客車車身系統(tǒng)NVH研究

穆浩

（鄭州宇通客車股份有限公司 450000)

NVH是噪聲、振動(dòng)與聲振粗糙度的英文縮寫，這是衡量汽車設(shè)計(jì)制造質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵性能。NVH是顧客能直觀感受的重要指標(biāo)，NVH性能的優(yōu)劣影響顧客的滿意度，因此NVH的好壞逐漸成為了顧客購買汽車的一個(gè)非常重要的因素[1]。

1 客車車身NVH研究的重要性

大部分的客車車身是由鋼管型材焊接而成的骨架結(jié)構(gòu)，可分為前圍、后圍、側(cè)圍、頂蓋和底盤等5大部分。前后圍骨架處安裝有擋風(fēng)玻璃和儀表臺(tái)等部件。前后圍骨架剛度、前后圍骨架與左右側(cè)圍骨架連接過渡區(qū)域內(nèi)外飾件的氣密性直接影響駕駛區(qū)及后排乘客區(qū)的NVH性能。側(cè)圍骨架立柱的型材規(guī)格直接影響車身的彎曲及扭轉(zhuǎn)剛度。大頂骨架上安裝有空調(diào)和電池等部件，底盤骨架上安裝有動(dòng)力總成及前后懸架等部件。

根據(jù)前期所開展的項(xiàng)目研究表明，客車在行駛的過程中所表現(xiàn)出的NVH問題，除了與底盤懸架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造相關(guān)外，更與車身整體的彎曲、扭轉(zhuǎn)剛度，動(dòng)力總成與前后懸架接附點(diǎn)處的原點(diǎn)動(dòng)剛度及設(shè)備的安裝位置的局部剛度有較大的關(guān)聯(lián)度。因此在新車型的研發(fā)過程中，建立基于試驗(yàn)測(cè)試與CAE仿真相結(jié)合的客車車身NVH開發(fā)的規(guī)范及流程就十分必要。

2 客車車身系統(tǒng)NVH控制方式

2.1 設(shè)計(jì)好的客車車身框架結(jié)構(gòu)

從力的傳遞角度來說，好的客車車身骨架橫截面應(yīng)為“□”型結(jié)構(gòu)，即車身骨架同一垂向位置處的大頂、側(cè)圍和底盤骨架應(yīng)首尾互聯(lián)，組成閉環(huán)結(jié)構(gòu)。側(cè)圍骨架立柱的橫截面積與其高度處于合理范圍內(nèi)，超過這一范圍將影響整車彎曲及扭轉(zhuǎn)剛度。

前圍第一立柱，與側(cè)圍連接的第二立柱的型材規(guī)格及連接剛度需盡量加強(qiáng)。大頂主橫梁必須與側(cè)圍及底盤骨架形成“□”型閉環(huán)結(jié)構(gòu)，大頂空調(diào)安裝位置、電池安裝位置的主橫梁需采用雙梁并焊，大頂所有橫梁與側(cè)圍立柱骨架需通過專用接頭進(jìn)行連接。底盤骨架首尾橫梁的截面矩和動(dòng)力總成懸置安裝點(diǎn)處的支架剛度需重點(diǎn)加強(qiáng)。

輪胎前后位置對(duì)應(yīng)的底盤大梁應(yīng)由橫梁連接，橫梁與底盤大梁之間應(yīng)由連接板過渡，對(duì)于后置客車的副水箱橫梁、發(fā)動(dòng)機(jī)至后橋縱向位置范圍內(nèi)的左右拖拽臂需重點(diǎn)加強(qiáng)。

2.2 車身結(jié)構(gòu)聲腔模態(tài)

空氣作為彈性體，在車身封閉起來的空腔會(huì)形成許多振動(dòng)模態(tài)或聲腔模態(tài)[2]。在特定的周波中會(huì)引起共振。因此為了避免用戶在使用車輛的過程中受到共振特性的影響，需要對(duì)車內(nèi)的形狀進(jìn)行相應(yīng)的控制，否則就會(huì)導(dǎo)致車輛在行駛的過程中出現(xiàn)低頻響應(yīng)過高的問題。為了避免人體受到影響，可以在車身大頂蒙皮、側(cè)圍骨架蒙皮、乘客門踏步和輪罩表面噴涂阻尼膠，大頂蒙皮表面加筋等方式來控制車身蒙皮等板件的聲振貢獻(xiàn)量。

2.3 做好車輛連接點(diǎn)的設(shè)計(jì)工作

汽車上多種激勵(lì)力通過多種交叉途徑傳遞到車身上的多個(gè)結(jié)構(gòu)支撐點(diǎn)，車身與懸架、發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)相連，有很多受力點(diǎn)，每個(gè)受力點(diǎn)都會(huì)產(chǎn)生動(dòng)態(tài)力激勵(lì)。因此在進(jìn)行車身連接點(diǎn)的設(shè)計(jì)時(shí)，必須將各支撐點(diǎn)位置要盡量靠近結(jié)構(gòu)局部加強(qiáng)的地方。同時(shí)，由于部分車輛空間較為狹小，車輛的某些部位只能使用懸臂結(jié)構(gòu)作支撐。

對(duì)于后置客車而言，其驅(qū)動(dòng)橋推力桿與底盤骨架連接點(diǎn)處的襯套剛度、氣囊和板簧安裝點(diǎn)處的蓋板厚度、減震器及穩(wěn)定桿與車身骨架的固定點(diǎn)處的型材規(guī)格需特別留意，對(duì)于前后輪胎上方設(shè)計(jì)有艙體的客車而言，需在艙體封板背面補(bǔ)焊型材并在正面進(jìn)行加筋處理。

3 結(jié)束語

綜上所述，客車車身系統(tǒng)NVH方面的問題對(duì)于車輛整體性能的提升有著極大的促進(jìn)作用。上述所有的控制措施是基于前期產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，但需強(qiáng)調(diào)的是本文僅涉及一般性的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，對(duì)于具體的客車車身設(shè)計(jì)參數(shù)需根據(jù)各自企業(yè)的設(shè)計(jì)規(guī)范、產(chǎn)品策略、質(zhì)量和成本綜合考慮確定。

[1]劉敬平,鄧幫林,杜標(biāo),等.某轎車排氣系統(tǒng)振動(dòng)分析[J].振動(dòng)與沖擊,2011,30(8)：237-242.

[2]尹可,宋向榮.客車異常振動(dòng)噪聲的分析和控制[J].噪聲與振動(dòng)控制,2011,31(4)：102-105.