某SUV車(chē)型轟鳴音的解決方案及實(shí)例

彭宜愛(ài)，劉雙雙

摘 要：通過(guò)主觀評(píng)價(jià)及結(jié)合整車(chē)噪音測(cè)試，以及零部件模態(tài)測(cè)試，確認(rèn)車(chē)內(nèi)噪音問(wèn)題根源為發(fā)動(dòng)機(jī)懸置支架共振引起。對(duì)支架約束模態(tài)仿真值與實(shí)際約束模態(tài)實(shí)測(cè)值差異進(jìn)行分析，優(yōu)化約束模態(tài)仿真分析方法，并對(duì)優(yōu)化后的支架進(jìn)行驗(yàn)證，解決了發(fā)動(dòng)機(jī)懸置支架共振問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī)懸置支架;約束模態(tài)

中圖分類(lèi)號(hào)：U463.8 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B ?文章編號(hào)：1671-7988（2019）23-81-03

A Solution and an Example of the Sound of SUV

Peng Yiai， Liu Shuangshuang

（ Commercial Vehicle Company， Anhui Jianghuai Automobile Group Co.， Ltd.， Anhui Hefei 230601 ）

Abstract： Through subjective evaluation and combined with vehicle noise test and component modal test， it was confirmed that the root cause of vehicle noise was the resonance of engine mount bracket. By analyzing the difference between the constraint modal simulation value of the support and the actual constraint modal value， the method of constraint modal simulation analysis was optimized， and the optimized support was verified to solve the resonance problem of the engine mount support.

Keywords： Engine mount bracket; Constraint mode

CLC NO.： U463.8 ?Document Code： B ?Article ID： 1671-7988（2019）23-81-03

前言

發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)對(duì)整車(chē)NVH性能至關(guān)重要，尤其是其系統(tǒng)模態(tài)影響較大，因此，在懸置系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，更側(cè)重于系統(tǒng)模態(tài)優(yōu)化，忽視懸置支架模態(tài)設(shè)計(jì)，常造成支架共振問(wèn)題。本文主要是對(duì)某SUV車(chē)型的轟鳴音分析，確認(rèn)為發(fā)動(dòng)機(jī)懸置支架共振引起，對(duì)其約束模態(tài)仿真值與實(shí)測(cè)值差異進(jìn)行分析，優(yōu)化約束模態(tài)仿真分析方法，并驗(yàn)證確認(rèn)優(yōu)化方案有效。

1 轟鳴音分析確認(rèn)

某SUV車(chē)型在3-WOT工況中，3600rpm-5000rpm存在較大轟鳴音，同時(shí)原地怠速踩油門(mén)也存在，推斷可能為動(dòng)力總成周邊連接件結(jié)構(gòu)共振引起。通過(guò)以下分析方法最終確認(rèn)為發(fā)動(dòng)機(jī)右側(cè)懸置支架結(jié)構(gòu)弱剛度低，在151Hz時(shí)共振引起（一般支架一階模態(tài)在500Hz以上[1]）。

（1）車(chē)內(nèi)噪音測(cè)試（如圖1）及懸置系統(tǒng)隔振率測(cè)試，判斷可能因素由右懸置導(dǎo)致;

圖1 ?原狀態(tài)車(chē)內(nèi)噪音與配重后車(chē)內(nèi)噪音對(duì)比

（2）對(duì)右主、被動(dòng)側(cè)懸置支架約束模態(tài)頻率測(cè)試（如圖2），確認(rèn)約束模態(tài)頻率151Hz與車(chē)內(nèi)噪音對(duì)應(yīng)關(guān)系;

圖2 ?右主動(dòng)側(cè)懸置支架FRF

（3）支架配重確認(rèn)（如圖1），配重驗(yàn)證確認(rèn)原因。

2 約束模態(tài)仿真值與測(cè)試值差異對(duì)比

在分析懸置支架時(shí)，通常固定懸置支架發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)三個(gè)安裝孔的6方向自由度，在懸置支架與橡膠懸置的連接中心部分施加載荷，仿真分析約束模態(tài)及動(dòng)剛度如下圖所示。

