纯电车NVH诊断案例：急加速过弯底盘异响的精准定位
纯电车NVH诊断案例：急加速过弯底盘异响的精准定位
随着新能源汽车的普及，NVH（噪声、振动与声振粗糙度）问题逐渐成为影响车辆舒适性和品质的重要因素。本文通过一个纯电动汽车急加速过弯时底盘异响的诊断案例，详细介绍了如何使用专业设备和数据分析方法精准定位故障根源。
故障现象
一辆单电机前驱纯电动汽车，在方向盘打死过弯并急加速时，能听到底盘传来“呜呜”声。该声音在车内不算太明显，需要仔细听才能听到，类似轴承的声音，且在30~40km/h车速下也能重现。
故障诊断
初步判断
根据故障现象的描述，初步怀疑可能的故障点包括：
- 左边轮胎的轴承响
- 右边轮胎的轴承响
- 中间的减速器响
- 驱动电机响
为了更精确地定位故障，使用虹科Pico NVH异响设备来捕捉故障出现时的实时振动和声音数据。
设备连接与探头布置
如图1所示，将四通道分别通过四个NVH接口盒与加速度计和麦克风相连。
图1 设备连接图
- A通道（蓝色）：使用加速度计，用磁座吸在左前轮羊角的螺栓上（轴承附近）。将垂直方向（对应Y轴）接到示波器A通道。
- B通道（红色）：使用加速度计，用磁座吸在右前轮羊角的螺栓上（轴承附近）。将垂直方向（对应Y轴）接到示波器B通道。
- C通道（绿色）：使用加速度计，用磁座吸在减速器左侧的螺栓上。将垂直方向（对应Z轴）接到示波器C通道。
- D通道（黄色）：使用麦克风，挂在乘客舱内的后视镜处。接到示波器D通道。
探头布置图如下：
数据采集
设备连接后，进行路试并启动NVH软件记录数据。重现故障出现的条件：方向盘往一边打死过弯，急加速；确认故障出现时保存数据，并在故障出现的时刻做了标记，如图中3个箭头所指（图3）。
数据分析
在图中下半部分的时间轴中，可以依次选择标记为1、2、3故障时刻的数据，来查看对应的频谱图（图3）。
注：黄色波形为车内麦克风采集到的声音信号，绿色为减速器处采集到的振动信号，红色与蓝色分别为右前轮和左前轮羊角处采集到的振动信号。
以故障时刻3的数据为例（图4），可以发现：
- 在几十赫兹的频段（红圈1处），声音分贝值比较高。
- 250Hz左右频段（红圈2处），声音有个较高的尖峰，且同一频率下的减速器处振动幅值较大。
- 1500Hz左右频段（红圈3处），声音还有个比较明显的尖峰。
根据上述描述的数据特征，优先怀疑2和3两个红圈中的尖峰。之所以不优先怀疑标号1圈圈的频段，是因为：
- 轮胎转动的频率就在这个频段，车辆行驶时本身就有胎噪、轮胎抖动等，所以暂时假设1号红圈的频段来自轮胎相关的部件。
- 故障现象描述的“呜呜”声，频率应该比几十Hz要高。
接下来，需要验证：“呜呜”声存在于2号红圈的频段，还是存在于3号红圈的频段？
回放NVH数据，能从声音信号中听到“呜呜”声，但不是很明显。注意，振动信号也可以被导出为音频文件，用耳朵来听。因此选择了所有时间段的数据，鼠标点右键，选择“导出选定区域到WAV”—“所有”，就可将所有4个探头的信号都导出为WAV格式的音频信号（图5）。
以下是导出的4段音频，可以尝试分辨每段音频中的“呜呜声”：
分别点击收听【音频A左前轮】、【音频B右前轮】、【音频C减速器】这三个音频，都能听到“呜呜”声，但【音频C减速器】中的最为明显。这说明：
- 三个文件里，都存在故障的“呜呜”声。
- 最为重要的一点是：这个“呜呜”声在C通道（绿色，减速器）的位置是最大的。放大数据（图6）观看，可以ABC（蓝红绿）3个通道的数据，C通道明显比AB通道幅值高很多的频率，是在255Hz左右（图6）。
至此，基本上确认了左前轮、右前轮的轴承并不是“呜呜”声的来源，减速器更靠近“呜呜”声的源头！
接着使用NVH软件的过滤功能，将255Hz频率过滤掉。使用了“带阻”选项，将207至293Hz区间的频率过滤掉（如图9）。
以下为过滤前后的音频：
回放过滤后的数据，听不到“呜呜”声了，这就最终确认了这“呜呜”声的频率就是255Hz。
进一步诊断
至此，100%确认了故障的“呜呜”声的频率是255Hz，且源头靠近减速器。由于减速器靠近驱动电机，这个“呜呜”声也很有可能来自驱动电机。因此在驱动电机上再布置一个加速度计，对比减速器和驱动电机两者的振动信号，看哪个部件发出的255Hz幅值更大。
经过数据的对比，发现减速器的振动比驱动电机的振动要大，从而确认了减速器是这个“呜呜”声的源头！
拓展思考
此次诊断的目的是找到故障的总成部件，并不需要找到具体是哪个齿轮有故障。如果要解析到具体是减速器内部某个齿轮产生的“呜呜”声，则需要获取驱动电机的转速和各组齿轮的传动比，进行阶次分析，即可将问题锁定至更小的单元。