EPS系統(tǒng)典型噪音模式淺析

唐學(xué)東，曹超峰，汪朋

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

EPS系統(tǒng)典型噪音模式淺析

唐學(xué)東，曹超峰，汪朋

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

在汽車各系統(tǒng)整體表現(xiàn)評(píng)價(jià)過程中，NVH品質(zhì)是其重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象之一。文章從EPS系統(tǒng)典型噪音表現(xiàn)模式及測(cè)試評(píng)價(jià)角度，分別對(duì)噪音模式、測(cè)試方法、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了表述。其具有可操作的現(xiàn)實(shí)意義，可以作為各車型開發(fā)的參考。

噪音模式；測(cè)試；評(píng)價(jià)

引言

當(dāng)前汽車設(shè)計(jì)的發(fā)展，越來越注重整車的舒適性及 NVH品質(zhì)。其中電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）就是其重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象之一。所以，開發(fā)之初應(yīng)對(duì)EPS噪音的表現(xiàn)形式進(jìn)行分析，實(shí)施相應(yīng)的對(duì)策。因此，本文從EPS系統(tǒng)典型噪音表現(xiàn)模式及測(cè)試評(píng)價(jià)角度，分別對(duì)噪音模式、評(píng)價(jià)方法、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了表述。其具有可操作的現(xiàn)實(shí)意義，可以作為各車型開發(fā)的參考。

1 典型噪音模式

1.1 定義

一般車輛在泊車或原地來回轉(zhuǎn)向（換向）時(shí)發(fā)生的異響，稱之為換向噪音“Clunk Noise”。

一般車輛在坑洼路、石子路、石塊路行駛時(shí)發(fā)生的異響，稱之為壞路噪音“Rattle Noise”。

1.2 噪音表現(xiàn)形式

1.2.1 C-EPS（管柱）噪音

如圖1，C-EPS輸出軸軸承游隙過大、蝸輪蓋板裝配不良及扭矩不足會(huì)產(chǎn)生“Clunk Noise”，在一定程度上也會(huì)產(chǎn)生“Rattle Noise”；如圖2，若Worm & Worm wheel 間嚙合間隙過大，WCM部間隙補(bǔ)償能力不足 ，蝸桿軸系同軸度不良等，在壞路條件下會(huì)發(fā)生因間隙引起的沖擊音“Rattle Noise”，同時(shí)也會(huì)引起“Clunk Noise”。

圖1

圖2

1.2.2 MRP（機(jī)械轉(zhuǎn)向器）噪音

如圖3，Pinion Bearing 部位鉚壓不良或軸向間隙過大會(huì)引起“Clunk Noise”，在一定程度上也會(huì)產(chǎn)生“Rattle Noise”；如圖 4，若壓塊調(diào)整螺塞扭矩不良或壓塊安裝部位加工不良以及壓塊與齒背之間的間隙過大，會(huì)使齒輪和齒條之間產(chǎn)生沖擊，導(dǎo)致“Clunk Noise”，在壞路條件下也會(huì)發(fā)生因間隙引起的沖擊音“Rattle Noise”，如圖5，如果Rack Bush 部位間隙過大，也會(huì)引起“Rattle Noise”。

圖3 Pinion Bearing Noise

圖4 S/Yoke Noise

圖5 R/Bush Noise

1.2.3 IMS（中間軸）噪音

如圖6，Sliding（中間軸滑動(dòng)部位）間隙過大及Yoke Bolt（十字節(jié)叉部位緊固螺栓）緊固扭矩不足也會(huì)產(chǎn)生“Clunk Noise”，在一定程度上也會(huì)產(chǎn)生“Rattle Noise”；一般根據(jù)車型的不同選擇不同結(jié)構(gòu)形式的中間軸總成，以適應(yīng)不同傳遞扭矩的要求，同時(shí)解決耐久磨損問題，目前比較合適的滑動(dòng)副為鋼珠式的結(jié)構(gòu)形式，既能傳遞較大的扭矩，又有較好的耐久性。

