การวิเคราะห์และแก้ไขปัญหาเสียงผิดปกติของแชสซีเมื่อรถหมุนด้วยความเร็วต่ำ

เชิงนามธรรม:บทความนี้มุ่งเน้นไปที่เสียงที่ผิดปกติของแชสซีเมื่อรถเลี้ยวด้วยความเร็วต่ำ และใช้หูของมนุษย์และหูฟังของแพทย์ในการระบุแหล่งกำเนิดเสียงที่ผิดปกติเพื่อระบุตำแหน่งโดยประมาณและลักษณะเสียงของเสียงที่ผิดปกติ จากนั้นใช้อุปกรณ์ทดสอบการสั่นสะเทือนและเสียงพิเศษเพื่อรวบรวมลักษณะของปัญหาเสียงที่ผิดปกติและวิเคราะห์ลักษณะเพื่อหาแหล่งที่มาของเสียงที่ผิดปกติ แหล่งที่มาของเสียงผิดปกติได้รับการตรวจสอบโดยวิธีตัวแปรเดียว และส่วนที่มีปัญหาเสียงผิดปกติจะถูกล็อค ทำตัวอย่างวิธีแก้ปัญหาด้วยตนเองเพื่อตรวจสอบและระบุสาเหตุของปัญหา ขอบเขตของโซลูชันที่เหมาะสมที่สุดจะค่อยๆ แคบลงด้วยวิธีการตรวจสอบที่รวดเร็ว และโซลูชันที่เหมาะสมที่สุดนั้นมาจากการรวมกระบวนการผลิตและกระบวนการประกอบเข้าด้วยกัน ล็อกพารามิเตอร์การออกแบบของชิ้นส่วน สร้างชิ้นส่วนแบบแปลน และนำติดตัวไปกับรถทั้งคันเพื่อตรวจสอบ ผลลัพธ์คือปัญหาเสียงดังผิดปกติหายไป แผนได้ผล และแก้ปัญหาได้

1. บทนำ

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมยานยนต์ ลูกค้าจึงมีความต้องการด้านสมรรถนะของยานยนต์สูงขึ้นเรื่อยๆ ในหมู่พวกเขา ประสิทธิภาพเสียงที่ผิดปกติของรถยนต์มีความโดดเด่นเป็นพิเศษ เป็นมิติด้านสมรรถนะโดยตรง ผิวเผิน และรับรู้ได้ง่ายจากลูกค้า และกลายเป็นหนึ่งในพื้นฐานที่สำคัญสำหรับการตัดสินสมรรถนะและเกรดของรถยนต์ ในกระบวนการพัฒนารถยนต์ เสียงที่ผิดปกติของแชสซีเป็นปัญหาทางเทคนิคหลักที่สำคัญในการพัฒนาสมรรถนะของรถยนต์ และเป็นปัญหาสำคัญที่ส่งผลต่อคุณภาพของรถยนต์ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา บริษัทรถยนต์รายใหญ่ได้ให้ความสนใจกับประสิทธิภาพเสียงที่ผิดปกติของรถยนต์มากขึ้นเรื่อยๆ และสัดส่วนการลงทุนก็เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง

ระบบแชสซีของรถยนต์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยช่วงล่าง ซับเฟรม เบรก ล้อ เพลาขับและอื่นๆ ในหมู่พวกเขา ระบบกันสะเทือน เบรก และเพลาขับเป็นชิ้นส่วนที่ทำให้เกิดเสียงผิดปกติของแชสซีในสัดส่วนที่มาก สำหรับการควบคุมเสียงรบกวนที่ผิดปกติของแชสซี สามารถใช้วิธีการ CAE ในระยะแรก รวมถึงการตรวจสอบ DMU การออกแบบโมดอล การออกแบบความแข็งและความแข็งแรง การวิเคราะห์คุณลักษณะความเค้น การหลีกเลี่ยงปัญหาในอดีตและปัญหาตลาดที่โดดเด่น เป็นต้น ในช่วงกลาง เสียงรบกวนที่ผิดปกติ สามารถปรับเปลี่ยนบนต้นแบบจริงเพื่อระบุสิ่งผิดปกติได้ ในระยะต่อมา ควรมีการปรับปรุงคุณภาพของชิ้นส่วนและการควบคุมความสม่ำเสมอของกระบวนการผลิต หลังจากเข้าจดทะเบียนแล้ว ควรปรับปรุงปัญหาเสียงผิดปกติที่รายงานโดยตลาดเป็นหลัก

