摘要：汽車行駛中的異響不僅影響駕駛品質和整車口碑，還可能預示著潛在的安全隱患。本文通過對汽車行駛中異響的產(chǎn)生機理進行深入研究，分析了發(fā)動機、傳動系統(tǒng)、懸架系統(tǒng)、制動系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)等關鍵部件的異響產(chǎn)生原因，針對部分異響問題提出了相應的預防措施及處理方法。希望本研究對汽車行業(yè)及相關領域具有一定的參考價值。

關鍵詞：汽車行駛；異響；產(chǎn)生機理；預防措施；處理方法

中圖分類號： U472.4 文獻標識碼：A

0 引言

在汽車行業(yè)， 異響是3 個英文單詞（Buzz、Squeak 和Rattle）翻譯而來。按中文的意思理解，在很多時候誤導了普通人，甚至包括汽車工程師，因為人們覺得汽車上只要是異常的聲音就是異響。異響是指在受到來自路面、動力總成以及環(huán)境的激勵，單個零件共振以及兩個零件摩擦或撞擊產(chǎn)生異常的聲音（圖1）。整車異響主要分為以下3 類。

（1）顫振聲（Buzz）。單個零件在外部激勵作用下，共振和空氣產(chǎn)生聲音即為Buzz 聲，形象描述為昆蟲拍打翅膀的聲音，如嗡嗡聲。Buzz 聲產(chǎn)生的機理如圖1a 所示。

（2）摩擦聲（Squeak）。在外部的激勵下，兩個接觸的零件/物體產(chǎn)生切向相對運動而產(chǎn)生的聲音即為Squeak 聲，形象描述為橡膠鞋底和光滑地板摩擦的聲音，如吱吱聲。Squeak 聲產(chǎn)生的機理如圖1b 所示。

（3）撞擊聲（Rattle）。在外部的激勵下，兩個相鄰的零件/物體產(chǎn)生法向相對運動，撞擊而產(chǎn)生的聲音即為Rattle 聲，形象描述為手指敲擊桌面的聲音，如“噠噠”聲。Rattle 聲產(chǎn)生的機理如圖1c 所示。

實際生活中，汽車Buzz 聲比較罕見，日常遇到的異響通常為Squeak 聲和Rattle 聲，即摩擦異響及撞擊異響比較常見。汽車在行駛過程中產(chǎn)生的異響問題不僅影響駕駛體驗，還可能預示著潛在的安全隱患。因此，研究汽車行駛中異響的產(chǎn)生機理，并提出有效的預防措施，對于保障汽車的安全運行具有重要意義。

1 常見汽車異響類型

汽車行駛異響是指在汽車行駛過程中出現(xiàn)的異響，主要的激勵為路面激勵、車速或方向變化時執(zhí)行機構運行產(chǎn)生的激勵。這些異響可能是由于汽車內部的某個部件損壞、磨損、松動或其他故障狀態(tài)引起的。

異響的類型和聲音特征可以作為診斷汽車問題的線索，因為不同的部件損壞或故障會產(chǎn)生不同的聲音[1]。汽車行駛異響可能是間歇性的，也可能是持續(xù)性的，它們可能隨著車速、發(fā)動機轉速或行駛條件的改變而變化。例如，傳動系統(tǒng)的異響可能在換擋時更為明顯，而懸架系統(tǒng)的異響可能在經(jīng)過不平路面時更為突出。汽車行駛過程中產(chǎn)生的異響主要包括以下幾種類型。

1.1 傳動系統(tǒng)異響

傳動系統(tǒng)中齒輪箱、傳動軸和驅動軸處易產(chǎn)生異響。齒輪箱中，當齒輪嚙合不良或齒輪磨損嚴重時，可能會產(chǎn)生金屬摩擦聲。如果傳動軸軸承磨損或松動，會導致傳動軸發(fā)出顫動聲或敲擊聲。驅動軸的橡膠襯套老化或損壞，可能會引起振動和異響。

1.2 懸架系統(tǒng)異響

懸架系統(tǒng)中，減振器損壞或磨損會導致行駛過程中出現(xiàn)敲擊聲或振動。懸架臂的橡膠襯套老化或損壞，會引起懸架系統(tǒng)的異響?？刂票鄣倪B接螺栓松動或損壞，可能導致異響。

1.3 輪胎和制動系統(tǒng)異響

輪胎磨損不均勻或輪胎平衡不良，會引起行駛中的嗡嗡聲或敲擊聲。制動盤磨損或有裂紋，可能會在制動時產(chǎn)生響聲。制動片磨損過薄或損壞，會在制動時產(chǎn)生刺耳的摩擦聲。

