續：《減振器異響工程案例（上篇）：失效模式與異響源概述》

下面將針對Module（外圍件）、Valve（閥系）、ReboundSystem（復原緩沖系統）、Guiding&Sealing（導向&密封）、Structuralcomoponents（缸筒/活塞桿等結構件）、Stamped&Welded（外部沖壓&焊接部件）、Oil&Gas（油液&高壓氣體）七個方面，結合工程實例，分析潛在異響失效模式和噪音類型。

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Module（外圍件）

Module包含TopMount(上鏈接), JounceBumper(壓縮緩沖塊), BumperCap(頂蓋), Bushing(襯套), SuspensionSpring(懸架彈簧), DirtShield(防塵罩), SpringPad(彈簧墊), 以及其他外圍附件。潛在噪音類型有Rubbing noise（摩擦噪音）、Chuckle noise（咕嚕咕嚕、koto-koto聲）、Knocking noise （金屬或非金屬撞擊聲），以及密閉空間排氣音。

1.1 Rubbing noise（金屬或非金屬摩擦噪音）

此類噪音主要來自于非金屬與金屬之間摩擦產生噪音，聽感上類似于青蛙叫聲，尖叫聲，主觀不可接受，應著力避免或完全消除。Module組件中Jounce bumper和Spring pad作為主要非金屬零部件，是此類噪音的重要潛在異響源。

a) Jounce bumper和Bumper cap之間

當Jounce bumper受壓時，其與Bumper cap接觸面存在相對摩擦，從而成為潛在異響源。在接觸面之間涂抹硅脂或潤滑劑可以臨時消除噪音，但量產可執行性較差，因此設計上通過優化Jounce bumper和Bumper cap兩個零件的接觸表面結構或紋理（增加凸點、環形紋理等）可以有效避免摩擦噪音。

圖1 JounceBumper和BumperCap之間的摩擦噪音

b) Jounce bumper 和 Rod（活塞桿）之間

當Jounce bumper受壓時，其與活塞桿之間存在相對滑動摩擦從而成為潛在異響源。在Jounce bumper內孔預先涂抹硅脂可有效改善，但不建議作為量產長期方案。結構上，優化Jounce bumper內徑尺寸，通過改變配合過盈量，可以改變相對摩擦狀態，從而消除異響；也可以優化Jounce bumper抱緊連桿部位的接觸面結構，如表面凸點凸臺設計，減少接觸面積。

圖2 JounceBumper和活塞桿之間的摩擦噪音

c) Spring pad和Coil spring之間

橡膠彈簧墊-金屬彈簧座-懸架彈簧之間如果匹配不良，或彈簧墊由于裝配問題產生變形，在懸架彈簧運動過程中很可能會與橡膠彈簧墊之間發生干涉摩擦，從而成為潛在異響源，通常在低溫條件下由于橡膠硬度增加，異響會更明顯。解決方案一般是優化彈簧墊與彈簧座、彈簧之間的配合，或針對產生摩擦的位置，減薄橡膠厚度，使干涉程度降低或直接規避摩擦。

圖3 彈簧墊低溫異響

1.2 Chuckle noise

此類噪聲一般發生于車輛通過碎石子路等使車輪產生高頻振動的情況。產生的原因主要有隔振不良振動加速度傳導至車身、零件松動、配合間隙、干涉碰撞等。

a) 車身連接

車輪在高頻運動條件下，內部閥系的開閉動作，會加劇活塞桿振動加速度，因此減振器活塞桿與車身連接位置的橡膠墊或橡膠襯套的設計匹配就至關重要。過硬起不到隔振效果，過軟則振動幅度增加，同樣惡化異響程度。通常橡膠材料硬度，骨架結構，橡膠量是主要的調整點。

圖4 Bushing隔振優化案例

b) Top Mount螺母松動

Top Mount螺母松動是懸架高發的異常質量問題造成異響，探測度較高，易于排查。螺母松動的原因很多：上緊工藝不良、鎖緊機構不良、螺紋失效等等。

圖5 TopMount螺母松動

c) 配合間隙碰撞

來自于軸承/襯套與支撐部位的間隙，在減振器高頻振動下，會產生連續碰撞噪音。

圖6 TopMount裝配間隙優化

d) 防塵罩干涉

波紋管形式的防塵罩由于其彈性變形特性，在工作時容易與其他部件發生干涉，當高頻碰撞時，即表現為Chuckle noise，如圖7為防塵罩與頂蓋卡扣之間的干涉問題。當在非高頻工作條件下，表現為普通碰撞噪音，后文再做闡述。