ข้างต้นเป็นวิธีทั่วไปในการแก้ปัญหาเสียงผิดปกติในรถยนต์ แต่เสียงผิดปกติมักจะเกินความคาดหมายของผู้คน แม้ว่าการทำงานเบื้องต้นจะทำได้ดี แต่ก็ยากที่จะรับประกันได้ว่าจะไม่เกิดเสียงดังผิดปกติในรถยนต์จริงในภายหลัง สำหรับปัญหาเสียงผิดปกติของยานพาหนะจริง เราควรเริ่มจากปัญหาเสียงผิดปกติทั่วไปและร้ายแรงเป็นหลัก และให้ความสำคัญกับการแก้ปัญหาเสียงผิดปกติที่สร้างปัญหาให้กับลูกค้า สำหรับปัญหาเสียงผิดปกติที่โดดเด่นนั้นสามารถดึงออกมาจากบรรทัดหลักของการพัฒนาเสียงผิดปกติแยกต่างหาก และสามารถถือเป็นปัญหาทางเทคนิคเพื่อแก้ไขโดยเฉพาะ วัฏจักรเป็นไปตามความต้องการในการพัฒนาและสามารถแก้ไขปัญหาได้และส่งกลับไปยังสายการพัฒนาหลัก วิธีแก้ปัญหาเสียงผิดปกติของแชสซีนั้นเหมือนกับปัญหาเสียงผิดปกติอื่นๆ แต่ปัญหาเสียงผิดปกติของแชสซีนั้นซับซ้อนกว่าปัญหาเสียงผิดปกติอื่นๆ และต้องใช้เวลาและทรัพยากรมากกว่า

2.การวิเคราะห์และแก้ไขปัญหาเสียงผิดปกติของแชสซี

2.1 คำอธิบายปรากฏการณ์เสียงผิดปกติ

เมื่อรถวิ่งบนถนนตามปกติ เมื่อเลี้ยวด้วยความเร็วต่ำ (15-20กม./ชม.) จะมีเสียง "คลิก" จากแชสซีด้านหน้าในบางครั้ง และความถี่ของการเกิดจะไม่สม่ำเสมอ ในการตอบสนองต่อปัญหานี้ ยานพาหนะถูกขับไปรอบๆ เลข 8 บนไซต์ทดสอบ เมื่อเปลี่ยนพวงมาลัยกลับด้านระหว่างการขับขี่ เสียง "คลิก" ที่แชสซีด้านหน้าจะปรากฏขึ้นอีกครั้ง และสภาพการทำงานที่เกิดเสียงคือเมื่อเปลี่ยนพวงมาลัย และสภาพการทำงานค่อนข้างเสถียร

2.2 การแก้ไขปัญหาเสียงผิดปกติ

แชสซีด้านหน้าของรถส่วนใหญ่เป็นโครงสร้างช่วงล่างแบบแมคเฟอร์สัน ดังแสดงในรูปที่ 1 ประการแรก

ใช้เครื่องฟังเสียงเพื่อจำกัดขอบเขตของแหล่งกำเนิดเสียงที่ผิดปกติ และจัดเซ็นเซอร์บนโครงสร้างส่วนประกอบต่อไปนี้ (ดังแสดงในรูปที่ 2): เหล็กกันโคลง (ช่อง 1), สวิงอาร์ม (ช่อง 2), เบรก (ช่อง 3), สนับมือบังคับเลี้ยว (ช่อง 4), ซับเฟรม (ช่อง 5), โช้คอัพ (ช่อง 6), เหล็กกันโคลง (ช่อง 1), เบรก (ช่อง 3) และสนับมือบังคับเลี้ยว (ช่อง 4) วัดได้ค่อนข้างดัง ต่อด้วยช่วงแคบลง เสียงเบรก (ช่อง 3) และข้อนิ้วบังคับเลี้ยว (ช่อง 4) จะชัดเจนยิ่งขึ้น

