在汽车行业从业近10个年头了,一直在主机厂从事NVH和异响(Buzz,SqueakandRattle)这个领域的研发工作,但是好像对于异响我有更多的想法和大家分享,所以今天我就简单谈谈我对这个“异响”的理解。对于这几个词,按照国人的理解翻译后称为“异响”或“异音”来描述那样的声音,但是在很多时候误导了普通人,甚至是汽车工程师,因为人们觉得只要是“异常”的声音就应该是异响,其实不然。下文我会做一个比较专业的解释。解决异响问题不只是做修修补补(贴个毛毡,喷点润滑油脂啥的)的工作(也就是国外所说的Find-and-Fix),我还是觉得有办法在设计上怎么把这个烦人的问题就能给避免掉或者最起码做到有效地防御(也是所说的DesignRighttheFirstTime)。
举个梨子啊,比如你总觉得仪表板里面有很“杂”的噪音或很“松散”的感觉,抑或是底盘上偶尔传来点“吱吱...咯咯…”,“咔嗒…咔嗒…”的那种挑动你敏感神经的噪音,这一类的声音,也说不上是哪个具体位置,但是感觉就是来自那一片,而且你只要听到一次,以后总是觉得有这样那样的异响(心理学研究表明人是唯一能接受暗示的动物),会让人觉得产品质量低劣,也是J.D.Power调查报告常被列为Top5的问题。Volvo汽车把这类的声音归纳到Solidity里(当然includingbut
notlimitedtosqueak&rattle)。那问题来了——我们怎么才来有效地解决这种噪音呢?根据我的经验(绝不是我发明的,其实国外各大主机厂早就琢磨透了的东西),先畅所欲言,希望能起到抛砖引玉的作用。
首先,我们分析一下国内在这个性能上的发展状况。异响(Buzz,SqueakandRattle),这类问题目前在国内各大主机厂的一个现状,我们分两大阵营来讲:先简单说一说合资公司。从我了解的信息是合资公司的前期异响设计基本是在国外就做完了的,也就是到了国内生产上市后出现的一些问题才是由国内的工程师去Find-and-Fix;另一种情况就是,国内的工程师也参与一起做前期的设计工作,但依然是由国外的工程师主导,我们并没有真正lead这个属性的开发,只是参与其中一部分的工作,所以就导致无法全面地理解异响性能在产品的整个developmentlifecycle的细节,那么别人的一些核心的designprinciples我们是不能马上就学到的,这样我们对别人设计的underlyingpurpose就不得而知了。国内自主品牌的情况就更不乐观了。
接下来,我们谈一谈说自主品牌。由于异响(Buzz,SqueakandRattle)这个概念在2010年左右才被普遍意识到(个别的OEM开展异响的工作比较早,而欧美大概是从80's末期就形成了基本的解决策略),这倒不是说我们的车子没有这类问题,而是有市场抱怨后我们才认识到这类问题的严重性,但自己又不知道怎么解决,只是觉得就是零部件质量或装配的问题(要不就是贴个毛毡,喷一下润滑油把客户给糊弄过去,但问题越掩盖市场抱怨越突出)。就像当初NVH这个概念刚进入(2005年左右)自主品牌的境况类似,需要经过这么多年研发投入、人才的成长才做到目前的这个水平。
同理,异响(Buzz,SqueakandRattle)也需要经过类似的一个过程,但是...但是异响的发生机理和NVH有很大的不同,而且还要更复杂一些,那么就需要一个更长的人才成长周期。但是现在我们是生活在一个互联网时代,信息共享在国内近5年内达到一个新的高度,所以我们可以少走别人走过的那些弯路直接来个弯道超车(虽然目前看来超车还是有点困难),也就是说我们遇到的问题别人一定发生过而且已经解决了,那么我们只需要把问题发生的前后因果弄清晰,按照他们的思路来做就可以了嘛(简单点来说),而不是为了显示我们的“自主性”,学的不伦不类,你再回头看发现自己这么多年来还是原地踏步,还是当初的那个状态,而且浪费了太的多财力、精力。
其次,国内的异响工程师普遍不具有振动噪声的基础,那么也就无法从根本上理解一个现象背后的原理(squeak&rattle包含几个方面的知识,如Noise&Vibration,Materialscience,Tribology,etc.)。其次,我们对CAE仿真计算的结果并没有在本质上正确的理解,缺乏对理论基础知识的了解(其中一部分原因是现在软件都高度集成,有很多知识我们看似不用去了解它),加之对计算分析的相关参数不能与对应的物理现象结合起来,所以很难对分析结果提出合理的优化建议。再次,异响的CAE建模和NVH还是有比较大的区别,如同等处理,那么结果可想而知。举例如下图,仪表板的塑料件均需要细部有限元仿真。
接下来,我们分析一下目前市场上4S店解决异响(Buzz,SqueakandRattle)问题的路子。第一,不管三七二十一拆下来涂点油脂,或者检查一下扭力(也不管设计值是多少),换个卡扣等等,搞不搞定他不管,而且还把车子拆卸的你心疼的;第二,好一点的公司如:BMW/Benz/Jaguar/Lexus是由公司提供技术公告(称为TechnicalBulletin),技术素养高点的技师照着去排查来解决;第三,就是更换部件,其实绝大多数时候问题还是过一段时间会复现,因为它不止与质量、装配有关,主要在于设计前期的预防。造成这种现状的直接原因就是我们还不具备正确地分析并能解决这种问题的技术储备和知识的积累。
最后,大概阐述一下异响产生的根源以及在设计上应该怎么去避免,而不只是修修补补。在解答异响是怎么产生的这个问题之前,我们需要重新认识一下所谓的“异响”(Buzz,SqueakandRattle)包含的这三种现象分别是指哪种类型的声音:
Buzz——高频率的rattle被感知为buzz,通常是在共振的条件下产生的,如下示意图,形象化的描述为蜜蜂翅膀拍打的声音;
Squeak——在两个相互接触的面上由于相对运动而产生粘滑现象,引起的摩擦噪音,如下示意图,形象化为网球鞋与木质地板摩擦的声音;
Rattle——在固定松动的部件之间存在相对运动,导致撞击而产生的噪音,如下示意图,描述为火车在轨道上行驶的声音;
解决异响(Buzz,Squeak
andRattle
整车异响设计策略的集成主要分为以下四个阶段(如下图):1.概念阶段;2.设计开发阶段;3.设计验证阶段;4.产品管控阶段。本文仅就异响开发最核心的阶段——设计阶段的主要工作进行简单的罗列(后续的文章我会stepbystep详细地来说Squeak&Rattle设计预防)。
CAE仿真分析在这个阶段起到一个重要的作用,需要对各系统和子系统分别进行分析,然后合成到整车中。其次,需计算各系统和部件的响应,以及目标的布局。最后,通过在mule
vehicle上进行部分模具样件的测试,反过来对CAE模型进行改进优化。
谢谢大家的耐心!
注:欢迎大家关注我的微信公众号:汽车异响BSR。专门分享一些汽车异响(Squeak&Rattle)方面的专业知识。
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