn bất thường vẫn tồn tại, loại trừ tiếng ồn bất thường do kẹp phanh gây ra.

Sơ đồ xác minh 2:Hàn chắc chắn mối nối giữa vòng ngoài ổ trục phanh và lỗ ổ trục tay lái (xem Hình 7 để biết vị trí hàn)

và xác minh xem sự cố có tái diễn hay không. Kết luận: Sau khi mối nối giữa vòng ngoài ổ trục phanh và lỗ ổ trục tay lái được hàn chắc chắn thì hiện tượng âm thanh bất thường vẫn chưa xuất hiện trở lại.

Để xác nhận tính hợp lệ của phương án xác minh, 3 phương tiện khác gặp sự cố này đã được hàn chắc chắn tại vị trí này và âm thanh bất thường không được tái tạo. Từ đó có thể xác định nguyên nhân sâu xa gây ra âm thanh bất thường của khung xe khi xe quay vòng ở tốc độ thấp là do sự phối hợp giữa vòng ngoài của ổ trục phanh và lỗ chịu lực của tay lái. Trả vòng ngoài ổ trục phanh và lỗ ổ trục lái của xe có vấn đề về nhà máy để phân tích chất lượng, cả hai bộ phận đều đáp ứng yêu cầu thiết kế. Theo đó, có vấn đề về thiết kế với cấu trúc này.

Qua kiểm tra kỹ hơn, có thể thấy vòng ngoài ổ trục phanh của ô tô nguyên bản và ổ trục tay lái là khớp khít (khớp giữa vòng ngoài ổ trục phanh và lỗ ổ trục tay lái được thể hiện trên Hình 8)

và dung sai thiết kế của lỗ ổ trục tay lái là ∅80(-0,044, -0,073), dung sai vòng ngoài ổ trục phanh ∅80 (0, -0,012).

Sơ đồ kiểm định: Làm 3 bộ mẫu mới để kiểm định sao cho dung sai lỗ ổ trục tay lái là ∅80 (-0,07, -0,1). Kết quả xác minh: Sau khi lắp mẫu mới lên toàn bộ xe không có hiện tượng âm thanh bất thường như vậy.

Từ mẫu xe được đề cập, có thể biết rằng mẫu xe này là ô tô chạy nhiên liệu truyền thống đã trải qua thiết kế từ dầu-sang-điện. Đây là mô hình-dầu sang{4}}điện. Trọng lượng lề đường của xe đã tăng thêm 362kg. Vòng bi khớp được sử dụng trong các phương tiện sử dụng nhiên liệu truyền thống và không có vấn đề như vậy đối với phương tiện sử dụng nhiên liệu.

Dựa trên thông tin về xe, sự thay đổi lực bên, kết hợp với kết luận xử lý sự cố, có thể kết luận nguyên nhân sâu xa gây ra âm thanh bất thường ở khung xe khi quay vòng ở tốc độ thấp là do vòng ngoài của ổ phanh và lỗ chịu lực của tay lái bị trơn do lực bên khi xe quay vòng. Di chuyển tác động. Nguyên nhân trượt và va đập là do vòng ngoài của ổ trục phanh và lỗ ổ trục tay lái không đủ can thiệp. Giải pháp đơn giản nhất là loại bỏ vấn đề rung lắc này bằng cách tối ưu hóa dung sai kích thước của lỗ ổ trục tay lái.

3. Xây dựng kế hoạch tối ưu hóa

Do tiến độ dự án chặt chẽ nên cần sử dụng phương pháp xác minh nhanh để xây dựng sơ đồ tối ưu hóa. Chế tạo 20 bộ vòng ngoài ổ trục tay lái (dung sai kích thước lỗ ổ trục tay lái được thể hiện ở Bảng 2)

và chất chúng lên xe để xác minh (chọn-điều kiện làm việc đầy tải của xe để đảm bảo lực ngang tối đa của xe và chọn điều kiện làm việc này cho các điều kiện xác minh bên dưới), thu hẹp phạm vi dung sai. Kết luận xác minh: Không có mẫu. 1, 2, 3, 4, 5, 6 và 7 nào được mang lên toàn bộ xe để xác minh và vấn đề tiếng ồn bất thường không được cải thiện đáng kể; Loại bỏ tiếng ồn bất thường; mẫu số serial 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 được mang lên xe để kiểm tra, loại bỏ tiếng ồn bất thường nhưng lắp đặt bị kẹt, gây bất tiện cho việc bốc dỡ.

Theo kết luận xác minh ở trên, phạm vi dung sai kích thước có thể thực hiện được giảm xuống ∅80 (-0,061, -0,095) để xác minh tải thêm. Để tránh âm thanh bất thường không rõ ràng do mẫu bị trượt nhỏ và tai người không nhận ra, quá trình xác minh này sử dụng thiết bị LMS để thu thập tín hiệu rung của đầu ổ trục tay lái và theo dõi xem có khe hở tương đối giữa lỗ ổ trục tay lái và vòng ngoài của ổ trục phanh hay không. thể thao. Bố trí ổ trục tay lái được thể hiện trên Hình 9.

