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        動力吸振器在解決某SUV車型車內(nèi)轟鳴聲中的應(yīng)用

        2018-06-18 03:43:52佘彩鳳馮雷陳圓意
        時代汽車 2018年12期
        關(guān)鍵詞:吸振器車架峰值

        佘彩鳳 馮雷 陳圓意

        安徽江淮汽車技術(shù)中心 安徽省合肥市 230000

        1 引言

        轟鳴聲作為一種頻率范圍較窄的汽車噪聲,多在20-200Hz左右,主要表現(xiàn)為車輛以特定速度行駛或發(fā)動機以特定轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)時,車內(nèi)噪聲聲壓級陡然增大,人耳能明顯感知壓迫耳膜感[1]。嚴重的轟鳴聲甚至能引起車內(nèi)乘員頭暈、惡心,不僅大大降低駕乘舒適性,并且影響乘員的身心健康。解決車內(nèi)轟鳴問題,已是汽車NVH性能開發(fā)必不可少的步驟。

        動力吸振器是一種典型的減振系統(tǒng),由一個彈簧阻尼質(zhì)量主系統(tǒng)和一個附加的彈簧質(zhì)量系統(tǒng)組成。因其成本低、效果好,廣泛應(yīng)用于機械領(lǐng)域[2]。

        本文針對某SUV車型車內(nèi)加速轟鳴問題,在對副車架進行模態(tài)試驗和分析的基礎(chǔ)上,基于動力吸振器理論,通過在副車架匹配動力吸振器來抑制副車架振動,從而解決了車內(nèi)加速轟鳴問題。

        2 問題描述

        某SUV車型3擋全油門加速工況下,發(fā)動機轉(zhuǎn)速在3550rpm附近,主觀評價車內(nèi)存在明顯的轟鳴聲,且前排比后排明顯。使用LMS數(shù)據(jù)采集前端進行問題車輛客觀數(shù)據(jù)采集,如圖1所示。3擋全油門加速過程中,發(fā)動機轉(zhuǎn)速在3550rpm附近時,車內(nèi)噪聲OA(總聲壓級overall)存在明顯噪聲峰值,且該處噪聲峰值主要受發(fā)動機二階影響。根據(jù)頻率(f)與轉(zhuǎn)速(rpm)和階次之間關(guān)系f=轉(zhuǎn)速/60×階次,可計算得產(chǎn)生轟鳴聲的問題頻率為118.3Hz附近。

        結(jié)合問題頻率,對整車能產(chǎn)生類似問題的關(guān)鍵子系統(tǒng)進行噪聲振動識別。通過進氣干凈管屏蔽、排氣屏蔽、排氣吊耳斷開試驗排除進氣系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)影響。通過測試懸置隔振率,在后懸置被動端即副車架上監(jiān)測到3550rpm明顯振動峰值,與車內(nèi)噪聲峰值對應(yīng)。對副車架配重,測試結(jié)果如圖2所示,3550rpm噪聲峰值削平,車內(nèi)噪聲OA降低5dB(A),2階噪聲降低7.5dB(A)。初步將問題鎖定為發(fā)動機二階激勵通過后懸置傳遞到副車架上,激起副車架共振,振動通過副車架傳遞到車身下地板,從而使車內(nèi)產(chǎn)生轟鳴。

        為進一步確認副車架結(jié)構(gòu)特征對整車轟鳴聲的影響,對副車架進行約束模態(tài)測試。根據(jù)副車架輪廓建立12點幾何模型,測得整車狀態(tài)下副車架模態(tài)。通過模態(tài)分析,識別副車架存在119.6Hz左右的約束模態(tài),振型如圖3所示。

        綜合上述試驗排查和模態(tài)分析可知,該轟鳴問題為副車架119.6Hz約束模態(tài)被激勵導致。發(fā)動機二階激勵通過后懸置傳遞到副車架上,激起副車架119.6Hz約束模態(tài),放大后的振動再通過副車架傳遞到車身地板,與聲腔耦合,最終導致加速3550rpm車內(nèi)轟鳴聲。

        3 解決方案

        常見的解決方案有兩種,一為通過改變副車架質(zhì)量、剛度來調(diào)整副車架模態(tài),使其避開發(fā)動機激勵頻率;二為在副車架上加裝動力吸振器,利用其反作用力來抑制副車架振動,從而降低車內(nèi)噪聲。綜合考慮該SUV車型開發(fā)情況,決定采用副車架匹配動力吸振器方案。

        根據(jù)阻尼式動力吸振器減振原理[3],結(jié)合副車架質(zhì)量(M=10.7kg),計算所得到的動力吸振器參數(shù)(m=1.5kg,ωd=105Hz)制作成快速樣件,并裝在副車架上,如圖4所示。

        經(jīng)過實車試驗驗證,副車架加裝動力吸振器后,加速3550rpm車內(nèi)噪聲峰值削平,車內(nèi)噪聲OA降低4.1dB(A),2階噪聲降低7dB(A)。加速3550rpm車內(nèi)轟鳴聲得到有效消除,駕乘舒適度有所提高。

        4 結(jié)語

        (1)通過一系列試驗摸排和模態(tài)分析,診斷出加速轟鳴聲問題的原因,排查思路可為其他車型類似加速轟鳴聲問題排查提供參考。(2)確定了該SUV車型加速轟鳴聲為副車架119.6Hz模態(tài)與發(fā)動機3550rpm轉(zhuǎn)速下發(fā)火階次激勵耦合導致。(3)對問題車輛匹配合適的動力吸振器,試驗結(jié)果表明,動力吸振器效果明顯,可降低車內(nèi)噪聲4dB(A)左右,加速車內(nèi)轟鳴聲問題得到有效改進。該項技術(shù)已成功應(yīng)用于企業(yè)的SUV開發(fā)領(lǐng)域,并且可為其他類似因共振導致車內(nèi)轟鳴音問題解決提供參考。

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