失去發(fā)動機的掩蔽效應(yīng)后，新能源電車的NVH問題，成為了困擾維修技師新難點。

風(fēng)噪、胎噪、電機高頻嘯叫等問題更容易車主識別，根源卻難以被有效分辨。如何更精準(zhǔn)且高效地識別電車NVH問題根源？

今天分享的這個案例，來自虹科高級工程師陳國飛，內(nèi)含詳細(xì)實測分析過程與音頻，準(zhǔn)備好耳機，一起開啟NVH診斷之旅。

振動異響精準(zhǔn)診斷

01

故障現(xiàn)象

一輛單電機，前驅(qū)的純電動汽車。方向盤往一邊打死過彎，急加速下，聽到底盤傳來“嗚嗚”聲。在車內(nèi)能聽到，但不算太明顯，要仔細(xì)聽才能聽到。類似軸承的聲音，車速在30~40km/h下也能重現(xiàn)。

02

故障診斷

初步判斷

根據(jù)故障現(xiàn)象的描述，初步懷疑可能的故障點是：

1)左邊輪胎的軸承響

2)右邊輪胎的軸承響

3)中間的減速器響

4)驅(qū)動電機響

為了更精確地定位故障，我們使用虹科Pico NVH異響設(shè)備來捕捉故障出現(xiàn)時的實時振動和聲音數(shù)據(jù)，用數(shù)據(jù)說話！

設(shè)備連接與探頭布置

圖1 設(shè)備連接圖

A通道（藍色）：使用加速度計，用磁座吸在左前輪羊角的螺栓上（軸承附近）。將垂直方向（對應(yīng)Y軸）接到示波器A通道。

B通道（紅色）：使用加速度計，用磁座吸在右前輪羊角的螺栓上（軸承附近）。將垂直方向（對應(yīng)Y軸）接到示波器B通道。

C通道（綠色）：使用加速度計，用磁座吸在減速器左側(cè)的螺栓上。將垂直方向（對應(yīng)Z軸）接到示波器C通道。

D通道（黃色）：使用麥克風(fēng)，掛在乘客艙內(nèi)的后視鏡處。接到示波器D通道。

探頭布置圖如下：

圖2 探頭布置圖

數(shù)據(jù)采集

設(shè)備連接后，出去路試，啟動NVH軟件記錄數(shù)據(jù)。重現(xiàn)故障出現(xiàn)的條件：方向盤往一邊打死過彎，急加速；確認(rèn)故障出現(xiàn)了，保存下數(shù)據(jù)。并在故障出現(xiàn)的時刻做了標(biāo)記，如圖中3個箭頭所指（圖3）。

圖3 故障出現(xiàn)時采集到的波形

數(shù)據(jù)分析

在圖中下半部分的時間軸中，我們可以依次選擇標(biāo)記為1、2、3故障時刻的數(shù)據(jù)，來查看對應(yīng)的頻譜圖（圖3）。

注：黃色波形為車內(nèi)麥克風(fēng)采集到的聲音信號，綠色為減速器處采集到的振動信號，紅色與藍色分別為右前輪和左前輪羊角處采集到的振動信號。

以故障時刻3的數(shù)據(jù)為例（圖4），可以發(fā)現(xiàn)：

1）在幾十赫茲的頻段（紅圈1處），聲音分貝值比較高。

2）250Hz左右頻段（紅圈2處），聲音有個較高的尖峰，且同一頻率下的減速器處振動幅值較大。

3）1500Hz左右頻段（紅圈3處），聲音還有個比較明顯的尖峰。

圖4 故障時刻3的波形

根據(jù)上述描述的數(shù)據(jù)特征，我優(yōu)先懷疑2和3兩個紅圈中的尖峰。之所以不優(yōu)先懷疑標(biāo)號1圈圈的頻段，是因為（1）輪胎轉(zhuǎn)動的頻率就在這個頻段，車輛行駛時本身就有胎噪、輪胎抖動等，所以我暫時假設(shè)1號紅圈的頻段來自輪胎相關(guān)的部件。（2）故障現(xiàn)象描述的“嗚嗚”聲，頻率應(yīng)該比幾十Hz要高。

