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汽車內裝振動異音檢測技術介紹

2013 / 07 / 15

車輛研究測試中心 環保能源部 振動噪音課 洪金發

早期車輛設計在NVH(Noise, Vibration and Harshness)方面較不受重視,但隨著人們生活水準提高,對汽車的振動及噪音問題,如引擎聲、風切聲、路面噪音等均被長期關注研究;同時造車工藝的快速進步,上述噪音愈來愈低,但卻發現一些異雜音變得更容易聽到,而且明顯破壞對愛車的質感。

一部車由多樣的零件,以焊接、螺絲、扣件及膠著等方式加以構合,如果各零組件組裝參數設定不良或結構共振問題,將導致行駛中車室產生異音,我們稱這些異雜音為Squeak and Rattle(簡稱S&R),其名詞解釋如下:
Rattle:兩機件有間隙或配合預力不足,因振動而碰撞產生的喀喀聲。

圖1所示為S&R基本的產生機制,實務上發生的原因除了磨擦與振動外,可能還包含了溫度、溼度、材質匹配性等。一般來說評價S&R可區分為整車及零組件,整車S&R可以藉由路試或4-Poster油壓缸激振設備來評價,零組件S&R測試則須在半無響室(semi-anechoic chamber)搭配激振設備及分析儀來評價,兩者之差別在於整車S&R評價係以整車內裝異音、車體異音、傳動系統運作異音及底盤系統(含懸吊)異音為主,乃為綜合性之評價;而零組件S&R評價係以單一零組件或總成異音為主,當然零組件或單一系統本身的品質必須先作好,組成整車後問題才會比較少,因此零組件異雜音近年有愈被要求的趨勢。

https://www.fleet.ford.com/truckbbas/non-html/qpg/2004/squeakandrattle/sr-101-literacy-5-17-06-bb.ppt
圖1 Squeak and Rattle之產生機制

零組件部份,以駕駛者或乘客最直接接觸的車內儀表板總成、影音系統、座椅及車門總成等零組件較常發生S&R問題;因此,各大車廠對於上述零組件皆制定對應的測試規範及驗收標準,雖然各車廠之測試規範及標準不同,但S&R之檢測架構大致相似,主要由振動試驗機、訊號產生器、噪音頻譜分析儀、麥克風及加速規等量測設備所構成(如圖2所示)。檢測方式主要由訊號產生器產生一隨機訊號或掃頻訊號至振動試驗機,使振動試驗機產生特定型式的振動以模擬車輛行駛於路面所受到的激振,在指定的振動條件下以頻譜分析儀量測異音訊號,進一步分析異音問題的發生是由組裝品質或結構共振所引起。其判定方式除主觀判斷無異常外,進而還有更多的要求須符合量化指標,例如,還沒裝測試件時讓激振器作動量一次聲壓,將測試件裝上後再量一次聲壓,以二次聲壓的差異來設定合格標準。

圖2 零組件S&R檢測架構

S&R 檢測技術不僅可協助零組件廠於產品開發過程中驗證S&R的品質,針對產品結構、組裝方式等也可提供快速的診斷與改善方向,對預防零組件裝配於整車上的異音可以有不錯的效益。

目前車輛中心振動噪音實驗室對於零組件S&R問題,擁有完整的檢測設備(MB Shaker、B&K Pulse/ LMS Test-Lab等高精度振動噪音分析系統)及專業的聲學檢測環境(車輛半無迴音室、引擎半無迴音室及全無迴音室),至今已執行過多項零組件S&R測試,如車用影音系統、車用電動窗簾、車用儀表板總成,並且涵蓋3C產品(如圖3所示),具備豐富的檢測經驗,若您有零組件S&R相關測試需求,請您連繫車輛中心/振動噪音課/蔡騰德先生047-812222 ext.2450、 ttd@artc.org.tw
相關服務介紹請參考http://www.artc.org.tw/chinese/01_testing/05_01detail.aspx?pid=9

圖3 零組件S&R檢測實例

 

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