基于LMS Test Lab的车内异响诊断.docx

基于LMS Test.Lab的车内异响诊断作者：方华 宫传刚 安宏伟 刘代强1 前言 随着经济的发展，社会的进步，人们对汽车的要求已经不满足于省油、跑得快，而是更注重于其舒适性和安全性。车内的异常噪声不仅使人心情烦躁、注意力下降，而且还可能预示着故障隐患。因此，针对某皮卡车在原地或行驶状态下，快速收油门时，车内出现类似哨声的异响，慢速收油门时，也有该异响，但是没有快速收油门时突出这种现象进行了实验分析。 2 实验方案及设置 实验采用LMS Test.Lab系统，分别进行了异响现象的特征实验及分析；振动现象和异响噪声的相关分析；有异响车和无异响车的对标及互换实验等几个方面的测试及分析。测试工况为加速至3000r/min后缓减速，转速约在3000r/min~1000r/min之间变化。并在车内驾驶员右耳边安放1个声传感器，称1#声传感器，以进行车内异响的采集。 3 异响车测试及结果分析 3.1 异响现象的特征实验及分析 图1为1#声传感器瀑布图，由图及声音回放可知，车内异响的频率范围约为550Hz~800Hz之间，图中粉色圆圈。在该频带内有一与 HYPERLINK /cat_1020003.html \t _blank 发动机转速不成谐次关系的变频成分，其频率也随着发动机转速的下降而降低，疑为异响成分。因此对“变频成分”进行阶次跟踪滤波，对比监听550Hz~800Hz滤波前和滤波后的声音信号，可以确定该变频成分即为异响频率成分。 图1 1#声传感器瀑布图 3.2 振动现象和异响噪声的相关分析 分析可知，发动机上与其转速不成谐次关系的旋转部件有涡轮增压器，因此首先对涡轮增压器进行重点研究。 在发动机舱内增压器中间壳及压气机壳的放气阀支架上安放2个加速度传感器，称为zjk和fqf；正对增压器且距离约100mm处安放1个声传感器，称2#声传感器。传感器布置如图2所示。测试结果见图3。 图2 加速度传感器布置图 图3 2#声传感器及2个加速度传感器(fqf和zjk)瀑布图 4 对标试验分析 4.1 无异响车内声音分析及与异响车对比 另选取一台车内无异响的同型号皮卡车进??上述实验，对比分析结果如图4。 图4 1#声传感器瀑布图（上图为异响车，下图为无异响车） 由图4可知，与异响车相比，无异响车内也有可能与涡轮增压器相关的变频成分（其频率变化不与发动机的转速成谐次），但是其频率变化范围偏移到450Hz~680Hz以下（整体偏小约100Hz），且声音幅值也有较明显的减弱。因此，分析该车无异响的原因可能为车内该变频成分的幅值相对较弱；频率范围降低，而人耳对低频声敏感度变差；该频段与发动机本体噪声频带更加接近，并且其它噪声成分贡献较大而淹没了异响；从600Hz以上频带的对比可见，无异响车中高频带噪声频谱比较干净，可能无异响车整车隔吸声效果更好，中高频噪声源更小。 发动机舱内增压器的噪声频谱和振动频谱对比如图5，图6所示。 图5 2#声传感器（上图为异响车，下图为无异响车） 图6 2个加速度传感器瀑布图（上图为异响车，下图为无异响车） 由图5，图6可以看出，无异响车内的450Hz~680Hz的变频成分也是由增压器产生的，其频带比异响车对应的频带整体低约100Hz，但是两个变频成分噪声的幅值相差不大。无异响车的增压器振动幅值甚至略大于异响车的。 至此，增压器振动的特征频带（450Hz~680Hz）与增压器上方2＃麦克风及车内1＃麦克风的噪声测量特征频带一致。无异响车内仍有与增压器振动、噪声辐射相关的变频声音成分，但是由前面的分析，由于频带整体向低偏移，整车隔吸声性能更好等可能的因素，车内无明显异响。 因此增压器频率（转速）范围，整车的隔吸声效果应该是车内异响出现的主要根源。当增压器转速范围较高，并且整车中高频隔吸声效果较差时，车内会出现较明显的异响。 4.2 增压器互换 为了进一步验证以上结论，同时分析整个进气系统的影响因素，将无异响车的增压器(“好”)与有异响车的增压器(“坏”)互换，再进行上述车内外振动噪声试验。 原异响车更换“好”的增压器后，检车员认定车内异响消失。测试结果如图7，图8，声音和振动频率范围均移向低频，与该增压器在无异响车（发动机）上安装的结果相同，并且噪声幅值明显减弱。说明异响的根源为增压器本身的动态响应特性，与安装过程无关。 图7 1#声传感器瀑布图（上图为原异响车，下图为原异响车更换“好”的增压器后） 图8 2个加速度传感器瀑布图（上图为原异响车，下图为原异响车更换“好”的增压器后） 无异响车更换“坏”的增压器，车内异响出现，但较弱，甚至好于一些检验可以通过的车。详见图9，图10。“异响”变频成分频率范围移向高频，