圖7 防塵罩運動干涉

1.3 Knocking 碰撞噪音

當零部件之間由于配合不良、性能衰減、異常變形等原因產生碰撞時，會發出“咚”、“咔噠”等異響類型。主要來自于彈簧與彈簧座撞擊、橡膠襯套吸能不足、防塵罩形狀突變、防塵罩脫出、防塵罩彎曲干涉等。

a) 彈簧撞擊彈簧座

若彈簧墊在彈簧座上裝配不到位，或者彈簧墊太薄，彈簧壓縮時與彈簧座直接接觸，進而產生金屬碰撞噪音。

圖8 彈簧-彈簧座碰撞異響

b) 橡膠襯套吸能不足

橡膠襯套匹配硬度不足，或耐久工況后橡膠襯套性能衰減，均會因過大振幅導致碰撞噪音。

圖9 襯套剛度衰減

c) 防塵罩形狀突變

這里特指波紋管防塵罩，波紋管兩端至有效波紋區域的壁厚是防塵罩變形特征的關鍵。如以下實例，波紋管壁厚不均勻，當防塵罩壓縮時，在端部產生不均勻變形和跳動，從而產生異響問題。

圖10 防塵罩波紋不規則變形

d) 防塵罩脫出配合部位

仍然特指波紋管防塵罩，通常上下兩端會分別卡在Top Mount和Bumper cap上。當防塵罩處于拉伸狀態時，若端部連接不良，或脫出力不足，會造成防塵罩在拉伸時突然脫出產生彈跳。優化連接結構可避免此類問題。

圖11 防塵罩拉伸脫出

e) 防塵罩彎曲變形

因設計原因或制造原因，防塵罩壁厚不合理，在壓縮狀態下產生過大彎曲變形，導致其與懸架彈簧或其他零件干涉，造成異響問題。設計上，使波紋管中間部位壁厚較薄，兩端較厚，可有效改善彎曲變形問題。

圖12 防塵罩彎曲干涉

1.4 密閉空間排氣噪聲

軟質非金屬件如防塵罩、彈簧墊安裝后，如果和配合件之間形成密閉或近似密閉空間，當非金屬部件因正常工作受擠壓排出內部空氣，或復原時吸入空氣時，由于狹小的空氣流動通道，會產生氣流噪音，常見于防塵罩伸縮運動時。如果純密閉空間較小，還會產生類似氣泡破裂的聲音。解決方案一般是設計出足夠的排氣孔或槽。

圖13 彈簧墊/端蓋排氣槽

02

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Valve（閥系）

閥系噪音是減振器異響問題中最難以探測的異響源。比較直觀的原因是其處于減振器內部，無法直接觀察系統或零部件運行狀態，且異響機理通常跟液壓原理和閥系工作原理有很大關聯，要想透徹研究清楚，需要一定的液壓常識或專業知識，并對特定閥系結構和原理有充分的理解。一些專業的測試設備和測試規范可以用于探測閥系異響，并幫助工程人員正確理解閥系異響的機理，以提出改善方案。常見的閥系異響類型有Swish液流聲, Squeak(尖叫、嘯叫噪音), Chuckle noise(咕嚕咕嚕聲)。

2.1 Swish液流聲

Swish是減振器工作時，油液流過閥系時產生的噪音，從液壓原理上可理解為高速流動的油液與節流孔管壁之間的摩擦噪音，而在出口處可能產生的紊流現象也會加劇噪音的生成。通常的優化方案是節流片開槽方式優化如減小開口尺寸，增加開口數量，或改變油液流動通道形式如節流片前預置座片（提前緩和油液流過節流孔之前的流速）。

圖14 節流閥片優化

然而，Swish問題在減振器工程實際中并非是能夠一蹴而就從根本上得到解決的。只要減振器還是基于液壓原理的零部件，Swish就不可能完全消除。各OEM在其技術要求中，一般都會對減振器提出關于Swish噪音的量化要求，如在某溫度，某速度下，評價減振器本體在壓縮和復原行程的噪音分貝值。然而，這并不意味著減振器滿足了技術要求，車內乘員對于噪音的可接受度就一定能得到保證，這點在整個懸架的前期設計階段都很難給出預估。因此Swish異響問題通常需要OEM和減振器廠家共同商討解決方案，減振器本體和車身結構、隔音裝置需要綜合考慮。