หลังจากใช้เครื่องฟังเสียงเพื่อจำกัดตำแหน่งของแหล่งกำเนิดเสียงให้แคบลง จะไม่สามารถวิเคราะห์และระบุสาเหตุของปัญหาและลักษณะของเสียงได้อีกต่อไป ดังนั้นอุปกรณ์ทดสอบระดับมืออาชีพของ NVH LMS Test.Lab จึงถูกใช้เพื่อตรวจสอบปัญหาเสียงผิดปกติต่อไป และใช้เซ็นเซอร์วัดแรงสั่นสะเทือนสำหรับเค้าโครง (ดังแสดงในรูปที่ 3 แสดงไว้)

ผ่านการรวบรวมข้อมูลการสั่นสะเทือน การวิเคราะห์สเปกตรัม คุณสมบัติการแปลงสเปกตรัมการสั่นสะเทือนที่วัดได้ ดังแสดงในรูปที่ 4

จากการวิเคราะห์ข้อมูลที่วัดโดยเซ็นเซอร์ สรุปได้ว่า: (1) แหล่งกำเนิดการสั่นสะเทือนคือปลายเบรก; (2) ตามลักษณะเสียง กำหนดว่าเสียงที่ผิดปกติคือเสียงกระทบของชิ้นส่วนโลหะ

จากการแก้ไขปัญหา ที่มาของเสียงล็อคผิดปกติคือเบรก (ดังแสดงในรูปที่ 5)

เมื่อรวมกับโครงสร้างเบรกและไดอะแกรมน้ำตกของปัญหา เบื้องต้นสงสัยว่าปัญหานี้อาจเกิดขึ้นทั้งตำแหน่งการติดตั้งของก้ามปูเบรกและวงแหวนรอบนอกของลูกปืนเบรก

รูปแบบการตรวจสอบ 1:ถอดคาลิปเปอร์เบรก (ดังแสดงในรูปที่ 6)

และตรวจสอบว่าปัญหาเกิดขึ้นอีกหรือไม่ สรุป: หลังจากถอดคาลิปเปอร์เบรกแล้ว เสียงผิดปกติยังคงมีอยู่ และเสียงผิดปกติที่เกิดจากคาลิปเปอร์ก็ถูกตัดออกไป

รูปแบบการตรวจสอบ 2:เชื่อมรอยต่อระหว่างวงแหวนรอบนอกของตลับลูกปืนเบรกกับรูตลับลูกปืนสนับมือบังคับเลี้ยวให้แน่น (ดูตำแหน่งการเชื่อมรูปที่ 7)

และตรวจสอบว่าปัญหาเกิดขึ้นอีกหรือไม่ สรุป: หลังจากรอยต่อระหว่างวงแหวนรอบนอกของลูกปืนเบรกและรูลูกปืนของสนับมือบังคับเลี้ยวได้รับการเชื่อมอย่างแน่นหนาแล้ว ปัญหาเสียงผิดปกติก็ไม่ปรากฏขึ้นอีก

เพื่อยืนยันความถูกต้องของแผนการตรวจสอบ รถอีกสามคันที่มีปัญหานี้ได้รับการเชื่อมอย่างแน่นหนาที่ตำแหน่งนี้ และเสียงที่ผิดปกติไม่ได้เกิดขึ้นซ้ำ จากนี้ สามารถระบุได้ว่าต้นตอของเสียงผิดปกติของแชสซีเมื่อรถหมุนด้วยความเร็วต่ำคือปัญหาในความร่วมมือระหว่างวงแหวนรอบนอกของลูกปืนเบรกและรูลูกปืนของสนับมือบังคับเลี้ยว ส่งวงแหวนรอบนอกของตลับลูกปืนเบรกและรูตลับลูกปืนสนับมือของรถที่มีปัญหากลับไปที่โรงงานเพื่อวิเคราะห์คุณภาพ และทั้งสองส่วนเป็นไปตามข้อกำหนดการออกแบบ ตามมาว่ามีปัญหาในการออกแบบกับโครงสร้างนี้