Kết luận xác minh: Sau khi nạp mẫu số sê-ri 8 lên toàn bộ xe, giữa lỗ ổ trục khuỷu tay lái và vòng ngoài của ổ trục phanh có chuyển động tương đối, phù hợp với đặc điểm sự cố; Có chuyển động tương đối ở vòng ngoài của ổ phanh.

Xác định sơ đồ tối ưu hóa: Theo kết luận kiểm định ở trên, dung sai kích thước của lỗ ổ trục tay lái được xác định là ∅80 (-0,065, -0,095). trong chu kỳ chuyển mạch điều khiển. Sơ đồ thác nước đặc tính rung được tối ưu hóa được hiển thị trong Hình. 10.

4 Kiểm định ổ trục tay lái trên xe thực tế

Theo phương án tối ưu hóa, dung sai kích thước của lỗ ổ trục tay lái được tối ưu hóa từ ∅80 (-0,044, -0,073) đến ∅80 (-0,065, -0,095), làm tăng sự giao thoa giữa vòng ngoài của ổ trục phanh và lỗ ổ trục tay lái. Độ khít tối ưu giữa vòng ngoài ổ trục phanh và lỗ ổ trục tay lái được thể hiện trên Hình 11.

Theo kết quả tối ưu hóa, dữ liệu màng mềm đã được đóng băng và 3 bộ mẫu thủ công đã được tạo ra. Độ chính xác của việc sản xuất mẫu đạt yêu cầu thiết kế. Sau khi các bộ phận đã được kiểm tra và thông qua, nó sẽ được gắn trên một chiếc xe thật để xác minh chiếc xe thật (xem Hình 12 để biết phanh xe thật).

Kết luận xác minh: Không ai trong số 3 bộ mẫu thủ công có vấn đề về âm thanh bất thường này. Sau khi sơ đồ xác minh phôi thủ công có hiệu lực, dữ liệu vật liệu dura bị đóng băng và vật liệu dura được mở để tạo 3 bộ mẫu dụng cụ. Sau khi các bộ phận được kiểm tra và thông qua, chúng sẽ được gắn trên một chiếc xe thật để xác minh chiếc xe thật. Không có mẫu nào trong số 3 bộ mẫu dụng cụ vật liệu dura gặp vấn đề về âm thanh bất thường này. , người ta đánh giá một cách toàn diện rằng sơ đồ này có thể được sản xuất hàng loạt-và các lô xe tiếp theo được trang bị các bộ phận dụng cụ của sơ đồ này và không có vấn đề âm thanh bất thường như vậy.

5 Kết luận

Khi ngành công nghiệp ô tô chú ý nhiều hơn đến hiệu suất của tiếng ồn bất thường của ô tô, công nghệ phát triển tiếng ồn bất thường trong lĩnh vực phát triển ô tô đã đạt được sự phát triển nhanh chóng. Bài báo kết hợp phân tích lý thuyết và kiểm định thực tế của xe để phân tích ảnh hưởng của lực ngang sinh ra khi xe quay lên nhờ sự phối hợp giữa lỗ ổ trục tay lái và vòng ngoài ổ trục phanh. Thông qua việc khắc phục sự cố của các phương tiện có tiếng ồn bất thường, phạm vi của vấn đề dần được thu hẹp và sau đó được xác minh bằng các phương án thủ công. Khóa nguồn phát sinh vấn đề âm thanh bất thường. Tạo một mẫu giải pháp để xác minh vấn đề tiếng ồn bất thường, sau đó tối ưu hóa mẫu vấn đề thông qua các phương pháp xác minh nhanh để có được giải pháp tối ưu cho vấn đề. Theo kế hoạch tối ưu hóa, hãy tạo mẫu thủ công màng mềm để xác minh. Sau khi xác minh rằng không có vấn đề gì, hãy tạo một mẫu dụng cụ làm phim cứng để xác minh. Sau khi xác minh không có vấn đề gì thì tiến hành sản xuất hàng loạt và chuyển đổi.

Thông qua toàn bộ quá trình xác định, điều tra, phân tích, lập kế hoạch, kỹ thuật và phân loại vấn đề âm thanh bất thường này, chúng tôi đã thu được rất nhiều kinh nghiệm. Trong quá trình phát triển dự án tiếp theo, cần rút kinh nghiệm, đặc biệt là trong giai đoạn thiết kế ban đầu của xe, để mô phỏng đầy đủ sự phân bổ lực của xe và ứng suất lên các bộ phận trong các điều kiện làm việc khác nhau, đồng thời xác nhận xem có vấn đề về tiếng ồn bất thường ở các bộ phận chính hay không. Rủi ro, nếu có vấn đề thì cần phải tránh kịp thời.