另外，當出現Swish問題時，除設計上的優化，減振器質量方面需要預先排查，通常清潔度問題也是造成Swish異響的關鍵因子，如在油液流動通道上如果存在較大雜質，會明顯改變油液流動特性，進而產生問題。

2.2 Squeak嘯叫

一個正常的閥系在減振器中工作，需要該流通的地方暢通無阻，該密封的地方要盡可能沒有泄露。而如果出現了異常泄漏，導致油液不能按照預定軌跡流動，而從其他位置高速泄漏，那么就會產生類似口哨或嘯叫的噪音。此類問題大部分情況下屬于質量問題，如雜質、閥片變形、閥線缺口、閥片閥線尺寸不匹配、閥片裝配錯誤、閥體破裂等。

圖15 閥系異常泄露問題

2.3 Chuckle noise（咕嚕咕嚕聲）

這里提到的咕嚕咕嚕聲其直接噪音源來自于減振器活塞桿和車身連接位置，屬于結構傳導類噪音，是活塞桿的振動加速度傳遞至車身產生的結構噪音，而活塞桿振動加速度的源頭，是閥系的開閉動作。因此，此類異響是一個綜合性的問題，與車身結構、連接點隔振裝置、減振器閥系都有關系。這里我們著重關注振動源——閥系開閉動作。

閥系開閉動作造成的活塞桿振動加速度，在業內也叫Clatter，跟Swish一樣，也是減振器的先天特性，不可避免，但可評價強弱。大部分OEM的技術規范中雖然提到需要Clatter測試數據，但因最終異響水平受車身結構和連接點影響很大，并不對減振器規定具體接受標準（除現代汽車等少部分OEM），主要用來跟開發歷史數據對比評估風險。

閥系Clatter問題主要跟閥系的補償閥功能區相關。我們知道對于雙筒減振器，活塞閥和底閥都分別存在一個僅起到油液流通或補償功能的單向閥，若流通/補償閥閉合響應較差，由于油液流動的慣性，閉合的瞬間會在減振器內部產生“水錘”現象，該現象會對活塞桿造成瞬時液壓沖擊從而產生較大的振動加速度。例如復原拉伸行程時，底閥補償閥處于開啟狀態，當復原行程結束時，由于油液和閥系一定的遲滯特性，底閥補償閥實際上并未隨行程結束而完全閉合，但此時已開始進入壓縮行程，在壓縮起始階段（幾乎是一瞬間，時長取決于閥系結構）會有相對較大流量油液通過尚未完全閉合的底閥補償閥通道，隨后當補償閥完全閉合，流量瞬間減小，就會在工作腔內產生瞬時高壓，使活塞桿產生較大的振動加速度。

圖16 流通閥閉合水錘現象

閥系Clatter問題的優化，一般是增加活塞閥或底閥的流通/補償閥開合剛度或預載，目的是提升流通閥的開閉響應，使其能隨著復原或壓縮行程結束靠本身變形剛度及時復位，從而減弱水錘效應。或者其他閥系調整可達到同樣的目的，如降低阻尼力值，優化復原壓縮力值比，甚至結構規格等，但這些方式修改較大，尤其會影響整車駕評感受，所以很少做這一類調整。閥系Clatter是不可能完全消除的，如再無改善空間，那么重點就應考慮連接位置Top mount或Bushing的隔振優化了。

需要注意的是，減振器本體的Clatter是人耳不可識別的，結構傳導噪聲的客觀評價需要依靠振動加速度信號采集進行探測，主觀上只能在整車級別的駕評才可以感知。

另外一種Chuckle noise不屬于Clatter問題，當減振器內部閥系出現松動情況時，如活塞閥螺母松動，在車內主觀感覺也是咕嚕咕嚕聲音，減振器本體在臺架上也可以復現，此時的異響屬于次要失效模式，應重點分析閥系松動的問題。

圖17 閥系緊固螺母松動

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ReboundSystem（復原緩沖系統）

復原緩沖系統在減振器達到拉伸極限時起到緩沖作用，因此該系統或零部件通常會有較高的吸能要求以緩和過大的沖擊。結構形式一般有三類：復原緩沖塊（橡膠或塑料塊限位緩沖）、復原緩沖簧（能吸收較大的沖擊能量，但犧牲行程）、HRS（液壓緩沖系統，吸能大，技術優勢明顯）。常見異響有Topping noise和刮蹭異響。

