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虹科Pico NVH测机脚胶减震效果
一、背景介绍
发动机是通过机脚胶这种弹性结构连接到车架上的，两侧分别固定在发动机和车架上。机脚胶依靠内部的橡胶块起到弹性缓冲的作用，能够大大减轻发动机传到驾驶室的振动。
那么设计工程师要如何测量机脚胶减震是否合格？维修人员怎么判断机脚胶是否老化、弹性不足呢？Pico NVH套装就能够用数据解决这两个问题，快速准确地测量出机脚胶的减震效果。
二、测试分析
如图1所示，这次我测试的机脚胶一侧通过螺栓与发动机相连，另一侧也是通过螺栓固定在车架上。发动机振动的传递路径如图2所示，首先直接传递到机脚胶，经过机脚胶内部橡胶块减震后，振动传递到了车架上，最后传到驾驶室内。
图1 机脚胶的固定
图2 发动机振动传递路径
第一次测试时，我将一个加速度计固定在机脚胶车架侧的螺栓上（图3），同时测该点三个方向上的振动，NVH接口盒X(前后)、Y(上下)、Z(左右)分别连接到示波器A、B、C三个通道。我们通常会安装一个加速度计在驾驶员座椅导轨上作为参考，毕竟驾驶员是感受到振动的主体，因此在D通道上再连接一个加速度计，测量的是上下方向的振动（汽车上的振动通常是上下方向比较大）。
图3 加速度计固定位置
然后我们用软件采集在怠速下（790RPM，发动机一阶振动频率E1为13.16Hz）的振动数据，如图4所示。蓝色波形是固定在机脚胶车架侧的加速度计采集的，并且显示的是三个方向的振动矢量和。黄色波形则是座椅导轨处垂直方向上的振动数据。
图4 第一次测试数据
从图4可以看到，在E2发动机二阶振动频率处，机脚胶车架侧振动幅值为6.30mg，振动传到驾驶室座椅导轨处降低为4.61mg。总的来说，这两个位置的E1和E2振动幅值都不大，但是这种安装加速度计的方式并不能完全体现出机脚胶的减震效果，不过我们采集到了驾驶室内的振动幅值，还是非常有参考价值的。
第二次测试时，为了测量出机脚胶的减震效果，我将一个加速度计固定在机脚胶车架侧的螺栓上，同时测该点三个方向上的振动，NVH接口盒X(前后)、Y(上下)、Z(左右)分别连接到示波器A、B、C三个通道。然后在D通道上再连接一个加速度计，固定在机脚胶发动机侧的螺栓上，测量的是上下方向的振动（汽车上的振动通常是上下方向比较大)。加速度计的固定如图5所示。
图5 两个加速度计的固定位置
然后我们在怠速下（730RPM，发动机一阶振动频率E1为12.16Hz）采集振动数据，如图6所示。黄色波形是固定在机脚胶发动机侧加速度计在垂直方向上的振动数据；其余三个波形是固定在机脚胶车架侧的加速度计采集的振动，蓝色波形(A通道)是前后轴向，红色波形(B通道)是垂直轴向，绿色波形(C通道)是左右轴向。
图6 测试数据
由于汽车上的振动通常是垂直方向比较大，我在屏幕只显示黄色和红色波形以便对比，即发动机侧和车架侧在垂直方向的振动，如图7所示。从图7拖动标尺测得数据可以知道，在E2发动机二阶振动频率处，机脚胶发动机侧垂直方向振动幅值为305mg，而这个振动传到机脚胶车架侧大大降低，仅有6.01mg。（请注意，一般发动机上左右两侧各有一个机脚胶，本次测试虽然放在其中一个机脚胶的车架侧，但6.01mg应该是两个机脚胶共同作用后车架上的振动幅值）
图7 垂直方向振动的对比
对于四缸发动机，曲轴的每次转动都会有两个燃烧的过程(曲柄受到两个冲击)，产生一个很高的E2振动。如图4和图5所示，如果这个E2振动直接传到驾驶室，那乘客会感受到明显的振动和不适。而本次测试的机脚胶起到了很好的减震作用，将传递到驾驶室的发动机振动大大减弱。
三、案例小结这个案例体现了机脚胶在汽车减震上的重要作用，也说明了Pico NVH套装能够计算出一系列客观数据，测出机脚胶的减震效果。Pico NVH对汽车工程师而言，可以快速地测量机脚胶减震效果；对于维修人员，能够判断机脚胶是否老化，便捷精确地定位NVH故障。
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发表于 2020-9-9 15:29:14
