某輕卡車(chē)型加速異響問(wèn)題排查分析

劉世海，黃幼林

某輕卡車(chē)型加速異響問(wèn)題排查分析

劉世海，黃幼林

（江西五十鈴汽車(chē)有限公司 產(chǎn)品開(kāi)發(fā)技術(shù)中心，江西 南昌 330100）

某車(chē)型在3、4、5、6檔全油門(mén)及半油門(mén)加速時(shí)，在特定的1300rpm及1700rpm附近車(chē)內(nèi)產(chǎn)生隆隆異響，車(chē)內(nèi)主觀感受明顯，無(wú)法接受。針對(duì)該問(wèn)題通過(guò)使用LMS test.lab軟件進(jìn)行測(cè)試分析，初步判斷問(wèn)題的來(lái)源，然后結(jié)合HyperWorks進(jìn)行對(duì)零部件的模態(tài)分析，從而準(zhǔn)確判斷出問(wèn)題的來(lái)源。

異響；LMS test.lab；HyperWorks；模態(tài)分析

1 引言

隨著我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，汽車(chē)的噪聲、振動(dòng)和粗糙度（Noise，Vibration and Harshness，NVH）性能已經(jīng)成為整車(chē)性能評(píng)價(jià)的一項(xiàng)重要指標(biāo)，車(chē)輛NVH性能的好壞直接影響產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力及顧客對(duì)產(chǎn)品的選擇[1]。而整車(chē)共振問(wèn)題就是在汽車(chē)研發(fā)中存在的一個(gè)比較常見(jiàn)的問(wèn)題，快速識(shí)別共振問(wèn)題的來(lái)源，然后消除共振對(duì)產(chǎn)品的投產(chǎn)進(jìn)度都有著重要作用。

本文采用試驗(yàn)測(cè)試與CAE分析相結(jié)合的方式，從而快速準(zhǔn)確地識(shí)別出問(wèn)題的來(lái)源，CAE的分析對(duì)問(wèn)題判斷具有比較重要作用。

2 加速異響問(wèn)題分析思路

整車(chē)NVH問(wèn)題的排查中，主要根據(jù)“源－路徑－響應(yīng)”的思路來(lái)進(jìn)行分析[2]：

源：即是產(chǎn)生整車(chē)NVH的源頭，也叫激勵(lì)源。在整車(chē)中，激勵(lì)源主要有發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、輪胎、進(jìn)排氣系統(tǒng)等，根據(jù)問(wèn)題在不同工況下產(chǎn)生，可以初步判斷激勵(lì)源從何處傳來(lái)。

路徑：即噪聲振動(dòng)的傳遞過(guò)程，一般分為空氣傳播和結(jié)構(gòu)傳播，有時(shí)候問(wèn)題的激勵(lì)源無(wú)法解決，可以通過(guò)識(shí)別傳遞路徑，然后對(duì)傳遞路徑進(jìn)行相關(guān)工作，從而減小或消除噪聲振動(dòng)問(wèn)題。

響應(yīng)：因?yàn)檐?chē)輛主要關(guān)注點(diǎn)在駕駛室，因此響應(yīng)主要為駕駛員耳旁噪聲、車(chē)內(nèi)地板振動(dòng)、方向盤(pán)振動(dòng)等。

對(duì)于加速異響問(wèn)題，主要從源和路徑上著手，通過(guò)識(shí)別出問(wèn)題的產(chǎn)生來(lái)源及傳播路徑，然后對(duì)中間可采用措施進(jìn)行驗(yàn)證，從而解決問(wèn)題。

3 問(wèn)題排查及分析過(guò)程

3.1 主觀駕評(píng)

對(duì)于開(kāi)始剛發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，需要先通過(guò)主觀駕評(píng)，判斷問(wèn)題是在哪些工況下出現(xiàn)。

經(jīng)過(guò)主觀駕評(píng)發(fā)現(xiàn)，該問(wèn)題主要有以下特征：

（1）3、4、5檔均存在該問(wèn)題，4、5檔較明顯；

（2）1200-1300rpm1600-1700rpm均有該異響產(chǎn)生；

（3）開(kāi)窗發(fā)現(xiàn)異響主要從車(chē)后部發(fā)出；

（4）滑行過(guò)程均無(wú)異響。

通過(guò)主觀駕評(píng)，初步判斷問(wèn)題為傳動(dòng)系統(tǒng)或排氣系統(tǒng)引起。

3.2 客觀測(cè)試

3.2.1 測(cè)點(diǎn)布置

依據(jù)主觀駕評(píng)，使用多通道噪聲振動(dòng)分析儀LMS test.lab對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)及排氣系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，振動(dòng)加速度傳感器安裝點(diǎn)為變速箱殼體、傳動(dòng)軸中間支撐、后橋殼體、排氣最后吊鉤被動(dòng)端，噪聲測(cè)點(diǎn)主要為駕駛員左耳耳旁、排氣口尾端。

3.2.2 測(cè)試結(jié)果分析

測(cè)試工況主要為3、4、5檔緩加速，測(cè)試結(jié)果如下：

（1）3擋傳動(dòng)系統(tǒng)各處噪聲振動(dòng)對(duì)比：

圖3 3檔緩油門(mén)傳動(dòng)系統(tǒng)各處振動(dòng)對(duì)比

圖4 3檔緩油門(mén)加速車(chē)內(nèi)噪聲與傳動(dòng)軸中間支撐振動(dòng)對(duì)比

從圖3、圖4中可以看出，在180Hz附近，車(chē)內(nèi)噪聲對(duì)應(yīng)的異響轉(zhuǎn)速點(diǎn)正好與傳動(dòng)軸中間支撐振動(dòng)轉(zhuǎn)速點(diǎn)對(duì)應(yīng)。