จากการตรวจสอบเพิ่มเติม จะเห็นได้ว่าวงแหวนรอบนอกของลูกปืนเบรกของรถเดิมและลูกปืนสนับมือบังคับเลี้ยวมีความพอดีกัน (ความพอดีระหว่างวงแหวนรอบนอกของลูกปืนเบรกและรูลูกปืนสนับมือบังคับเลี้ยวแสดงในรูปที่ 8 )

และค่าเผื่อการออกแบบของรูตลับลูกปืนสนับมือคือ ∅80(-0.044, -0.073), ค่าเผื่อวงแหวนรอบนอกของตลับลูกปืนเบรค ∅80 (0, {{7 }}.012).

รูปแบบการตรวจสอบ: สร้างตัวอย่างใหม่ 3 ชุดสำหรับการตรวจสอบ เพื่อให้ค่าเผื่อของรูตลับลูกปืนสนับมือคือ ∅80 (-0.07, -0.1) ผลการตรวจสอบ: หลังจากติดตั้งตัวอย่างใหม่บนรถทั้งคันแล้ว ไม่มีปัญหาเสียงผิดปกติดังกล่าว

จากรุ่นดังกล่าว เป็นที่ทราบกันว่ารถรุ่นนี้เป็นรถเชื้อเพลิงแบบดั้งเดิมที่ผ่านการออกแบบจากน้ำมันเป็นไฟฟ้า เป็นรุ่นน้ำมันเป็นไฟฟ้า น้ำหนักรถเพิ่มขึ้น 362 กก. ตลับลูกปืนข้อต่อใช้ในรถยนต์เชื้อเพลิงแบบดั้งเดิมและไม่มีปัญหาดังกล่าวในรถยนต์เชื้อเพลิง

จากข้อมูลของรถยนต์ การเปลี่ยนแปลงของแรงด้านข้าง และร่วมกับข้อสรุปในการแก้ปัญหา สรุปได้ว่าสาเหตุของเสียงผิดปกติของแชสซีเมื่อเลี้ยวด้วยความเร็วต่ำคือวงแหวนรอบนอกของลูกปืนเบรกและรูลูกปืนของสนับมือบังคับเลี้ยว ลื่นเนื่องจากแรงด้านข้างเมื่อรถเลี้ยว ย้ายผลกระทบ สาเหตุของการลื่นไถลและแรงกระแทกคือวงแหวนรอบนอกของลูกปืนเบรกและรูลูกปืนสนับมือบังคับเลี้ยวมีสิ่งรบกวนไม่เพียงพอ วิธีแก้ไขที่ง่ายที่สุดคือกำจัดปัญหาการสั่นโดยการปรับค่าความคลาดเคลื่อนเชิงมิติของรูตลับลูกปืนสนับมือให้เหมาะสมที่สุด

3. การกำหนดแผนการเพิ่มประสิทธิภาพ

เนื่องจากกำหนดการที่รัดกุมของโครงการ จึงจำเป็นต้องใช้วิธีการตรวจสอบอย่างรวดเร็วเพื่อกำหนดแผนการเพิ่มประสิทธิภาพ ทำชุดตลับลูกปืนแหวนนอกสนับมือพวงมาลัย 20 ชุด (ค่าเผื่อมิติของรูตลับลูกปืนสนับมือบังคับเลี้ยวแสดงในตารางที่ 2)

