汽车底盘怎么看有没有异常（为什么老司机总能从底盘声音里判断一辆汽车的好坏）

随着汽车工业飞速发展，汽车保有量大幅增加，车辆在给人们带来便利的同时也带来了严重的噪声污染，如何有效控制汽车噪声已成为人们重点关注的问题。对于汽车而言，噪声问题处处存在，而底盘系统噪声是汽车的主要噪声源之一，对汽车的噪声性能会产生重要影响。因此，底盘噪声控制对改善汽车噪声品质、提升乘坐舒适性意义重大。

在汽车底盘领域内，底盘噪声容易被驾驶员直接感知，是影响整车噪声水平的重要组成部分。本文综述了底盘系统噪声方面的研究，介绍了底盘各系统噪声的控制方法。通过典型案例，重点阐述了解决底盘转向蜗轮蜗杆摩擦异响问题的主要思路，主要针对电动转向管柱蜗轮蜗杆摩擦异响的特点及产生原因进行了说明。

底盘系统噪声研究

1.汽车噪声分类

噪声是指振动物体产生的任何令人产生不愉快或意外的声音。异响是指顾客识别到的不正常噪声的统称，是一种由低频振动（100Hz以下）引起的高频噪声（1000Hz以上）。异响在汽车产品中广泛存在，严重影响汽车产品的声誉和销量[1]。

按照异响发生部位可分为内外饰异响、底盘异响、车身异响、动力系统异响等。产生底盘噪声及异响的原因复杂，需要系统性梳理研究。

2.底盘系统异响机理

底盘系统异响根据其产生机理主要分为以下三类：振动异响、摩擦异响和碰撞异响。

（1）振动异响　振动异响“嗡嗡声”，主要指因结构共振或受迫振动而引起的不正常噪声，类似与板结构共振而对空中辐射的声音。异响通常是指两个相邻部件之间作用而发出的声音，而单个部件受到外界激励会出现振动异响。

提高共振件模态、增加零部件刚度和增加阻尼对该噪声有明显的改善效果。

（2）摩擦异响　摩擦异响“叽叽声”“吱吱声”和尖叫声，是两个相互接触的实体表面发生粘滑运动产生的一种声音。粘滑运动本身是低频的，但引起的声音通常是高频的。

粘滑的影响因素：接触压力、滑动速度、表面特征、材料属性及摩擦系数。

对于该类异响，合理使用接触面的材料是避免该类异响的常用手段。材料的兼容性试验，可以确定任意两种材料之间产生异响的可能性和噪声强度，从而为零部件材料的选型提供依据。

同时，增加接触面的安装刚度减小变形，降低接触面相对运动速度，优化接触力也可以降低摩擦噪声发生的风险和强度。

（3）碰撞异响　碰撞异响“嗒嗒声”和“咯咯声”，是由于冲击引起的噪声。主要指临近或相互接触的零部件在动态载荷的作用下，相互敲击产生的噪声[2]。低频振动接触产生的宽频噪声，主要能量集中在低频。主要由于尺寸配合不当，间隙大，缓冲不够等原因产生。合理设计零部件之间间隙、增大安装刚度、敲击面缓冲隔振都可以改善该类噪声。

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转向系统摩擦异响分析

1.底盘转向摩擦异响的特点

底盘异响是较难诊断的故障，这里针对典型的底盘异响案例进行系统研究。重点阐述电动助力转向管柱蜗轮蜗杆摩擦异响机理和解决。

2. 电动助力转向系统摩擦异响原理

由于电动助力转向系统蜗杆表面为光滑的金属表面，容易与蜗轮表面发生相对粘滑运动（stick-slip 现象，见图1）。在发生该运动时，摩擦面聚结大量的能量，超过摩擦面的静摩擦力时，发生滑动摩擦，从而产生“吱吱”摩擦异响。