圖6 Yoke and Sliding Noise

2 試驗(yàn)條件及測(cè)試方法

■ 準(zhǔn)備條件

- 確認(rèn)車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)各部位安裝扭矩；

- 確認(rèn)除轉(zhuǎn)向系統(tǒng)外有無異常噪音；

- 確認(rèn)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和周邊件有無干涉 ；

- 按要求組裝好車輛內(nèi)飾。

■ 周邊環(huán)境條件/路面條件

- 盡可能在常溫進(jìn)行；

- 選擇噪音較小的環(huán)境, 測(cè)試前必須測(cè)試周邊背景噪音( 周邊無異響的條件下關(guān)閉車窗進(jìn)行測(cè)試 )；

- 路面選擇摩擦力較大的干燥的柏油路面。

■ 評(píng)價(jià)條件

- 測(cè)試中盡量控制人為引起的異響 ( 摩擦音，敲打音，以及其他 )；

- 一般駕駛者位置（右耳）安裝 Headset 后，進(jìn)行測(cè)試評(píng)價(jià)；

- 換向噪音評(píng)價(jià)模式

評(píng)價(jià)位置：中間/LH 360deg/RH 360deg，

轉(zhuǎn)向角度/速度：±45deg/90～360deg/s，[ *噪音Level判斷基準(zhǔn)為90deg/s條件進(jìn)行]。

- 壞路噪音評(píng)價(jià)模式

在壞路條件下，以10Km/h、20Km/h、30Km/h車速,分別進(jìn)行直線和±90°打轉(zhuǎn)向駕駛評(píng)價(jià)。

圖7

■ 加速度傳感器布置

- 確認(rèn)噪音源時(shí), 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)各部位布置加速度傳感器；

① 確認(rèn)C-EPS：O/Shaft 旋轉(zhuǎn)方向，

② 確認(rèn)IMS：IMS Sliding 部旋轉(zhuǎn)方向，

③ 確認(rèn)MRP：LH/RH Tie rod 軸向。

- 必要時(shí)使用3軸加速度傳感器。

■ 測(cè)試設(shè)備設(shè)定

- 采樣率：48kHz；

- Dynamic range：加速度±10g,噪音 104dBA (必要時(shí)修改)；

- 不進(jìn)行濾波。

■ 測(cè)試方法

- 測(cè)試前測(cè)試背景噪音（Engine On/Off）；

- 不同位置/不同轉(zhuǎn)向條件進(jìn)行測(cè)試( 測(cè)試評(píng)價(jià)時(shí)進(jìn)行口頭備注說明 并錄音記錄)；

- 評(píng)價(jià)時(shí)異?，F(xiàn)象也需要口頭備注說明并錄音記錄。

3 測(cè)試數(shù)據(jù)分析方法

■ 分析程序（參考ArtemiS分析軟件）設(shè)定

- 噪音通道進(jìn)行 A weighting 處理；

- 整個(gè)通道需要進(jìn)行 200Hz high pass filter (主要針對(duì)Engine噪音進(jìn)行濾波)；

- Level vs RMS 分析：使用time constant Fast mode；

- FFT vs time 分析：Block size 設(shè)定 4096。

■ 噪音&振動(dòng)分析

- 噪音 Graph Level vs RMS scale：40～60 dBA/FFT vs Time scale：20～50dBA；

- 振動(dòng) Graph Level vs RMS scale：90～140 dB/FFT vs Time scale：80～120dB( dB 計(jì)算時(shí)使用 ref 10^-6g )。

■ MRP噪音分析<例>

圖8

■ C-EPS噪音分析<例>

圖9

4 判定基準(zhǔn)

Delta dBA噪音判定基準(zhǔn)：

噪音發(fā)生點(diǎn)噪音值和背景噪音差值≤3dBA(此基準(zhǔn)僅供參考，因具體要求的不同接受標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)不同)。

圖10

- 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以外異常噪音，應(yīng)排除在外；

- 根據(jù)背景噪音值設(shè)定基準(zhǔn)；

- 確認(rèn)噪音發(fā)生點(diǎn)噪音值和背景噪音差值。

圖11 噪音良好

圖12 噪音不良

5 結(jié)論

本文重點(diǎn)表述了EPS的噪音模式，在系統(tǒng)開發(fā)過程中對(duì)其進(jìn)行檢查已成為常態(tài)；同時(shí)，本文表述的測(cè)試方法可以對(duì)噪音進(jìn)行較準(zhǔn)確的定位，其客觀的數(shù)據(jù)采集及評(píng)價(jià)與整車噪音表現(xiàn)相一致，為整車主觀評(píng)價(jià)提供了重要的參考依據(jù)。

綜上，本文所表述的噪音機(jī)理、檢測(cè)方法、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)可以為同類產(chǎn)品的開發(fā)提供有效的參考。

[1] 龐劍,諶剛,何華.汽車噪聲與振動(dòng).[M]北京理工大學(xué)出版社.2006.6.

[2] 李惠彬,上官云飛.汽車噪聲與振動(dòng)控制.[M]機(jī)械工業(yè)出版社.2009.5.

Brief analysis of EPS noise modal

Tang Xuedong, Cao Chaofeng, Wang Peng
( Anhui Jianghuai Automobile group Co. Ltd., Anhui Hefei 230601 )

In the process of vehicle’s systems assessment, Performance of NVH is important.This article express typical cases of noise and test appraise of EPS system, which models of noise、test method、assessment standards are included.It’s applicable when developing.

Noise modal; Test; Appraise

CLC NO.: U467.3 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)12-181-03

U467.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7988 (2017)12-181-03

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.12.060

唐學(xué)東，就職于江淮汽車技術(shù)中心。