接下來，需要驗證：“嗚嗚”聲存在于2號紅圈的頻段，還是存在于3號紅圈的頻段？

我們回放NVH數(shù)據(jù)，能從聲音信號中聽到“嗚嗚”聲，但不是很明顯。

注意，振動信號也可以被導(dǎo)出為音頻文件，用耳朵來聽。因此我選擇了所有時間段的數(shù)據(jù)，鼠標(biāo)點右鍵，選擇“導(dǎo)出選定區(qū)域到WAV”—“所有”，就可將所有4個探頭的信號都導(dǎo)出為WAV格式的音頻信號（圖5）。

圖5 將振動信號導(dǎo)出為音頻文件

以下是導(dǎo)出的4段音頻，嘗試分辨每段音頻中的“嗚嗚聲”：

分別點擊收聽【音頻A左前輪】、【音頻B右前輪】、【音頻C減速器】這三個音頻，都能聽到“嗚嗚”聲，但【音頻C減速器】中的最為明顯。這說明：

（1）三個文件里，都存在故障的“嗚嗚”聲。

（2）最為重要的一點是：這個“嗚嗚”聲在C通道（綠色，減速器）的位置是最大的。我們放大數(shù)據(jù)（圖6）觀看，可以ABC（藍紅綠）3個通道的數(shù)據(jù)，C通道明顯比AB通道幅值高很多的頻率，是在255Hz左右（圖6）。

至此，我們基本上確認(rèn)了左前輪、右前輪的軸承并不是“嗚嗚”聲的來源，減速器更靠近“嗚嗚”聲的源頭！

圖6 255Hz的異常振幅

接下來，我們驗證這個255Hz是不是就是“嗚嗚”聲。我們再將《音頻C減速器.wav》音頻文件，導(dǎo)入到NVH軟件來觀看和分析。操作方法，如圖7，加載文件后，最后點擊“創(chuàng)建信號”。

圖7 使用音頻文件創(chuàng)建信號

如圖8，創(chuàng)建信號成功，可以看到圖中255Hz尖峰很高。

圖8 使用減速器處音頻文件創(chuàng)建出的信號

接著使用NVH軟件的過濾功能，將255Hz頻率過濾掉。我使用了“帶阻”選項，將207至293Hz區(qū)間的頻率過濾掉（如圖9）。

圖9 使用過濾功能過濾掉255Hz的頻率

回放過濾后的數(shù)據(jù)，聽不到了“嗚嗚”聲，這就最終確認(rèn)了這“嗚嗚”聲的頻率就是255Hz。

如需波形與音頻源文件，可在文末添加助教獲取。

進一步診斷

至此，我們100%確認(rèn)了故障的“嗚嗚”聲的頻率是255Hz，且源頭靠近減速器。

由于減速器靠近驅(qū)動電機，這個“嗚嗚”聲也很有可能來自驅(qū)動電機。所以接下來，我們在驅(qū)動電機上再了布置一個加速度計，對比減速器和驅(qū)動電機兩者的振動信號，看哪個部件發(fā)出的255Hz幅值更大。

經(jīng)過數(shù)據(jù)的對比，發(fā)現(xiàn)減速器的振動比驅(qū)動電機的振動要大，從而確認(rèn)了減速器是這個“嗚嗚”聲的源頭！

03

拓展思考

此次診斷的目的是找到故障的總成部件，并不需要找到具體是哪個齒輪有故障。如果我們要解析到，具體是減速器內(nèi)部某個齒輪產(chǎn)生的“嗚嗚”聲，則需要獲取驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速和各組齒輪的傳動比，進行階次分析，即可將問題鎖定至更小的單元。

作者介紹

陳國飛

汽車售后事業(yè)部負(fù)責(zé)人，虹科高級工程師，17年汽車售后診斷技術(shù)經(jīng)驗。精通示波器診斷和噪音振動檢測技術(shù)，善于解決汽車診斷的疑難雜癥。

Hongke Pico

虹科汽修好品