呂云偉

（中國(guó)第一汽車(chē)股份有限公司天津技術(shù)開(kāi)發(fā)分公司 300462)

0 引言

隨著汽車(chē)產(chǎn)業(yè)以及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，汽車(chē)已經(jīng)從奢侈品逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榇焦ぞ?，進(jìn)入了尋常百姓家。近年來(lái)人們對(duì)汽車(chē)性能要求越來(lái)越高，而NVH作為整車(chē)舒適度的關(guān)鍵性能越來(lái)越受到重視。懸置系統(tǒng)作為動(dòng)力總成與車(chē)身之間的關(guān)鍵連接系統(tǒng)，直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的激勵(lì)向車(chē)身的傳遞。本文重點(diǎn)關(guān)注懸置支架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與整車(chē)NVH的關(guān)系[1]。

1 問(wèn)題來(lái)源

某車(chē)型在NVH試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，3擋時(shí)油門(mén)踏板踩到底，車(chē)內(nèi)噪聲遠(yuǎn)高于競(jìng)品車(chē)型（圖1）。

在噪聲彩圖中發(fā)現(xiàn)車(chē)輛中高頻共振情況嚴(yán)重，500～600 Hz尤其嚴(yán)重（圖2）。懸置支架一般模態(tài)范圍在500～1 000 Hz區(qū)間內(nèi)，因此決定測(cè)量懸置車(chē)身端與動(dòng)力總成端加速度，以判斷懸置振動(dòng)與車(chē)內(nèi)噪音之間的關(guān)系。主要測(cè)量工況3擋WOT。

試驗(yàn)結(jié)果表明左懸置在400 Hz存在共振，右懸置在500-600 Hz存在共振，對(duì)整車(chē)噪聲貢獻(xiàn)度較大。

2 模態(tài)分析

對(duì)原模型本體進(jìn)行CAE模態(tài)分析，分別分析一階與二階模態(tài)（表1）。

表1 初始方案模態(tài)

CAE分析結(jié)果與NVH現(xiàn)象相符，所以決定對(duì)左懸置車(chē)身端、右懸置車(chē)身端支架進(jìn)行加強(qiáng)，提高模態(tài)。目前懸置結(jié)構(gòu)大量采用鈑金材料，重量偏重，因此在結(jié)構(gòu)加強(qiáng)的同時(shí)還要考慮輕量化。結(jié)合CAE分析的振動(dòng)形式考慮，制定出懸置提高模態(tài)方案。如果模態(tài)不滿足則繼續(xù)增強(qiáng)，同時(shí)利用拓?fù)鋬?yōu)化去除多余材料。最后針對(duì)新方案進(jìn)行CAE模態(tài)分析，與原方案進(jìn)行對(duì)比，分析改進(jìn)效果。具體方案如表2、圖3和圖4所示，改進(jìn)前后對(duì)比如表3所示。

表2 方案列表

表3 支架方案模態(tài)對(duì)比表

模態(tài)分析結(jié)果較原方案提高很多，比原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)500 Hz分別高出40%和30%。同時(shí)對(duì)方案進(jìn)行DMU運(yùn)動(dòng)校核和28工況CAE應(yīng)力水平分析，分析結(jié)果均滿足開(kāi)發(fā)目標(biāo)[2]。

3 NVH整車(chē)驗(yàn)證

為了進(jìn)一步驗(yàn)證改進(jìn)效果，對(duì)整改方案進(jìn)行裝車(chē)試驗(yàn)。對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)懸置共振現(xiàn)象基本消除，主動(dòng)端加速度也有了大幅下降。如圖5所示，可以看出懸置更改后噪聲明顯降低，1 700～6 000 r/min時(shí)噪聲降低2 dB左右。通過(guò)與競(jìng)品車(chē)對(duì)比，噪聲水平與競(jìng)品車(chē)相近，改善效果明顯。

4 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)某車(chē)型噪聲比較大的現(xiàn)象，通過(guò)路徑查找，明確原因?yàn)閼抑弥Ъ苣B(tài)低。利用有限元分析工具，提出支架優(yōu)化方案，并利用拓?fù)鋬?yōu)化對(duì)其進(jìn)行減重。通過(guò)整車(chē)驗(yàn)證，方案有效，該方法對(duì)解決支架模態(tài)低的問(wèn)題具有參考意義。

【參考文獻(xiàn)】

[1]潘孝勇,柴國(guó)忠.懸置支架的優(yōu)化設(shè)計(jì)與疲勞壽命分析.汽車(chē)工程,2007(4).

[2]龐劍,諶剛,何華,等.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.