Analyse et solution au bruit anormal du châssis lorsque la voiture tourne à basse vitesse

Abstrait:Cet article vise le bruit anormal du châssis lorsque la voiture tourne à basse vitesse et utilise l'oreille humaine et le stéthoscope pour identifier la source sonore anormale afin de déterminer l'emplacement approximatif et les attributs sonores du son anormal. Utilisez ensuite l'équipement spécial de test de vibrations et de bruit pour collecter les caractéristiques du problème sonore anormal et analyser les caractéristiques afin de déterminer la source du son anormal. La source du son anormal est vérifiée par la méthode à variable unique et les pièces présentant un problème de son anormal sont verrouillées. Faites un échantillon de la solution manuelle pour vérification et déterminez la cause du problème. La portée de la solution optimale est progressivement réduite grâce à la méthode de vérification rapide, et la solution optimale est obtenue en combinant le processus de fabrication et le processus d'assemblage. Verrouillez les paramètres de conception des pièces, réalisez les pièces planifiées et transportez-les sur l'ensemble du véhicule pour vérification. Le résultat est que le problème de bruit anormal disparaît, le plan est efficace et le problème est résolu.

1.Introduction

Avec le développement rapide de l’industrie automobile, les clients ont des exigences de plus en plus élevées en matière de performances automobiles. Parmi eux, les performances sonores anormales des automobiles sont particulièrement importantes. Il s'agit d'une dimension de performance directe, superficielle et facilement perçue par les clients, et elle est devenue l'une des bases importantes pour juger des performances et de la qualité des automobiles. Dans le processus de développement automobile, le bruit anormal du châssis est un problème technique clé dans le développement des performances automobiles et un problème clé affectant la qualité de l'automobile. Ces dernières années, les grands constructeurs automobiles ont accordé de plus en plus d'attention aux performances sonores anormales des voitures, et la proportion des investissements a continué d'augmenter.

Le système de châssis automobile est principalement composé de suspension, de sous-châssis-, de freins, de roues, d'arbre de transmission, etc. Parmi eux, la suspension, les freins et les arbres de transmission sont les pièces qui représentent une grande proportion du bruit anormal du châssis. Pour le contrôle du bruit anormal du châssis, les méthodes CAE peuvent être utilisées à un stade précoce, notamment l'inspection DMU, ​​la conception modale, la conception de rigidité et de résistance, l'analyse des caractéristiques de contrainte, l'évitement des problèmes historiques et des problèmes de marché en suspens, etc. À moyen-terme, le bruit anormal peut être ajusté sur le prototype réel pour identifier les anomalies. À un stade ultérieur, la qualité des pièces et le contrôle de la cohérence du processus de production doivent être renforcés. Après cotation, il s'agira principalement d'optimiser le problème de bruit anormal signalé par le marché.

Ce qui précède est une manière relativement conventionnelle de résoudre le problème du bruit anormal dans les voitures, mais le bruit anormal dépasse souvent les attentes des gens. Même si le travail préliminaire est bien fait, il est difficile de garantir qu'il n'y aura pas de bruit anormal dans la vraie voiture plus tard. Pour le problème du bruit anormal des véhicules réels, nous devrions principalement commencer par les problèmes de bruit anormal courants et graves, et donner la priorité à la résolution des problèmes de bruit anormal qui dérangent les clients. Pour le problème de bruit anormal exceptionnel, il peut être extrait séparément de la ligne principale de développement sonore anormal et il peut être traité comme un problème technique dédié à sa résolution. Le cycle répond aux besoins de développement et le problème peut être résolu et renvoyé à la ligne de développement principale. La solution au problème de bruit anormal du châssis est la même que celle aux autres problèmes de bruit anormal, mais le problème de bruit anormal du châssis est plus compliqué que les autres problèmes de bruit anormal et prend plus de temps et de ressources.

