某商務(wù)車型加速車內(nèi)共振帶優(yōu)化

張靜

摘要：介紹了一種車內(nèi)共振帶優(yōu)化的方法，即通過NVH測(cè)試查找共振帶的頻率，并識(shí)別出引起共振帶頻率相關(guān)部件的一種方法。本文通過測(cè)試某商務(wù)車輛加速車內(nèi)共振帶問題，對(duì)各系統(tǒng)進(jìn)行振動(dòng)、模態(tài)測(cè)試，分析后發(fā)現(xiàn)車內(nèi)共振帶由懸置支架模態(tài)引起，懸置支架模態(tài)提升后，主觀評(píng)價(jià)車內(nèi)聲品質(zhì)提高，客觀數(shù)據(jù)測(cè)試共振帶基本消除，為解決加速車內(nèi)共振帶問題提供了直觀依據(jù)。

關(guān)鍵詞：共振帶；NVH測(cè)試；加速；模態(tài)

1 引言

隨著中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和汽車工業(yè)的快速發(fā)展，汽車的使用越來越普遍，顧客對(duì)汽車的各種性能要求也越來越高，尤其是汽車的NVH性能。汽車的NVH（Noise、Vibration、Harshness，簡(jiǎn)稱NVH）性能逐漸變得重要，它已經(jīng)成為提升汽車品質(zhì)最核心的技術(shù)，NVH性能好的車輛漸漸受到消費(fèi)者的青睞。

車內(nèi)加速共振帶一直是車內(nèi)噪聲較難解決的問題之一，根據(jù)頻率范圍，一般發(fā)生在中高頻，低頻率也可能發(fā)生，引起該問題可能原因主要有五個(gè)方面：1）懸置系統(tǒng)隔振性能不足、支架共振等；2）傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)軸、中間支撐等共振等；3）懸架系統(tǒng)副車架、擺臂、連桿等共振；4）車身局部剛度不足共振；5）發(fā)動(dòng)機(jī)附件共振。

針對(duì)車內(nèi)加速共振帶發(fā)生的頻率范圍，整車上如果有部件的模態(tài)頻率接近共振帶頻率范圍，可能導(dǎo)致共振帶發(fā)生，通過驗(yàn)證后可以證明。本文針對(duì)車內(nèi)發(fā)生的共振帶范圍，對(duì)可能導(dǎo)致該問題的各系統(tǒng)部件進(jìn)行NVH測(cè)試、模態(tài)測(cè)試，分析后發(fā)現(xiàn)該共振帶由后懸置支架共振引起。通過加強(qiáng)后懸置主動(dòng)支架，提高后懸置整體模態(tài)后，主觀評(píng)價(jià)車內(nèi)聲品質(zhì)明顯提高，客觀測(cè)試車內(nèi)共振帶消除。關(guān)于某一頻率范圍的共振帶問題，研究如何整改并消除，能夠提高NVH性能，同時(shí)為其他商務(wù)車型提供一種參考方法。

2 問題描述

某商務(wù)車型在開發(fā)過程前期，在實(shí)車狀態(tài)下，對(duì)該車進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)，車內(nèi)除了發(fā)動(dòng)機(jī)的階次聲，還混雜其它異音，總體感受加速車內(nèi)噪聲大，聲品質(zhì)較差。同款的該車型，評(píng)價(jià)后，同樣存在加速車內(nèi)聲品質(zhì)較差的情況，下線車輛也存在該問題。對(duì)某商務(wù)車整車摸底測(cè)試，通過數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)車內(nèi)220-280Hz范圍存在明顯共振帶，共振帶含有發(fā)動(dòng)機(jī)主階次4階、6階，同時(shí)還有4.5階、5階，可能是發(fā)動(dòng)機(jī)的主階次導(dǎo)致了該頻率段共振帶的惡化，共振帶發(fā)生轉(zhuǎn)速范圍在2300rpm到4000rpm，在90km/h后車內(nèi)噪聲較大。車內(nèi)明顯共振帶發(fā)生在某一范圍，而不是單一頻率，屬于部件共振導(dǎo)致，頻率在中高頻范圍，初步懷疑是懸置某個(gè)支架共振引起，需要通過一系列的測(cè)試分析后才能確定。