1.4 發(fā)動機和冷卻系統(tǒng)異響

發(fā)動機內部零件磨損，如活塞環(huán)、氣門和軸承等，可能導致異響。水泵軸承磨損或風扇葉片損壞，會引起冷卻系統(tǒng)的異響。

1.5 排氣系統(tǒng)異響

排氣管的焊接點松動或排氣管磨損，可能會導致排氣系統(tǒng)的異響。排氣尾管的隔熱層損壞，會使排氣時產(chǎn)生較大的噪聲。

1.6 內飾和車身異響

內外飾件松動或損壞，如門板、頂棚等，會引起內飾異響。車身部件的連接螺栓松動，如翼子板、發(fā)動機艙蓋等，可能導致異響。

1.7 車內異響

低速顛簸路段時的異響：可能來自車內儲物格物品、手套箱內物品或后加裝電子設備的電線敲打的聲音。

2 汽車行駛中異響產(chǎn)生的原因機理

2.1 發(fā)動機異響

發(fā)動機是汽車的核心部件，其正常運行對于整車的性能至關重要[2]。發(fā)動機異響的產(chǎn)生主要源于零部件的磨損、裝配不當以及氣門噪聲等。例如，曲軸軸承、連桿軸承等關鍵部件的磨損會導致發(fā)動機產(chǎn)生異響；氣門間隙過大或過小、氣門彈簧折斷等也會導致發(fā)動機出現(xiàn)敲擊聲。

2.2 底盤與懸架系統(tǒng)異響

底盤與懸架系統(tǒng)異響主要源于軸承、懸架部件的磨損以及輪胎與輪轂的問題。例如，減振器損壞、懸架系統(tǒng)螺絲松動等都可能導致底盤異響；輪胎磨損不均勻、輪轂變形等也可能引發(fā)異響。

2.3 制動系統(tǒng)異響

主要源于制動片與制動盤的磨損、制動液缺乏以及制動分泵異常等。當制動片磨損到一定程度時，其與制動盤的摩擦會產(chǎn)生刺耳的異響。制動液不足或制動分泵異常也可能導致制動系統(tǒng)產(chǎn)生異響。

2.4 排氣系統(tǒng)異響

混合氣濃度過高、消聲器和排氣管損壞、三元催化堵塞、部分排氣門燒蝕或密封不良等，是導致排氣系統(tǒng)異響的主要原因。

2.5 車身系統(tǒng)異響

車身結構的多個部位，包括金屬部件、橡膠件和塑料件等，它們在車輛運動過程中可能因為振動、磨損或松動而產(chǎn)生響聲。

2.6 其他異響

除了上述部位外，車身結構松動、電氣系統(tǒng)干擾等也可能導致汽車行駛中產(chǎn)生異響。例如，車身結構件的松動會在行駛過程中產(chǎn)生共振，從而引發(fā)異響。

3 汽車行駛中異響診斷與識別方法

異響的診斷與識別是預防汽車行駛中異響的關鍵環(huán)節(jié)。有些行駛過程中的異響就算是汽車工程師也不能利用傳統(tǒng)的“望、聞、問、切”方法解決[3]。市場上4S 店對此類異響問題的解決套路有更換零件、涂油脂、重新拆裝零件，這些措施有時候能幸運地解決問題，有時候折騰了很久也沒解決。隨著現(xiàn)代檢測與故障診斷技術的廣泛應用，很多之前用于NVH 開發(fā)的測試設備現(xiàn)在也用于異響問題的解決。

3.1 利用NVH 測試設備解決異響問題

利用振動加速度傳感器和麥克風可采集汽車異響的振動及聲音數(shù)據(jù)，通過對測試數(shù)據(jù)的頻域信號和時域信號進行分析，識別出異響產(chǎn)生的部位和原因。以西門子Test.lab 解決某車型鈑金異響為例，問題解決的步驟如下。

（1）了解異響問題發(fā)生時的車輛的情況，包括車輛行駛里程、車速、路況和車輛載荷等，通過收集這些信息，以便在解決問題時復現(xiàn)異響，復現(xiàn)問題時問題反饋人在場更佳。例如某客戶抱怨他購買的車輛在經(jīng)過破損或裂縫等顛簸路時，車輛左前方異響，在車速20 km/h 時異響最明顯，乘坐1 ～ 5 人時異響均能復現(xiàn)。