2. Dépannage et analyse des bruits anormaux du châssis

2.1 Description du phénomène de bruit anormal

Lorsqu'un véhicule roule normalement sur la route, lors d'un virage à basse vitesse (15-20 km/h), il y aura occasionnellement un « clic » provenant du châssis avant, et la fréquence d'apparition est irrégulière. En réponse à ce problème, le véhicule a roulé autour d'un chiffre 8 sur le site d'essai. Lorsque la direction était commutée en marche arrière pendant la conduite, le son du « clic » sur le châssis avant réapparaissait, et les conditions de travail dans lesquelles le son se produisait étaient lorsque la direction était commutée, et les conditions de travail étaient relativement stabilisées.

2.2 Dépannage de sons anormaux

Le châssis avant du véhicule est principalement une structure de suspension McPherson, comme le montre la figure 1. Premièrement.

utilisez un stéthoscope pour réduire la gamme de sources de bruit anormal et disposez les capteurs sur les structures de composants suivantes (comme illustré dans la figure 2) : barre stabilisatrice (canal 1), bras oscillant (canal 2), frein (canal 3), fusée d'essieu (canal 4), sous-châssis (canal 5), amortisseur (canal 6), barre stabilisatrice (canal 1), frein (canal 3) et fusée d'essieu (canal 4) sont mesurés comme étant relativement bruyants. En continuant à réduire la portée, les sons des freins (canal 3) et des fusées d'essieu (canal 4) sont plus évidents.

Après avoir utilisé le stéthoscope pour affiner l'emplacement de la source sonore, il n'est plus possible de continuer à analyser et à déterminer la cause du problème et les caractéristiques sonores. Par conséquent, l'équipement de test professionnel NVH LMS Test.Lab est utilisé pour continuer à enquêter sur le problème sonore anormal, et le capteur de vibration est utilisé pour la disposition (comme le montre la figure 3. Illustré)

grâce à la collecte de données sur les vibrations, à l'analyse du spectre et aux caractéristiques mesurées du spectre de conversion des vibrations, comme le montre la figure 4.

En analysant les données mesurées par le capteur, on peut conclure que : (1) la source de vibration est l'extrémité du frein ; (2) selon les caractéristiques sonores, il est déterminé que le son anormal est le bruit d'impact de pièces métalliques.

D'après le dépannage, la source du bruit de verrouillage anormal est le frein (comme le montre la figure 5).

En combinaison avec la structure du frein et le diagramme en cascade du problème, on soupçonne à titre préliminaire que ce problème peut se produire à la fois au niveau de la position d'installation de l'étrier de frein et de la bague extérieure du roulement de frein.

Schéma de vérification 1 :Démonter l'étrier de frein (comme indiqué sur la figure 6)

et vérifiez si le problème se reproduit. Conclusion : Une fois l'étrier de frein démonté, le bruit anormal existe toujours et le bruit anormal provoqué par l'étrier est exclu.

Schéma de vérification 2 :Soudez fermement le joint entre la bague extérieure du roulement de frein et le trou du roulement de fusée de direction (voir Figure 7 pour la position de soudage)

et vérifiez si le problème se reproduit. Conclusion : Une fois le joint entre la bague extérieure du roulement de frein et le trou de roulement de la fusée d'essieu fermement soudé, le problème de bruit anormal n'est pas réapparu.

Afin de confirmer la validité du plan de vérification, trois autres véhicules présentant ce problème ont été solidement soudés à cet endroit, et le son anormal n'a pas été reproduit. De là, on peut déterminer que la cause fondamentale du bruit anormal du châssis lorsque le véhicule tourne à basse vitesse est le problème de coopération entre la bague extérieure du roulement de frein et le trou de roulement de la fusée d'essieu. Renvoyez la bague extérieure du roulement de frein et le trou de roulement de fusée de direction de la voiture problématique à l'usine pour une analyse de qualité, et les deux pièces répondent aux exigences de conception. Il s’ensuit qu’il y a un problème de conception avec cette structure.

