基于某款發動機減振皮帶輪對NVH 性能的影響分析

彭北京 尹建東 沈 源 王瑞平，2

（1-寧波吉利羅佑發動機零部件有限公司 浙江 寧波 315336 2-浙江吉利羅佑發動機有限公司）

引言

NVH 是噪聲、振動與聲振粗糙度（noise、vibration、harshness）的英文縮寫。它給汽車用戶最直接的感受是駕乘的“舒適感和靜謐性”[1]。隨著生活水平的提高，消費者越來越看重汽車的舒適性，即NVH 性能。因此，在汽車開發過程中，必須進行NVH 分析。NVH 是衡量汽車制造質量的一個綜合性指標，直接反映了汽車的品質。在競爭日益激烈的汽車行業，大部分汽車制造企業不惜投入巨資，把提高NVH 性能做為研發重點。汽車舒適度決定了客戶的購買行為，同時促使企業提高汽車產品的市場競爭力[2]。

噪聲與振動評價首先是車內噪聲評價。顧客在購買汽車時，最關心的是坐在車內對噪聲與振動的感覺，即車內噪聲評價。車內噪聲評價反映了一輛汽車整體噪聲與振動水平，又稱為整車評價。整車評價是汽車產品開發的核心。噪聲與振動評價可分為主觀評價和客觀評價。主觀評價是人們通過自己的主觀感覺來評判噪聲與振動的大小與舒適性。客觀評價是通過測量振動與噪聲來對其進行評判[1]。

1 問題描述

某款新開發的發動機搭載于整車進行NVH 主觀評價時，發現在某種試驗工況下存在敲擊噪聲。因敲擊噪聲的存在，直接影響了項目的審核通過，甚至影響了整車如期上市。為此，成立了NVH 專項攻關小組進行整改分析。

2 原因分析

對存在敲擊噪聲的發動機和整車進行NVH 測試，經數據處理[3]分析，得到不同轉速與不同階次下噪聲幅值的變化情況，為NVH 性能的優化提供整改方向。

對NVH 主觀評價存在敲擊噪聲的整車進行NVH 測試發現，噪聲峰值出現在4.5、6、7.5、9 階次，對應曲軸系統的彎曲振動頻率約為280Hz。如圖1所示。

圖1 整車NVH 測試結果

對所搭載的減振皮帶輪（TVD）進行模態測試[3-4]，實測彎曲頻率為465Hz，與實測曲軸系統的彎曲頻率相差比較大。根據動力消振器[2]的工作原理可知，對發動機工作過程中產生的振動吸收效果較差，導致敲擊噪聲比較明顯。如圖2 所示。

圖2 整改前TVD 模態測試結果

3 整改措施

對減振皮帶輪結構進行整改優化，采用雙模結構，增加彎曲方向橡膠，增加慣性環慣量，優化彎曲頻率至280Hz 左右。如圖3 所示。

圖3 雙模TVD 結構

4 試驗驗證

對按照整改方案制作的減振皮帶輪樣件進行模態測試，實測彎曲頻率為285 Hz，如圖4 所示。

圖4 整改后雙模TVD 模態測試結果

對按照整改方案制作的減振皮帶輪樣件搭載于整車進行NVH 測試，噪聲幅值下降了2～4dB（A），如圖5 所示。

圖5 整改后雙模TVD 整車NVH 測試結果

5 結論

不同結構的減振皮帶輪，各個方向的固有頻率特性不同，不同的頻率特性對發動機NVH 性能產生一定的影響。在汽車產品開發過程中，為滿足日益嚴格的NVH 性能要求，前期進行系統布置時，要從多方面考慮零件結構對NVH 性能的影響，提取主要的影響特性參數作為結構設計的參考目標，實現正向設計，以減少汽車產品開發過程中的問題反復，縮短汽車產品開發上市周期。