粘滑现象是摩擦副相互接触发生相对运动时，需克服摩擦副表面粗糙度的不平整，这就导致摩擦力出现波动，当波动足够剧烈时就产生持续的粘滑现象。在粘滑过程中，摩擦力与时间关系曲线是锯齿状。只有静摩擦力因数明显大于滑动摩擦因数，才能发生这种典型的粘滑。粘滑既可能重复出现，也可能随机发生。

3.电动助力管柱摩擦异响解决方案

蜗轮蜗杆减速机构是电动助力转向管柱机械结构的核心，既要满足传递的力矩大，又要满足传递的效率高。蜗轮蜗杆的材料属性、润滑脂的性能及清洁度、蜗轮蜗杆齿面特征、表面粗糙度等都会影响蜗轮蜗杆啮合的磨损和摩擦性能，是产生摩擦异响的主要部位。

经过理论及实际产品验证，蜗轮蜗杆摩擦异响的控制因素有：

1. 控制蜗杆齿型轮廓。
2. 蜗轮、蜗杆材料台架测试，材料合理匹配。
3. 蜗轮材料的硬度和吸水率。
4. 蜗轮材料的耐磨性。

4.蜗轮蜗杆摩擦异响改进措施

（1）蜗杆齿型轮廓优化　控制蜗杆齿型轮廓，如图2所示，蜗杆齿顶采用圆角设计，避免蜗杆齿顶锐边划伤蜗轮啮合面[3]。接触面蜗轮蜗杆接触面不产生突变，发生机械上的粘滞，引发异响。同时需要控制蜗杆的表面粗糙度。

（2）蜗轮材料台架测试　在产品开发时，对于蜗轮材料选择是否合理，也可以借助台架试验进行验证，采用多组蜗轮蜗杆进行磨合测试，根据测试情况进行蜗轮蜗杆材料匹配。

（3）蜗轮材料的硬度和吸水率　蜗轮的硬度决定了蜗轮齿的强度，蜗轮硬度越高，蜗轮齿的强度越高。同时也要匹配适当硬度的蜗杆，这样两者的兼容性更优，更有利于异响的控制。

蜗轮的吸水率决定了蜗轮的尺寸稳定性，吸水率越低，尺寸稳定性越好，更有利于异响的控制。

对不同材料的硬度及吸水率测试可得出，PA66 CF材料硬度最高，PA12 GF、PA66、PA6G硬度相当，PA12 GF材料吸水率最低，PA46 GF吸水率最高。

（4）蜗轮材料的耐磨性　蜗轮的摩擦系数决定了蜗轮蜗杆的磨损量。理论上，摩擦系统越低，蜗轮蜗杆磨损量越少，两者的间隙变化越小，可以减少摩擦异响。

对不同材料的摩擦系数和磨损量测试如图3所示。

电动助力转向系统摩擦异响的控制，还需要在选取合适的润滑脂、工艺的装配性方面研究[4]。转向系统噪声是一个系统问题，各种因素相互影响，噪声的改善需要从系统的角度进行考虑。

结 语

综上所述，底盘噪声为汽车NVH研究的难点，应展开系统而且全面的分析。对于底盘噪声及转向摩擦异响今后可从以下几个方面深入研究：

1. 转向管柱蜗轮蜗杆的摩擦异响需要多方面进行控制，其主要原则就是控制蜗轮蜗杆间隙，降低摩擦系数，使其在转动过程中，啮合平稳顺畅。
2. 研究润滑油脂与蜗轮蜗杆材料的匹配性。考虑采用不同材料的蜗轮与钢制蜗杆以及采用不用润滑介质的啮合性能，进一步分析三者之前的搭配使用性能，更深入的优化润滑效果。
3. 制定多种台架及整车测试内容。按实际样车出现的问题，将制定多种台架验证方案及整车测试内容，以便在产品开发初期，能够更充分地验证蜗轮蜗杆及润滑油的搭配性能，保证产品开发的成功性。
4. 底盘系统噪声对汽车舒适度的影响程度。

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