虹科免拆案例 | 2017款大众帕萨特车冷机发动机异响

2017款大众帕萨特车冷机发动机异响

匠卓挚诚汽车维修中心原瑞铠

一辆2017款大众帕萨特车，搭载DBH发动机和7速双离合变速器，累计行驶里程约为8.6万km。该车冷机起动后发动机发出“叽叽叽”声，热机后异响消失。

使用虹科Pico汽车示波器+NVH套装采集故障出现时发动机室的噪音信号和发动机上的振动信号（图1），用频域分析可知，发动机上的振动主要是发动机二阶振动（E2）及其谐振，这在4缸发动机上是正常的。

图1故障出现时发动机室的噪音信号和发动机上的振动信号

重点分析噪声信号（图2），发现异响的频率为6 kHz，强度为58.3 dB。

图2找到异响的频率

接着用时域分析噪声信号（图3），发现噪音强度时强时弱，且有一定的规律，1 s内约变化18次，即变化频率约为18 Hz。该频率与哪个旋转部件有关呢？

图3用时域分析噪声信号

关联阅读：此为高频声响（异响为6 kHz）、低频发生（出现频率18 Hz）问题。出现此类现象的原因可见此文章：虹科技术分享 | 为什么低频的敲击会产生高频的声音？

由图1可知发动机二阶振动频率（E2）为30.5 Hz，由此计算曲轴的转频为15.25 Hz（30.5 Hz÷2=15.25 Hz），对应发动机转速为915 r/min（15.25×60=915 r/min)。

注意：由于测量时输入的静态发动机转速为1 000 r/min，这与实际发动机转速（915 r/min）有偏差，所以软件自动标注的发动机二阶振动频率（E2）也有偏差。

异响的变化频率约为曲轴转频的1.18倍（18÷15.25≈1.18倍），决定先排查发动机附件。

如图4所示，发动机附件传动带上涉及的部件有曲轴传动带轮、空调压缩机传动带轮、发电机传动带轮及惰轮。拆下发动机附件传动带，异响仍然存在，说明异响与这些部件无关。

图4发动机附件传动系统

如图5所示，该车冷却液泵由进气平衡轴通过齿形传动带驱动。拆下冷却液泵的齿形传动带，异响消失，由此可知异响是由冷却液泵产生的。

图5冷却液泵传动系

更换冷却液泵后反复试车，异响未再出现，故障排除。

故障总结

如图6所示，冷却液泵的动力传动路径为“曲轴→曲轴上的平衡轴传动齿轮（42个齿）→传动链条→惰轮主齿（24个齿）→惰轮副齿（32个齿）→进气平衡轴传动齿轮（28个齿）→进气平衡轴→进气平衡轴上的冷却液泵传动齿轮（17个齿）→齿形传动带→冷却液泵传动齿轮（29个齿）”。如图7所示，惰轮为双层齿组，主齿为直齿，副齿为斜齿。

图6链条驱动系统

图7惰轮的结构

根据上述冷却液泵的动力传动路径及相关齿轮的齿数计算出进气平衡轴转频为曲轴转频的2倍，冷却液泵转频约为曲轴转频的1.17倍。

之前计算过异响的变化频率约为曲轴转频的1.18倍，由此可知冷却液转频与异响的变化频率十分接近。

故障时曲轴转频为15.25 Hz，计算冷却液泵转频约为17.84 Hz（15.25 Hz×1.17≈17.84 Hz），异响的变化频率约为18 Hz，两者基本一致。