（2）4檔噪聲振動(dòng)測(cè)試結(jié)果

從圖7可以看到排氣口噪聲與車(chē)內(nèi)異響并無(wú)關(guān)系。

圖5 4檔緩油門(mén)傳動(dòng)系統(tǒng)各處振動(dòng)對(duì)比

圖6 4檔緩油門(mén)加速車(chē)內(nèi)噪聲與傳動(dòng)軸中間支撐振動(dòng)對(duì)比

圖7 車(chē)內(nèi)噪聲與排氣口噪聲對(duì)比

圖8 中間傳動(dòng)軸支撐與排氣吊鉤振動(dòng)對(duì)比

圖8中可以看出排氣吊鉤處振動(dòng)并沒(méi)有傳動(dòng)軸中間支撐處大，可以排除排氣系統(tǒng)的激勵(lì)。在4檔緩油門(mén)加速過(guò)程中和3檔一樣，在180Hz附近處車(chē)內(nèi)異響點(diǎn)對(duì)應(yīng)相應(yīng)的1300 rpm1700rpm附近，可以判斷為是180Hz的共振導(dǎo)致的車(chē)內(nèi)異響，初步懷疑為傳動(dòng)軸的模態(tài)在該頻率下被發(fā)動(dòng)機(jī)的階次所激勵(lì)導(dǎo)致。

4 CAE仿真驗(yàn)證

現(xiàn)階段對(duì)于傳動(dòng)軸的仿真分析已經(jīng)有很多同仁做過(guò)相應(yīng)的試驗(yàn)驗(yàn)證有限元模型的可靠性，對(duì)于CAE結(jié)果與實(shí)際值都能做到比較接近，結(jié)果可靠性強(qiáng)[3,4]。

針對(duì)測(cè)試判斷的問(wèn)題來(lái)源為傳動(dòng)軸處，使用Altair公司提供的Hypermesh軟件對(duì)傳動(dòng)軸數(shù)模進(jìn)行網(wǎng)格劃分，各約束點(diǎn)如下示意圖。

圖9 傳動(dòng)軸網(wǎng)格模型

網(wǎng)格劃分及分析工況設(shè)置好后，使用Optistruct對(duì)該模型進(jìn)行約束模態(tài)分析，得到表1結(jié)果。

表1 傳動(dòng)軸模態(tài)分析結(jié)果

在表1結(jié)果中可以看到，傳動(dòng)軸的垂向一階彎曲模態(tài)為181Hz，正好和之前測(cè)試的激勵(lì)頻率180Hz接近，因此可以判斷該車(chē)型加速異響問(wèn)題為傳動(dòng)軸模態(tài)共振引起。

5 結(jié)論

本文針對(duì)某車(chē)型加速異響問(wèn)題，通過(guò)主觀駕評(píng)及客觀測(cè)試，可以初步分析出問(wèn)題的來(lái)源，然后結(jié)合CAE軟件的分析，可以準(zhǔn)確地識(shí)別判斷出問(wèn)題的來(lái)源，從而為后期解決問(wèn)題提供了方向。通過(guò)CAE分析，在可以減輕試驗(yàn)工作量的情況下，也可以很好地判斷出問(wèn)題的具體來(lái)源，因此CAE的分析在整個(gè)NVH問(wèn)題判斷中具有重要的作用。

[1] 翟旭茂,解現(xiàn)龍,文志永,田新偉.某校車(chē)加速異響分析及控制[J].內(nèi)燃機(jī)與動(dòng)力裝置,2017,34(06):65-70.

[2] 龐劍.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.

[3] 鐘自鋒,聶鵬,盧劍.基于有限元方法的汽車(chē)傳動(dòng)軸研究[J].機(jī)械傳動(dòng), 2016, 40 (6) :155-157.

[4] 尹榮棟,趙振東,陳鴻鍵,白田偉,臧利國(guó).基于OptiStruct的某型汽車(chē)傳動(dòng)軸模態(tài)分析[J].農(nóng)業(yè)裝備與車(chē)輛工程,2018,56(07):6-10.

Investigation and Analysis of abnormal acceleration noise of a Light Truck

Liu Shihai, Huang Youlin

( Product Development Technology Center of Jiangxi Isuzu Motors Co. Ltd., Jiangxi Nanchang 330100 )

When a vehicle is accelerating at 3, 4, 5 and 6 gears with full throttle and half throttle, it will produce rumbling noise in the vehicle near the specific 1300rpm and 1700rpm. The subjective feeling in the vehicle is obvious and unacceptable. In order to solve this problem, we use LMS test.lab software to test and analyze, initially determine the source of the problem, and then combined with HyperWorks to carry out modal analysis of parts, so as to accurately determine the source of the problem.

Abnormal sound; LMS test.lab; HyperWorks; Modal analysis

A

1671-7988(2020)24-123-03

U464

A

1671-7988(2020)24-123-03

劉世海，就職于江西五十鈴汽車(chē)有限公司產(chǎn)品開(kāi)發(fā)技術(shù)中心。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2020.24.041

CLC NO.: U464