Grâce à une vérification plus approfondie, il peut être constaté que la bague extérieure du roulement de frein de la voiture d'origine et le roulement de fusée d'essieu sont ajustés avec serrage (l'ajustement entre la bague extérieure du roulement de frein et le trou de roulement de fusée d'essieu est illustré à la Figure 8).

et la tolérance de conception du trou de roulement de fusée de direction est de ∅80 (-0,044, -0,073), la tolérance de la bague extérieure du roulement de frein de ∅80 (0, -0,012).

Schéma de vérification : faire 3 jeux de nouveaux échantillons pour vérification, de sorte que la tolérance du trou de roulement de fusée de direction soit ∅80 (-0,07, -0,1). Résultat de la vérification : une fois le nouvel échantillon installé sur l'ensemble du véhicule, il n'y a plus de problème sonore anormal.

D'après le modèle en question, on sait qu'il s'agit d'une voiture à carburant traditionnelle qui a subi une conception huile-à-électrique. Il s'agit d'un modèle huile-à-électrique. Le poids à vide du véhicule a augmenté de 362 kg. Les roulements à billes sont utilisés dans les véhicules à carburant traditionnels et ce problème ne se pose pas dans les véhicules à carburant.

Sur la base des informations sur le véhicule, des modifications de la force latérale et des conclusions du dépannage, on peut conclure que la cause première du bruit anormal du châssis lors d'un virage à basse vitesse est que la bague extérieure du roulement de frein et le trou de roulement de la fusée d'essieu sont glissants en raison de la force latérale lorsque le véhicule tourne. Déplacez l'impact. La raison du glissement et de l'impact est que la bague extérieure du roulement de frein et le trou du roulement de fusée de direction ont une interférence insuffisante. La solution la plus simple consiste à éliminer ce problème de cliquetis en optimisant les tolérances dimensionnelles de l’alésage du roulement de fusée de direction.

3.Formulation du plan d'optimisation

En raison du calendrier serré du projet, il est nécessaire d'utiliser la méthode de vérification rapide pour formuler le schéma d'optimisation. Réaliser 20 jeux de roulements de bague extérieure de fusée de direction (les tolérances dimensionnelles des trous de roulement de fusée de direction sont indiquées dans le tableau 2)

et chargez-les dans des véhicules pour vérification (sélectionnez la condition de fonctionnement à pleine charge du véhicule pour garantir la force latérale maximale du véhicule, et sélectionnez cette condition de travail pour les conditions de vérification ci-dessous. conditions), réduisant ainsi la plage de tolérance. Conclusion de la vérification : non . 1, 2, 3, 4, 5, 6 et 7 échantillons ont été effectués sur l'ensemble du véhicule pour vérification, et le problème de bruit anormal n'a pas été significativement amélioré ; Élimination des bruits anormaux ; des échantillons des numéros de série 14, 15, 16, 17, 18, 19 et 20 sont transportés sur le véhicule pour vérification, et le bruit anormal est éliminé, mais l'installation reste bloquée, ce qui est gênant pour le chargement et le déchargement.

Selon la conclusion de vérification ci-dessus, la plage de tolérance dimensionnelle applicable est réduite à ∅80 (-0,061, -0,095) pour une vérification plus approfondie du chargement. Afin d'éviter que le son anormal ne soit pas évident en raison du petit glissement de l'échantillon et ne soit pas reconnu par l'oreille humaine, cette vérification utilise un équipement LMS pour collecter le signal de vibration de l'extrémité du roulement de fusée d'essieu et surveille s'il existe un écart relatif entre le trou de roulement de fusée d'essieu et la bague extérieure du roulement de frein. sportif. La disposition des roulements de fusée de direction est illustrée à la Figure 9.