3.1 Topping noise

Topping noise是減振器達到最大拉伸極限時產生的結構沖擊噪音，常見工況如通過減速帶等較大凸起后的減振器拉伸行程。復原緩沖系統的匹配需要同時兼顧Topping noise、結構強度、耐久、減振器尺寸/行程等，不存在絕對的最優方案，確定緩沖結構形式后，需要在調校時多種方案中選擇最佳匹配效果。

目前流行的復原緩沖系統方案在Topping noise方面的對比如下：

a) HRS

即液壓緩沖系統。HRS幾乎不產生任何Topping noise，但其零部件設計較復雜，成本有所增加。不過因其不僅僅在噪音表現，還在駕評等綜合性能方面優勢明顯，且隨著制造技術的提升，目前是業內新興且逐漸成熟的復原緩沖解決方案。

b) Rebound bumper

如果采用復原緩沖塊作為復原行程限位緩沖裝置，需重點關注材料選擇。常用的材料中PA等較硬的尼龍材料對Topping noise最敏感，但耐久/強度最佳。軟質TPU和NBR等較軟材質可以極大優化Topping noise問題，但需關注耐久和高溫老化問題，尤其是PU材質，而NBR橡膠材質需注意設計足夠的變形量以抵御最大負載力。除材料選型方面，緩沖塊結構上也可以設計成端面波浪紋形式，提升變形量。對于減振器內部非金屬材質，油液兼容性需要最優先考慮。

圖18 復原緩沖塊

c) Rebound spring

金屬復原緩沖簧是比較常見的結構，吸能效果較好，但對于尺寸/行程較短的減振器，設計空間會比較有限。通常在復原緩沖簧與沖擊接觸面之間增加非金屬墊塊對于Topping noise會更優，但非必須。

圖19 復原緩沖簧

d) Plastic spring

塑料彈簧本質上是一種具備類似彈簧性能的復原緩沖塊。材質通常為TPE，由于結構特點，彈性變形量極大，壓并長度可以遠小于復原緩沖簧，因此在吸能和尺寸方面能得到較好的兼顧。該類產品因其結構和制造工藝復雜，成本偏高，但相對于HRS，僅需考慮減振器本體基長和行程即可，應用較方便。目前在一些高端車型減振器中也已廣泛應用。

圖20 塑料彈簧

另外，減振器一些質量或結構失效問題也常常表現出Topping noise次級失效。如復原緩沖系統/零部件失效、復原簧尺寸過短等等。整車方面如前期設計輸入的載荷與實際路況不匹配，導致方案選型不理想或減振器行程/尺寸不匹配，也是影響Topping noise的潛在因素。

3.2 Rubbing noise（刮擦噪音）

復原緩沖系統中出現的金屬刮擦聲主要是來自于復原緩沖簧與活塞桿或缸筒之間的摩擦。聲音較尖銳易于識別，常見于子零部件質量問題或裝配問題。如彈簧垂直度不良、撓度過大、裝配定位不良、裝配順序錯誤等等。

圖21 復原緩沖簧刮蹭活塞桿和裝配錯誤問題

對于復原緩沖塊，存在一種較常見的刮蹭異響形式。當車輛舉升狀態，車輪自由下垂的情況下，左右打方向時，減振器會出現“嘎嘎”或“咯噔咯噔”的異響噪聲。此時如果已排除Module問題，異響源就很可能是復原緩沖塊在負載狀態跟兩端導向器、限位環產生相對旋轉滑動（此時減振器本體帶導向器旋轉，活塞桿固定，緩沖塊位于導向器和限位環之間），異響程度取決于緩沖塊材質和具體負載（常見于TPU材質、1000N~3000N拉伸負載）。然而，現實中該異響在任何正常工況下都不會發生，除非極端異常駕駛（車輪完全下墜的瞬間打方向盤）。因此，該異響問題通常可以忽略，并且因屬于極端異常工況，復現此異響對復原緩沖系統損害極大，不建議過多嘗試。

