外后視鏡的NVH設計簡述

黃麗娟，洪劍鋒，陸圣君，趙志星，劉睿，吳海濤，黃占君

（1.安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230000；2.合肥創(chuàng)智汽車技術開發(fā)有限公司，安徽 合肥 230000）

前言

汽車作為目前最普遍的交通工具，消費者除了關注三大件（發(fā)動機、變速箱、底盤）、空間實用性等方面外，近些年來越來越多的消費者開始對汽車的舒適性有較高的要求，其中 NVH性能就是舒適性能中的重點項目之一，故通過優(yōu)化NVH，提升車輛的駕駛高級感是一項重要課程。外后視鏡作為汽車的一個重要零部件，在設計時需要滿足法規(guī)視野的前提下同時兼顧造型和NVH的要求。

1 外后視鏡的NVH設計要點

1.1 一般外后視鏡NVH 性能指標

表1

1.2 外后視鏡的怠速抖動的設計

外后視鏡怠速抖動較大原因分析：

1）外后視鏡固有頻率低，當與發(fā)動機二階點火信號接近時會產生共振，外后視鏡鏡片振動加速度過大，從而外后視鏡鏡片抖動；

2）發(fā)動機懸置隔振性能較低，過濾振動較少。

外后視鏡怠速振動較大管控措施：

1）外后視鏡設計之初進行CAE模態(tài)分析，通過發(fā)動機的各階次頻率對接，避免低階頻率發(fā)生耦合；

2）對發(fā)動機懸置提出前期要求，并對其實物進行振動測試。

1.3 外后視鏡風噪

外后視鏡發(fā)生風噪原因分析：

1）后視鏡型面不符合流線型設計，CFD性能較差；

2）后視鏡表面或安裝表面產生負壓，從而發(fā)生產生風噪。

外后視鏡發(fā)生風噪管控措施：

1）通過對外后視鏡型面進行CFD的相關分析，通過CFD結果進行相關校核，從而降低風噪；

圖1

2）通過對外后視鏡各安裝孔及安裝表面進行密封處理，減少迎風負壓，從而降低風噪。

1.4 外后視鏡電機工作噪音

外后視鏡電機工作噪音較大原因分析：

1）外后視鏡電機可靠性較差，磨損較易發(fā)生，從而導致工作噪音偏大；

2）外后視鏡電機功率不匹配后視鏡鏡片重量，屬于小馬拉大車，從而造成過負荷異響。

外后視鏡電機工作噪音較大管控措施：

1）進行常規(guī)標準電機選用，進行嚴格的電機可靠性試驗；

2）通過標準電機參數合理匹配鏡片大小，避免小功率大負載的情況發(fā)生。

2 外后視鏡NVH設計常用方法

2.1 符合NVH流線型的造型方案設計

1）造型可行性分析

二維效果圖的可行性分析→CAS可行性分析→B面可行性分析→A面造型可行性分析→造型凍結。

2）制作典型斷面

圖2

3）整車空氣動力學分析

圖3

通過CFD - 外飾空氣動力學分析，通過外后視鏡造型面對風阻系數的影響校核，說明能夠滿足整車相關NVH性能要求。

4）造型CAS面發(fā)放，進行NVH性能評審(制作物理模型)

圖4

★要求：正視時外后視鏡與車身間距上寬下窄；俯視時外后視鏡與車身間距前窄后寬，通過夾角的大小過渡，減少風阻負壓，從而利于減小風噪。

圖5

2.2 基于NVH的外后視鏡固定結構方案設計

1）為了防止產生風噪聲，外后視鏡底座蓋板要求不高于側圍以及前三角蓋板，面差要求1.0mm±1.0mm。

圖6

圖7

2）外后視鏡底座安裝平面應設計密封膠墊，密封面必須保證完整，寬度≥8mm。

3）外后視鏡所有安裝孔均需采用膠墊三層膠筋密封，保證外后視鏡與車門鈑金的密封：最外沿一般采用整圈密封海綿或者凸筋，第二道在平面鈑金處設置整圈凸筋，第三道則為各安裝點周圍的凸筋（包括接插件過孔周邊的密封）。

圖8

4）外后視鏡安裝的所有避讓孔均需要進行密封設計。

圖9

5）外后視鏡的線束必須固定，接插件固定在鑄鋁底座上或者引出與線束接插后固定在車門內鈑金上，防止產生異響。

圖10

2.3 基于NVH的CAE模態(tài)分析

1）通過對不同造型的外后視鏡進行CAE模態(tài)分析，明確造型對NVH的優(yōu)化方向

①后視鏡區(qū)域面聲源云圖分析

通過分析比較各工況下后視鏡區(qū)域的面聲源云圖，確認方案中后視鏡基座部分的面聲源強度滿足情況。

圖11

②后視鏡區(qū)域體聲源云圖分析

通過分析截面上的體聲源云圖，確認模型四極子聲源強度及位置是否改善，明確造型優(yōu)化的方向。

圖12

③后視鏡區(qū)域流場分析

通過分析截面上的低壓區(qū)以及流動狀態(tài)的變化，確認外后視鏡區(qū)域的低壓區(qū)狀態(tài)以及氣流流動狀態(tài)，明確造型改變對其變動的影響。

圖13

④側窗區(qū)域湍流動能分析

通過分析各種造型的側窗湍流動能圖，確認動能的變化，明確造型修改的方向。

圖14

2）通過外后視鏡結構設計以及重量預估進行CAE模態(tài)分析

按照車門數模構建外后視鏡安裝點剛度分析有限元模型，約束門鎖和鉸鏈處的所有自由度，以后視鏡的最前點的X坐標，最左點的Y坐標，最高點的Z坐標構建的點作為加載點。

圖15 后視鏡安裝點剛度分析模型

工況一：在加載點出施加X軸負方向300N的力

工況二：在加載點出施加Z軸負方向300N的力

圖16 施加作用力時剛度位移云圖

根據加載得出加載點的各方向的位移量以及剛度值確認是否能夠滿足設計要求。

3 結論

文章闡述了外后視鏡在正向設計過程中NVH方面的設計要點及相關技術要求，明確了外后視鏡的關鍵NVH性能影響要素，并且從造型分析、結構設計以及CAE輔助分析等方面來詳細說明外后視鏡在NVH設計方面的相關步驟及要求。

文章為外后視鏡NVH性能的正向開發(fā)提供了一種全面細致的設計開發(fā)方法，具有很強的指導借鑒意義。