3、解決方案

3.1 懸置系統(tǒng)測(cè)試分析

通過對(duì)懸置系統(tǒng)測(cè)試，該商務(wù)車車輛為三點(diǎn)懸置，懸置為設(shè)計(jì)狀態(tài)且裝配姿態(tài)正確，對(duì)懸置的主被動(dòng)端振動(dòng)進(jìn)行測(cè)試。數(shù)據(jù)分析左右懸置支架無該共振帶，但發(fā)現(xiàn)后懸置支架主動(dòng)端、被動(dòng)端Z向存在220-280Hz共振帶，與車內(nèi)共振帶范圍對(duì)應(yīng)，需要進(jìn)一步驗(yàn)證該支架和支撐該支架橫梁。

3.2 懸置系統(tǒng)配重測(cè)試分析

這輛商務(wù)車車輛后懸置與變速箱支撐梁連接在一起，配重選在變速箱支撐梁上，配重質(zhì)量為10kg左右。配重后發(fā)現(xiàn)后懸置被動(dòng)端該范圍共振帶消失，車內(nèi)對(duì)應(yīng)范圍頻率共振帶基本消失，主觀評(píng)價(jià)聲品質(zhì)明顯提高。可以確定變速箱支撐梁或后懸置主動(dòng)支架存在220-280Hz范圍模態(tài)，需要對(duì)這兩個(gè)部件進(jìn)行模態(tài)測(cè)試分析。

3.3 后懸置系統(tǒng)模態(tài)分析

模態(tài)分析是分析“源-路徑-接受者”模型中的路徑，獲得結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性。FRF函數(shù)測(cè)試結(jié)果如下：1）模態(tài)測(cè)試：變速箱支撐梁模態(tài)為126Hz，方向?yàn)檎嘪向，不在共振帶220-280Hz范圍，與其沒有關(guān)系；2）FRF函數(shù)測(cè)試：后懸置主動(dòng)端支架左存在272Hz、412Hz的固有頻率，272Hz在車內(nèi)共振帶220-280Hz范圍；配重后再次進(jìn)行FRF測(cè)試，該支架固有頻率峰值偏移，即272Hz峰值移頻到302Hz。由此可以判定后懸置主動(dòng)支架模態(tài)是導(dǎo)致車內(nèi)共振帶220-280Hz的主要因素。

3.4 后懸置支架加強(qiáng)方案驗(yàn)證

后懸置主動(dòng)支架272Hz模態(tài)引起車內(nèi)共振帶，為解決問題，需對(duì)該支架加強(qiáng)，CAE共提供6種方案，在考慮成本和方案可行性情況下，只有下面方案最優(yōu)，方案為在主動(dòng)支架邊緣焊接同樣厚度的鈑金。CAE分析后模態(tài)由272Hz提高到404Hz，制作樣件驗(yàn)證效果。

后懸置主動(dòng)支架加強(qiáng)后，廠家制作了樣件，在整車上換裝并保證裝配良好。加強(qiáng)后，數(shù)據(jù)分析可得：1）車內(nèi)220-280Hz共振帶明顯消除；2）主觀評(píng)價(jià)聲品質(zhì)明顯提高，共振帶問題得以解決。

4 小結(jié)

（1）通過一系列試驗(yàn)測(cè)試和模態(tài)分析，證明了車內(nèi)220-280Hz共振帶是由后懸置主動(dòng)支架模態(tài)頻率激發(fā)；

（2）為解決共振帶問題，提出優(yōu)化方案，解決了某商務(wù)車型共振帶問題，對(duì)解決其他車型由于共振所導(dǎo)致車內(nèi)共振帶問題具有參考意義。

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