某乘用車18階次噪聲整改優化

岳濤，汪小朋，陳樂強

（安徽江淮汽車集團股份有限公司技術中心NVH性能開發部，安徽 合肥 230009）

引言

懸置支架是動力總成懸置系統和車身連接的“橋梁”，需要在各種工況下的支撐、固定動力總成，支架一旦斷裂，則會造成較大的損失，動力總成、驅動軸，車身等重要部件都會受到破壞，維修成本及其昂貴。所以懸置支架的設計極其重要，需要確保設計的支架具有足夠的強度，避免后期實車出現支架斷裂的現象。

與此同時，動力總成的振動會通過懸置襯套，懸置支架傳遞到車身上，如果懸置支架過于薄弱，剛度太小，那么會影響到懸置系統的隔振效果，造成傳遞到車內的振動偏大，引起車內較大的振動和噪聲問題。給乘客帶來很大的不舒適感覺。

NVH對業界來說已經是一個老生常談的問題了，本文基于某乘用車實車18階次噪聲問題進行整改分析，采用CAE技術對右懸置支架進行了性能優化，解決了車內的共鳴音問題。

1 有限元分析技術及使用軟件簡介

隨著計算機技術和數值分析理論的發展，CAE技術在現代汽車產品設計中扮演著越來越重要的角色，幾乎貫穿了汽車設計的全過程，它是計算機技術和工程分析技術相結合形成的新興技術。

MSC.Nastran是由MSC.Software公司推出的一個大型結構有限元分析軟件，主要的分析功能有：靜力學分析、屈曲分析、動力學分析、熱分析、空氣動力學彈性及顫振分析、流固耦合分析、多級超單元分析、高級對稱分析等，本文主用運用Nastran對車身靜剛度進行分析。

2 實車問題來源

某款B級別轎車進入了小批量生產階段，對實車性能進行摸底發現，車內存在明顯的轟鳴音，具體故障描述如下：

在定置（踩離合）或低速緩加減油門工況（1500-3000rpm）下，車內存在較明顯的18階次噪音聲。濾波回放表明該18階次噪音聲為發動機轉速的18階次噪聲。

圖1 噪聲頻譜分析

2.1 故障原因分析

針對上述問題在編號為 F70號樣車上進行原因分析排查，如下所示：

（2）F70號車皮帶輪拆除測試（斷開發電機+空調壓縮機+水泵）：此18階次噪音聲仍存在；

（3）F70號車發動機附件振動測試（進氣歧管、發電機、起動機）：有18階次振動峰值存在；

（4）F70號車斷開右液壓懸置測試（排查結構傳遞路徑）：此共鳴音基本消除。

圖2 樣車問題分析排查

從初步分析排查結果來看，此18階次噪聲是通過發動機-右懸置-車身這樣的傳遞路徑傳遞到車內的，對深入的原因進一步分析發現此18階次的振源為發動機的正時系統，傳遞路徑如下所示：

圖3 車內18階次噪聲原因分析

雖然最終發現造成此問題的“禍首”是發動機正時系統，但是發動機整改成本過于巨大，所以本次整改針對傳遞路徑，從懸置系統上進行方案優化，懸置襯套剛度剛經過調教，懸置系統具備良好的隔振效果，剛度已經比較低，不能再往下調整，往上調整又會破壞懸置隔振效果，所以只能從懸置支架上進行優化整改。

2.2 懸置支架優化整改

經過調查發現，目前懸置支架為鑄鋁件，材料為A380，從現有工藝和成本來看，材料可以更換為QT450的鑄鐵件，以提高懸置支架的性能，具體方案如下所示：

圖4 懸置支架優化整改方案

根據企業規范，對支架的強度、模態、動剛度等方面性能進行校核，如下所示：

林業生態建設是整個生態建設發展過程中的一個重要組成部分，它在具體的建設和發展起著非常重要的作用。林業生態技術是林業生態建設的重要組成部分，這將影響到整個林業生態發展。一個好的推廣林業技術可以有效地實現林業生態建設的創新和發展的影響，創新林業生態建設的形式，從而最大限度地發揮低成本的林業建設的效益。

（1）強度分析比較：

圖5 懸置支架強度分析比較

從結果上看，支架強度得到很大的改善。

（2）懸置支架模態分析比較：

圖6 懸置支架模態分析

從結果上看，因為質量增加，懸置支架模態略有下降。

（3）懸置支架動剛度分析比較：

圖7 懸置支架動剛度分析

從分析結果上看，原先支架（A380）動剛度分析結果偏低，改進方案剛度性能的到很大的提升。改進方案有效果。

2.3 優化方案試驗驗證

對優化方案進行實車試驗驗證，如下圖所示：

圖8 方案實車試驗驗證

綠線為鋁制支架振動大小，紅線為鋼制支架，更換鋼制支架后，總聲壓級在1500-2500rpm有改善，下降最大4dBA；2500-2700rpm增大1dBA左右。2200-2600rpm轉速區間，18階噪聲降低較多，6-10dBA左右；1500rpm有增大，其余轉速區間相當，經過專家主觀評測，發動機18階次噪聲有較大改進，可以接受。

3 結論

本文通過試驗等手段，找出了整車18階次噪聲的振源，結合成本等因素制定了整改方向，運用CAE方法對懸置支架性能進行了分析比較，并且在實車上進行了實驗驗證，最終整車的NVH問題得以解決。

從整改的過程可以看出，CAE技術在優化方案設計方面有很大的作用，可以快速設計出最優方案，縮短整改周期。

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