某型車(chē)整車(chē)路噪轟鳴分析優(yōu)化及試驗(yàn)研究

成傳勝，趙德云

(鎧龍東方汽車(chē)有限公司，江蘇無(wú)錫 214000)

0 引言

在人們的消費(fèi)水平日益增長(zhǎng)的同時(shí)，對(duì)于汽車(chē)的要求也越來(lái)越高。當(dāng)今整車(chē)NVH(Noise Vibration Harshness)性能作為乘坐汽車(chē)舒適性的關(guān)鍵因素，它給用戶(hù)的感受是最直接的。路噪是指道路激勵(lì)噪聲，即由于輪胎受粗糙路面的激勵(lì)，傳遞到車(chē)廂內(nèi)部的噪聲。整車(chē)路噪主要集中表現(xiàn)在20～300 Hz的頻率范圍內(nèi)，客戶(hù)比較容易感受到。在汽車(chē)研發(fā)前期，采用CAE技術(shù)，能較為準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)噪聲水平，并提出優(yōu)化方案，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避，對(duì)產(chǎn)品后期NVH性能具有十分重要的意義。

某型車(chē)在研發(fā)階段，在粗糙路面上行駛時(shí)，右后排乘客感覺(jué)難受，表現(xiàn)為整車(chē)轟鳴，主要頻率范圍是50～60 Hz，主觀評(píng)價(jià)難以接受。為了解決這個(gè)問(wèn)題，首先建立整車(chē)模型，計(jì)算整車(chē)路噪聲壓響應(yīng)。同時(shí)對(duì)故障頻率進(jìn)行診斷，發(fā)現(xiàn)聲腔模態(tài)與結(jié)構(gòu)模態(tài)耦合，進(jìn)而進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化[1-3]。

1 整車(chē)模型建立及分析

1.1 整車(chē)模型建立

根據(jù)整車(chē)結(jié)構(gòu)建立整車(chē)模型，整車(chē)模型共分為內(nèi)飾車(chē)身、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、前懸架、后懸架及動(dòng)力總成等5個(gè)部分，整車(chē)模型見(jiàn)圖1。

圖1 某型車(chē)整車(chē)模型

1.2 整車(chē)路噪分析

通過(guò)采集轉(zhuǎn)向節(jié)上的加速度信號(hào)，利用逆矩陣法得到輪心載荷[3-4]。將每個(gè)輪心載荷施加在整車(chē)模型上，計(jì)算出粗糙路面下的整車(chē)路噪結(jié)果[2]，后排乘客在55 Hz左右峰值非常明顯，不滿足要求，見(jiàn)圖2。

圖2 整車(chē)路噪計(jì)算結(jié)果

1.3 節(jié)點(diǎn)貢獻(xiàn)量分析

根據(jù)整車(chē)路噪分析結(jié)果，進(jìn)行貢獻(xiàn)量分析。圖3為貢獻(xiàn)量計(jì)算結(jié)果，可以看出背門(mén)與聲腔耦合區(qū)域?yàn)橹饕暙I(xiàn)區(qū)域。

圖3 貢獻(xiàn)量計(jì)算結(jié)果

2 優(yōu)化分析

2.1 模態(tài)分析

結(jié)合整車(chē)路噪及診斷結(jié)果，分別對(duì)背門(mén)和聲腔進(jìn)行模態(tài)分析。分析結(jié)果顯示，背門(mén)局部模態(tài)頻率53 Hz與聲腔一階模態(tài)頻率52.5 Hz接近，易耦合產(chǎn)生共振[5]。模態(tài)頻率圖見(jiàn)圖4。

圖4 背門(mén)及聲腔模態(tài)結(jié)果

2.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析

根據(jù)分析結(jié)果，對(duì)后背門(mén)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，避開(kāi)聲腔一階模態(tài)，優(yōu)化結(jié)果見(jiàn)表1。找到關(guān)鍵區(qū)域后，提出了不同的優(yōu)化方案，同時(shí)考慮到工藝及裝配[6-7]，方案如表1所示。

表1 后背門(mén)兩側(cè)局部模態(tài)優(yōu)化結(jié)果

3 實(shí)車(chē)方案驗(yàn)證

根據(jù)優(yōu)化方案通過(guò)制作手工樣件進(jìn)行實(shí)車(chē)驗(yàn)證，在粗糙路面行駛車(chē)內(nèi)后排噪聲55 Hz左右降低2～3 dB(A)，主觀駕評(píng)滿足性能要求。曲線1、2為基礎(chǔ)車(chē)的噪聲值，曲線3～5為優(yōu)化后的噪聲值，見(jiàn)圖5。

圖5 實(shí)車(chē)驗(yàn)證對(duì)比圖

4 結(jié)論

通過(guò)建立某型車(chē)整車(chē)模型，對(duì)問(wèn)題頻率進(jìn)行NVH分析及診斷，通過(guò)優(yōu)化兩側(cè)加強(qiáng)支架模態(tài)。經(jīng)實(shí)車(chē)路試驗(yàn)證，優(yōu)化方案降低2～3 dB(A)，滿足性能要求，解決了實(shí)車(chē)轟鳴問(wèn)題。此方法為解決同類(lèi)問(wèn)題提供了參考和借鑒。