และบรรจุลงในยานพาหนะเพื่อตรวจสอบ (เลือกสภาพการทำงานเต็มพิกัดของยานพาหนะเพื่อให้แน่ใจว่ามีแรงด้านข้างสูงสุดของยานพาหนะ และเลือกเงื่อนไขการทำงานนี้สำหรับเงื่อนไขการตรวจสอบด้านล่าง เงื่อนไข) การจำกัดขอบเขตที่ยอมรับได้ให้แคบลง ข้อสรุปการตรวจสอบ: ตัวอย่างหมายเลข 1, 2, 3, 4, 5, 6 และ 7 ถูกนำไปใช้กับรถทั้งคันเพื่อตรวจสอบ และปัญหาเสียงผิดปกติไม่ดีขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ การกำจัดเสียงรบกวนที่ผิดปกติ ตัวอย่างหมายเลขซีเรียล 14, 15, 16, 17, 18, 19 และ 20 จะถูกนำขึ้นรถยนต์เพื่อตรวจสอบ และเสียงที่ผิดปกติก็หายไป แต่การติดตั้งยังติดอยู่ ซึ่งไม่สะดวกต่อการขนถ่าย

จากข้อสรุปการตรวจสอบด้านบน ช่วงความเผื่อมิติที่นำไปใช้ได้จะลดลงเหลือ ∅80 (-0.061, -0.095) สำหรับการตรวจสอบการโหลดเพิ่มเติม เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้เสียงผิดปกติไม่ชัดเจนเนื่องจากการลื่นไถลของตัวอย่างเพียงเล็กน้อยและหูมนุษย์ไม่รู้จัก การตรวจสอบนี้ใช้อุปกรณ์ LMS เพื่อรวบรวมสัญญาณการสั่นสะเทือนของปลายตลับลูกปืนสนับมือ และตรวจสอบว่ามี ช่องว่างสัมพัทธ์ระหว่างรูลูกปืนสนับมือบังคับเลี้ยวกับวงแหวนรอบนอกของลูกปืนเบรก กีฬา เค้าโครงของตลับลูกปืนสนับมือพวงมาลัยแสดงในรูปที่ 9

ข้อสรุปการยืนยัน: หลังจากโหลดตัวอย่างหมายเลขซีเรียล 8 ลงบนรถทั้งคันแล้ว จะมีการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ระหว่างรูลูกปืนสนับมือบังคับเลี้ยวกับวงแหวนรอบนอกของลูกปืนเบรก ซึ่งสอดคล้องกับลักษณะของปัญหา มีการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ในวงแหวนรอบนอกของลูกปืนเบรก

การกำหนดแผนการเพิ่มประสิทธิภาพ: ตามข้อสรุปการตรวจสอบด้านบน ค่าเผื่อมิติของรูตลับลูกปืนสนับมือถูกกำหนดให้เป็น ∅80 (-0.065, -0.095) ภายในวงจรการสลับการควบคุม ไดอะแกรมน้ำตกลักษณะการสั่นสะเทือนที่เหมาะสมที่สุดแสดงในรูปที่ 10

4 การตรวจสอบตลับลูกปืนสนับมือบังคับเลี้ยวในรถยนต์จริง

ตามแผนการเพิ่มประสิทธิภาพ ค่าเผื่อมิติของรูตลับลูกปืนสนับมือได้รับการปรับให้เหมาะสมตั้งแต่ ∅80 (-0.044, -0.073) ถึง ∅80 (-0.065, { {8}}.095) ซึ่งเพิ่มการรบกวนระหว่างวงแหวนรอบนอกของลูกปืนเบรกกับรูลูกปืนสนับมือ ความพอดีที่เหมาะสมที่สุดระหว่างวงแหวนรอบนอกของตลับลูกปืนเบรกและรูตลับลูกปืนสนับมือบังคับเลี้ยวแสดงในรูปที่ 11

จากผลการเพิ่มประสิทธิภาพ ข้อมูลฟิล์มอ่อนถูกแช่แข็ง และผลิตตัวอย่างแบบแมนนวล 3 ชุด ความแม่นยำของการผลิตตัวอย่างตรงตามข้อกำหนดการออกแบบ หลังจากทดสอบและผ่านชิ้นส่วนแล้ว ชิ้นส่วนจะถูกติดตั้งบนยานพาหนะจริงเพื่อการตรวจสอบยานพาหนะจริง (ดูรูปที่ 12 สำหรับเบรกของยานพาหนะจริง)