Conclusion de la vérification : une fois l'échantillon numéro de série 8 chargé sur l'ensemble du véhicule, il y a un mouvement relatif entre le trou du roulement de fusée de direction et la bague extérieure du roulement de frein, ce qui est cohérent avec les caractéristiques du problème ; Il y a un mouvement relatif dans la bague extérieure du roulement de frein.

Détermination du schéma d'optimisation : D'après les conclusions de vérification ci-dessus, la tolérance dimensionnelle du trou de roulement de fusée de direction est déterminée comme étant ∅80 (-0,065, -0,095). dans le cycle de commutation de commande. Le diagramme en cascade des caractéristiques de vibration optimisées est illustré à la Fig . 10.

4 Vérification réelle du roulement de fusée de direction sur un véhicule réel

Selon le plan d'optimisation, la tolérance dimensionnelle du trou de roulement de fusée de direction est optimisée de ∅80 (-0,044, -0,073) à ∅80 (-0,065, -0,095), ce qui augmente l'interférence entre la bague extérieure du roulement de frein et le trou de roulement de fusée de direction. L'ajustement optimisé entre la bague extérieure du roulement de frein et le trou du roulement de fusée de direction est illustré à la Figure 11.

Selon les résultats d'optimisation, les données du film souple ont été gelées et 3 séries d'échantillons manuels ont été produites. La précision de la production d’échantillons répondait aux exigences de conception. Une fois les pièces testées et réussies, elles ont été montées sur un véhicule réel pour une vérification du véhicule réel (voir la figure 12 pour le frein du véhicule réel).

Conclusion de la vérification : aucun des 3 ensembles d'échantillons manuels n'a présenté ce problème sonore anormal. Une fois le schéma de vérification manuelle de la pièce efficace, les données de la dure-mère sont gelées et la dure-mère est ouverte pour créer 3 ensembles d'échantillons d'outillage. Une fois les pièces testées et réussies, elles sont montées sur un véhicule réel pour une vérification réelle du véhicule. Aucun des 3 ensembles d'échantillons d'outillage de la dure-mère ne présente ce problème sonore anormal. , il est largement jugé que ce système peut être produit en série-, et les lots de véhicules suivants sont équipés des pièces d'outillage de ce système, et il n'y a pas de problème sonore anormal de ce type.

5 Conclusion

Alors que l'industrie automobile accorde plus d'attention aux performances du bruit anormal automobile, la technologie de développement du bruit anormal dans le domaine du développement automobile a connu un développement rapide. Cet article combine analyse théorique et vérification réelle du véhicule pour analyser l'influence de la force latérale générée lorsque le véhicule tourne sur la coopération entre le trou de roulement de fusée de direction et la bague extérieure du roulement de frein. Grâce au dépannage des véhicules à bruit anormal, la portée du problème est progressivement réduite, puis vérifiée par des schémas manuels. Verrouillez la source du problème de son anormal. Faites un échantillon de la solution pour vérifier le problème de bruit anormal, puis optimisez l'échantillon de problème grâce à des méthodes de vérification rapides pour obtenir la solution optimale au problème. Selon le plan d'optimisation, réalisez un échantillon manuel de film souple pour vérification. Après avoir vérifié qu'il n'y a pas de problème, réalisez un échantillon d'outillage de film dur pour vérification. Après avoir vérifié qu’il n’y a pas de problème, procédez à la production en série et au changement.

Grâce à l'ensemble du processus d'identification, d'enquête, d'analyse, de formulation de plans, d'ingénierie et de traitement par lots de ce problème sonore anormal, beaucoup d'expérience a été acquise. Dans le processus de développement ultérieur du projet, il est nécessaire de tirer les leçons de cette expérience, en particulier au début de la conception du véhicule, pour simuler pleinement la répartition des forces du véhicule et la contrainte sur les pièces dans diverses conditions de travail, et pour confirmer s'il y a des problèmes de bruit anormaux dans les pièces clés. Risque, s'il y a un problème, il doit être évité à temps.