許靜超，黃劍鋒，白龍，張志達(dá)，謝然

(廣州汽車集團(tuán)汽車工程研究院NVH部，廣東廣州 511434)

0 引言

車輛的路噪[1]問題是指車輛在不平路面行駛過程中，由于輪胎與地面相互作用產(chǎn)生激勵(lì)，通過車輪、懸架傳遞到車身引起車內(nèi)鈑金振動(dòng)而產(chǎn)生的噪聲。隨著消費(fèi)者對(duì)品質(zhì)感的追求提升以及動(dòng)力系統(tǒng)噪聲的降低，路噪問題越來越成為汽車競(jìng)爭(zhēng)力比拼的性能指標(biāo)之一。

1 路噪問題分析

1.1 路噪水平摸底

準(zhǔn)備好試驗(yàn)樣車，確認(rèn)室外天氣晴朗，風(fēng)速不大于5 m/s，路面干燥。后排乘客人耳處布置麥克風(fēng)，利用振動(dòng)噪聲測(cè)量系統(tǒng)及便攜式電腦采集指定路面40 km/h噪聲如圖1所示。

對(duì)時(shí)域測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉變換,并進(jìn)行A計(jì)權(quán)。得到如圖2所示該樣車后排乘客內(nèi)耳頻率聲壓級(jí)曲線。

圖2 后排乘客人耳處路噪聲壓級(jí)頻域曲線

計(jì)算得到路噪總聲壓級(jí)略微超過商品定義設(shè)定的前期目標(biāo)值，通過圖示曲線可以看出，60～150 Hz頻段以及180～200 Hz頻段后排乘客內(nèi)耳路噪聲壓級(jí)較大。

1.2 問題原因調(diào)查

機(jī)械系統(tǒng)的振動(dòng)和噪聲是由多個(gè)激勵(lì)源通過不同的傳遞路徑抵達(dá)目標(biāo)位置后疊加而成的。為了更好地診斷和優(yōu)化路噪，需要綜合考慮各個(gè)激勵(lì)和傳遞路徑的情況，傳遞路徑分析[2]就是一個(gè)行之有效的方法。通過建立“源—路徑—接受者”的模型，可以計(jì)算不同路徑對(duì)于接受者某一頻段總值的貢獻(xiàn)量，從而判斷其中貢獻(xiàn)量最大的路徑。再定量識(shí)別出主要貢獻(xiàn)量，就可以有效通過應(yīng)用振動(dòng)噪聲控制手段降低響應(yīng)聲壓總值。

數(shù)學(xué)公式可以寫成：

式中：r(ω)為接收者處頻譜；

Si(ω)為激勵(lì)i。

通過檢查車身噪聲傳遞函數(shù)后未發(fā)現(xiàn)明顯問題，暫時(shí)排除傳遞路徑的問題。后續(xù)對(duì)底盤后懸關(guān)鍵車身接附點(diǎn)布置加速度傳感器以調(diào)查懸架對(duì)車身輸入激勵(lì)，布點(diǎn)如圖3所示。

圖3 懸架與車身接附點(diǎn)振動(dòng)加速度測(cè)試

在路噪測(cè)試相同工況下，對(duì)底盤關(guān)鍵激勵(lì)輸入點(diǎn)振動(dòng)加速度進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如圖4所示。通過排查可以發(fā)現(xiàn)減振器的車身安裝點(diǎn)在路噪對(duì)應(yīng)頻率段振動(dòng)較大，初步懷疑是該頻段車身輸入激勵(lì)的主要激勵(lì)源。

圖4 懸架與車身接附點(diǎn)振動(dòng)曲線對(duì)比

由振動(dòng)理論可以判斷減振器被動(dòng)端振動(dòng)較大，可能與減振器阻尼力偏大有關(guān)[3]。減振器阻尼特性是一個(gè)速度相關(guān)曲線，并且減振器阻尼力調(diào)校涉及整車操穩(wěn)和平順性能。為了不對(duì)其他性能造成太大影響，需針對(duì)減振器特定工作速率段降低其阻尼力。

為得到減振器工作速率，設(shè)計(jì)了如圖5所示位移測(cè)試裝置，首先測(cè)試得到減振器工作位移曲線如圖6所示。

圖5 后減振器工作位移測(cè)試

圖6 后減振器工作位移曲線

將位移曲線求導(dǎo)得到減振器工作速率如圖7所示，可以看出減振器在該路況勻速40 km/h的主要運(yùn)行速率在0.05 m/s2附近，需要進(jìn)一步優(yōu)化該速率段的減振器阻尼力。

圖7 后減振器工作速率曲線

2 解決對(duì)策與方案確認(rèn)

2.1 調(diào)校方案確認(rèn)

根據(jù)測(cè)試得到的減振器工作速率可以判斷，減振器工作速率段在減振器開閥點(diǎn)以前。為了降低對(duì)其他性能的影響，文中采取減小減振器復(fù)原行程低速段阻尼的方法[4]，即增加節(jié)流閥片流通槽數(shù)量由8至12個(gè)如圖8所示，以達(dá)到降低低速段阻尼力的目的。

圖8 減振器12槽孔節(jié)流閥片

對(duì)優(yōu)化后的減振器阻尼力進(jìn)行測(cè)試，如圖9所示，優(yōu)化后復(fù)原行程低速段阻尼力較優(yōu)化前有所降低，而其他速率段阻尼力幾乎不變，從而將對(duì)其他性能的影響降到最低。

圖9 后減振器阻尼力曲線對(duì)比

2.2 實(shí)車驗(yàn)證

將優(yōu)化后的后減振器替換原后減振器，在同樣路況、天氣環(huán)境下進(jìn)行實(shí)車路噪測(cè)試，路噪聲壓級(jí)頻域?qū)Ρ惹€如圖10所示。

圖10 后排乘客人耳處路噪聲壓級(jí)曲線前后對(duì)比

由聲壓級(jí)曲線可知，路噪主要頻率段聲壓級(jí)相對(duì)優(yōu)化前均有所降低，并且路噪總聲壓級(jí)降低0.6 dB，達(dá)到目標(biāo)要求，證明方案切實(shí)有效。

3 結(jié)論

文中針對(duì)某款轎車后排噪聲超標(biāo)問題通過測(cè)試分析判斷出路噪問題點(diǎn)可能是由于后減振器阻尼力大導(dǎo)致車身被動(dòng)端激勵(lì)大的原因。利用自行設(shè)計(jì)的減振器位移測(cè)試方法提取減振器工作速率段，并針對(duì)該速率段優(yōu)化減振器對(duì)應(yīng)阻尼，從而將對(duì)車輛其他性能的影響降到最低。最后進(jìn)行了實(shí)車驗(yàn)證該方案成功降低了工況路噪聲壓級(jí)并達(dá)成目標(biāo)要求。整車路噪是非常復(fù)雜的系統(tǒng)性問題，需要全局判斷抓住主要貢獻(xiàn)。減振器是車輛性能平衡的關(guān)鍵部件，通過減振器工況速率的測(cè)試有針對(duì)性地優(yōu)化減振器參數(shù)避免其他性能的影響從而快速有效推進(jìn)方案實(shí)施。