ข้อสรุปการตรวจสอบ: ไม่มีตัวอย่างแบบแมนนวลจาก 3 ชุดที่มีปัญหาเสียงผิดปกตินี้ หลังจากแผนการตรวจสอบชิ้นงานแบบแมนนวลได้ผลดี ข้อมูลของเยื่อดูราจะถูกหยุด และเปิดเยื่อดูราเพื่อสร้างตัวอย่างเครื่องมือ 3 ชุด หลังจากทดสอบและผ่านชิ้นส่วนแล้ว ชิ้นส่วนเหล่านั้นจะถูกติดตั้งบนยานพาหนะจริงเพื่อการตรวจสอบยานพาหนะจริง ตัวอย่างเครื่องมือ dura mater ทั้ง 3 ชุดไม่พบปัญหาเสียงผิดปกตินี้ มีการตัดสินอย่างรอบด้านว่าโครงร่างนี้สามารถผลิตจำนวนมากได้ และยานเกราะชุดต่อๆ มาได้รับการติดตั้งด้วยชิ้นส่วนเครื่องมือของโครงร่างนี้ และไม่มีปัญหาเสียงที่ผิดปกติดังกล่าว

5. สรุป

เนื่องจากอุตสาหกรรมยานยนต์ให้ความสำคัญกับประสิทธิภาพของเสียงผิดปกติของรถยนต์ เทคโนโลยีการพัฒนาเสียงผิดปกติในด้านการพัฒนารถยนต์จึงประสบความสำเร็จในการพัฒนาอย่างรวดเร็ว บทความนี้รวมการวิเคราะห์เชิงทฤษฎีและการตรวจสอบยานพาหนะจริงเพื่อวิเคราะห์อิทธิพลของแรงด้านข้างที่เกิดขึ้นเมื่อรถเปิดการทำงานร่วมกันระหว่างรูลูกปืนสนับมือบังคับเลี้ยวและวงแหวนรอบนอกของลูกปืนเบรก ด้วยการแก้ไขปัญหายานพาหนะที่มีเสียงดังผิดปกติ ขอบเขตของปัญหาจะค่อยๆ แคบลง จากนั้นจึงตรวจสอบโดยโครงร่างแบบแมนนวล ล็อคแหล่งที่มาของปัญหาเสียงผิดปกติ สร้างตัวอย่างวิธีแก้ปัญหาเพื่อตรวจสอบปัญหาเสียงรบกวนที่ผิดปกติ จากนั้นปรับตัวอย่างปัญหาให้เหมาะสมด้วยวิธีการตรวจสอบอย่างรวดเร็วเพื่อให้ได้แนวทางแก้ไขปัญหาที่เหมาะสมที่สุด ตามแผนการปรับให้เหมาะสม จัดทำตัวอย่างฟิล์มอ่อนแบบแมนนวลสำหรับการตรวจสอบ หลังจากตรวจสอบแล้วว่าไม่มีปัญหา ให้สร้างตัวอย่างเครื่องมือฟิล์มแข็งสำหรับการตรวจสอบ หลังจากตรวจสอบแล้วว่าไม่มีปัญหา ให้ดำเนินการผลิตจำนวนมากและสับเปลี่ยน

ผ่านกระบวนการทั้งหมดของการระบุ การสืบสวน การวิเคราะห์ การกำหนดแผน วิศวกรรม และการจัดกลุ่มของปัญหาเสียงผิดปกตินี้ ทำให้ได้รับประสบการณ์มากมาย ในกระบวนการพัฒนาโครงการที่ตามมา จำเป็นต้องเรียนรู้จากประสบการณ์นี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในขั้นตอนการออกแบบรถขั้นต้น เพื่อจำลองการกระจายแรงของรถและความเครียดบนชิ้นส่วนภายใต้สภาวะการทำงานต่างๆ และเพื่อยืนยันว่ามี เป็นปัญหาเสียงผิดปกติในชิ้นส่วนสำคัญ เสี่ยง หากเกิดปัญหาต้องแก้ไขให้ทันท่วงที