（2）根據(jù)異響發(fā)生時的工況，結合專業(yè)知識，初步判斷異響可能的產(chǎn)生位置（圖2）。

（3）數(shù)據(jù)測試：在初步判斷的位置布置加速度傳感器，必要時可在車內或近場布置麥克風。按收集到的異響產(chǎn)生時的工況駕駛車輛，確保在測試過程中該異響問題發(fā)生。如一次測試不能包含所有懷疑的位置，可進行多次測試。

（4）數(shù)據(jù)分析：首先，利用Test.lab 的音頻回放功能，結合Colormap 圖，判斷異響發(fā)生的時間及頻率段（圖3）；再利用濾波器對測試數(shù)據(jù)的時域進行濾波，濾波后觀察異響產(chǎn)生時各測點的振動加速度時域數(shù)據(jù)；最后通過對比振幅及相位，判斷異響發(fā)生的位置（圖4）。

（5）通過測試確認異響發(fā)生的位置后，再結合專業(yè)知識制定驗證方案。

3.2 利用測試臺架解決異響問題

隨著臺架技術的發(fā)展，臺架不僅可以用于汽車前期的NVH開發(fā)，也可以用于后期問題的解決（圖5）。臺架可以通過路譜模擬整車實際行駛時受到的路面激勵，這時候汽車工程師也可以近距離使用傳統(tǒng)的“望聞聽切”方法，也可以在臺架上使用聲學診斷設備進行測試，調查異響的原因[4]。

聲學診斷技術和臺架技術都可以讓行駛中的異響問題得到更快速準確的解決。當然也需要更多的成本，對技術人員的要求也更高。隨著現(xiàn)代高精尖技術的發(fā)展，未來測得異響檢測設備可能會更加豐富，診斷起來將會更將方便直接，成本可能也會更低[5]。

4 汽車行駛中異響預防措施

汽車行駛中出現(xiàn)異響可能是多種原因造成的，針對常見的異響問題，本研究提出以下一些預防措施僅供參考。

（1）零部件選擇與質量控制：選擇質量可靠的零部件是預防汽車異響的基礎。汽車制造商和維修人員在選購零部件時，應注重產(chǎn)品的品牌、質量認證以及用戶評價等信息，確保所選零部件符合汽車的設計要求和性能標準。

（2）定期維護與保養(yǎng)：定期對汽車進行維護和保養(yǎng)是預防異響的有效手段。這包括更換磨損嚴重的零部件、調整氣門間隙、檢查底盤與懸架系統(tǒng)的緊固情況等。此外，定期更換機油、清洗積炭等也有助于減少發(fā)動機異響的產(chǎn)生。

（3）駕駛習慣與操作規(guī)范：良好的駕駛習慣和操作規(guī)范對于預防汽車異響同樣重要。駕駛員應盡量避免急加速、緊急制動等激烈操作，以減少對汽車零部件的沖擊和磨損。同時，合理使用空調、暖風等系統(tǒng)，避免長時間高負荷運行。

（3）異響預警與早期干預：開發(fā)和應用異響預警系統(tǒng)是實現(xiàn)早期干預的關鍵。通過實時監(jiān)測汽車的振動、噪聲等信號，預警系統(tǒng)能夠及時發(fā)現(xiàn)潛在的異響問題，以便及時處理。

5 結束語

本文通過對汽車行駛中異響產(chǎn)生原因的分析，提出了相應的預防處理措施。這些措施旨在從源頭上減少異響的產(chǎn)生，提高汽車的安全性和駕駛舒適度。然而，隨著汽車技術的不斷發(fā)展和新材料的廣泛應用，異響問題也可能出現(xiàn)新的變化和挑戰(zhàn)。因此，未來我們需要繼續(xù)關注汽車異響問題的最新動態(tài)，不斷完善和優(yōu)化預防處理措施，為汽車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻。

【參考文獻】

[1] 劉東升， 呂廣寧， 張寶. 汽車行駛中異響產(chǎn)生機理與預防措施研究[J].汽車工程，2011，29（07）： 68-70.

[2] 孫崇麗， 張勇， 董浩. 基于支持向量機的汽車異響診斷方法研究[J]. 機械設計與制造，2014（05）：57-59.

[3] 陳彬， 魏東明， 袁建平. 汽車行駛中異響的診斷與維修[J]. 汽車維修與保養(yǎng)，2013（08）：40-42.

[4] 王翀， 郭宇， 張明. 基于振動信號處理的汽車異響診斷方法研究[J]. 機械設計與制造，2016（10）：83-85.

[5] 張華， 劉淼， 李浩. 基于聲學診斷的汽車異響分析方法研究[J]. 噪聲與振動控制，2017，36（01）：24-27.

作者簡介：

袁萬柱，本科，工程師，研究方向為整車異響。