圖3 ?模態(tài)仿真結(jié)果

圖4 ?動(dòng)剛度仿真結(jié)果

實(shí)際約束模態(tài)結(jié)果僅151Hz，與仿真分析值1211Hz以上，相差較大。

約束模態(tài)實(shí)際值與仿真值差異分析：兩者主要差別在約束方式，1、實(shí)際約束模態(tài)，固定懸置支架固定點(diǎn)實(shí)際上為發(fā)動(dòng)機(jī)懸臂支架。2、仿真約束模態(tài)，固定懸置支架采用6自由度全約束，與實(shí)際約束情況不符，導(dǎo)致兩者差異較大。

3 優(yōu)化方案

懸置支架共振一般優(yōu)化措施有三種：（1）在支架幅值最大位置處，增加動(dòng)力吸振器[2]，降低激勵(lì);（2）在支架幅值最大處增加質(zhì)量塊，降低支架模態(tài)及激勵(lì);（3）優(yōu)化支架結(jié)構(gòu)，提高支架模態(tài)。本文受制于布置空間、成本因素影響，需采用方案（3）。

如第二節(jié)所述，仿真分析方法中，約束方式不合理，因此，需要合理設(shè)置懸置支架的約束方式，考慮其安裝方式，在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行規(guī)避。本文結(jié)合實(shí)際情況從以下2個(gè)方面對(duì)約束模態(tài)仿真分析方法進(jìn)行改進(jìn)：

（1）仿真分析邊界需考慮在內(nèi)，即從缸體-懸置支架之間的過(guò)渡連接支架均應(yīng)考慮在內(nèi)。

（2）發(fā)動(dòng)機(jī)剛體上的固定點(diǎn)與支架間采用CBUSH連接方式，不采用SPC固定方式。

通過(guò)采用優(yōu)化后的仿真分析方法及零部件結(jié)構(gòu)優(yōu)化，對(duì)過(guò)渡連接支架結(jié)構(gòu)多輪次進(jìn)行優(yōu)化，仿真值（如圖5）及實(shí)測(cè)值（如圖6）接近，達(dá)到399Hz，可以一定程度規(guī)避共振問(wèn)題。

圖5 ?約束模態(tài)仿真值（375Hz）

圖6 ?實(shí)測(cè)模態(tài)仿真值（399Hz）

驗(yàn)證確認(rèn)：對(duì)優(yōu)化后的支架（如圖7所示）進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證，共振峰值從91 dB（A）降低至65 dB（A）（如圖8所示），解決了車(chē)內(nèi)轟鳴音問(wèn)題。

圖7 ?過(guò)渡連接支架實(shí)物

圖8 ?車(chē)內(nèi)噪音聲壓曲線

4 結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)車(chē)內(nèi)噪音測(cè)試-懸置隔振率測(cè)試-支架模態(tài)測(cè)試-配重驗(yàn)證，排查出是懸置支架共振引起的轟鳴;同時(shí)優(yōu)化了懸置支架約束模態(tài)仿真分析方法，仿真分析邊界需考慮在內(nèi)及采用CBUSH方法，提高仿真分析準(zhǔn)確性;最終實(shí)車(chē)確認(rèn)優(yōu)化有效。上述轟鳴原因排查方法以及仿真模態(tài)分析方法同

樣適用于其他發(fā)動(dòng)機(jī)剛體上其他支架，為其他支架提供參考。

參考文獻(xiàn)

[1] 龐劍，諶剛，何華.汽車(chē)噪聲與振動(dòng)—理論與應(yīng)用[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2006.

[2] 劉建婭，李舜酩，姜建中，莊嚴(yán)，孫勃，路志堯.動(dòng)力吸振器在動(dòng)力總成振動(dòng)控制中的應(yīng)用[J].噪聲與振動(dòng)控制，2011.