圖22 負載狀態下緩沖塊端面與導向器摩擦

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Guiding&Sealing（導向&密封）

導向和密封系統包括導向器、油封、動態密封圈（如單筒減振器浮動活塞），其產生的異響大部分情況表現為非金屬摩擦嘯叫，小部分情況會產生碰撞噪音。

4.1 Squeak嘯叫

對于減振器油封，功能上既要保證足夠的密封性和耐高壓性能，又需要有一定的潤滑降低和活塞桿之間的摩擦力。如果油封與活塞桿之間存在干摩擦，即潤滑不足，就會產生尖銳的摩擦嘯叫異響。常見的可量產實施的措施是組裝前預先在油封唇口位置涂抹定量的潤滑脂，以提供足夠的潤滑（即便減振器油液本身也會提供一定的潤滑能力）。因此此類異響潤滑脂缺失或不足是常見的異響原因，并且當減振器經歷較長的耐久工況外加高溫條件后，潤滑脂變質甚至揮發，也會同樣會導致摩擦嘯叫。

圖23 油封硅脂

另外還需要注意金屬雜質如果被夾在油封中，同樣會造成該類異響。

4.2 Chuckle noise（針對單筒減振器）

單筒減振器常見Chuckle noise的機理不同于雙筒減振器，其主要是由于油氣混合造成的活塞桿運動方向切換時的加速度突變（小行程的空程）。而油氣混合的主要原因，除去生產過程不穩定的因素，應考慮浮動活塞密封不良，導致高壓氣進入液壓腔內。

圖24 單筒減振器油氣混合

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StructuralComponents（結構件“兩筒一桿”）

減振器Structural components這里指代“兩筒一桿”，即壓力筒、儲液筒、活塞桿。“兩筒一桿”本身并不能直接產生異響，而其失效或質量問題會衍生出次級噪音問題。由于它們屬于結構類零件，因此噪音的表現形式通常是碰撞噪音和刮蹭噪音，或引起減振器其他功能模塊異常產生異響失效如Topping noise、Swish和嘯叫。

5.1 Knocking noise（碰撞）

“兩筒一桿”引起的異響問題中有大約一半屬于結構碰撞異響，但易于排查，在減振器所有異響失效模式中，占比并不高，因此僅舉兩個經歷過的質量問題案例供參考：（1）減振器滾壓封口不良，缸筒不固定導致上下竄動，產生結構撞擊噪音；（2）缸筒內壁粗糙或有雜質，導致活塞失效引起減振器整體功能喪失，進而產生嚴重異響。

5.2 其他噪音形式

“兩筒一桿”問題衍生出的Topping noise、Swish、Squeak嘯叫等噪音的概率極低，幾個小案例供參考：（1）HRS專用缸筒異常，HRS失效無復原緩沖功能，引起Toppingnoise；（2）單筒減振器內壁質量問題導致浮動活塞密封不良，油氣混合產生swish；（3）活塞桿彎曲加劇與油封之間的摩擦導致Squeak嘯叫；（4）裝配不良導致導向器與缸筒配合部位額外泄露，產生Squeak嘯叫。

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Stamped&WeldedComponents（沖壓&焊接部件）

沖壓/焊接類零件指減振器外圍，焊接在減振器本體上的沖壓類零件。因其全部是剛性金屬零件，所以異響主要形式是金屬刮擦噪音和碰撞噪音，一般都是由干涉碰撞引起。但在整個減振器異響失效模式中，占比極低。

幾個案例分享：

（1）前軸麥弗遜懸架滑柱結構，在轉向時，Foot bracket與儲液筒之間焊接不良，引起金屬刮擦噪音（“嘎嗞”聲）。                           

圖25 FootBracket異響

（2）懸架彈簧與彈簧座定位銷直接接觸，產生金屬刮擦噪音（“嘎嗞”聲）。

圖26 彈簧與彈簧座定位銷刮蹭異響

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Oil&Gas（油液&高壓氣體）

對于油液和高壓氣體，如果注油量或充氣壓力明顯不足，會直接影響到減振器氣蝕或油液流通補償不足造成運動空程，進一步會造成Swish或閥系Chucklenoise。這兩點無論是主觀駕乘感受還是減振器性能測試，都能直觀反映出來，較易排查和快速驗證，這里不舉實際案例。

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其他

在筆者所知的所有減振器異響模式中，經粗略統計，大約有5%比例的案例目前是無法定義根本原因和改善措施的，包括數據缺失、無有效追蹤、NTF情形等等。因此，在減振器異響的世界中，有小概率情況，我們最終可能得不到任何清晰的結論，重要的是堅持不懈的探索和不斷創新的思路，極大部分情況，問題還是可以得到解決的。