日本无码免费高清在线|成人日本在线观看高清|A级片免费视频操逼欧美|全裸美女搞黄色大片网站|免费成人a片视频|久久无码福利成人激情久久|国产视频一二国产在线v|av女主播在线观看|五月激情影音先锋|亚洲一区天堂av

  • 手機站
  • 小程序

    汽車測試網(wǎng)

  • 公眾號

    • 汽車測試網(wǎng)

    • 在線課堂

    • 電車測試

電動汽車真空泵車內噪聲診斷與優(yōu)化分析

2020-12-21 22:55:32·  來源：AUTO行家  作者：楊志偉，姚占，張慶軍，李建華，張磊濤 單位：浙江零跑科技有限公司  
　
摘要針對純電動車真空泵車內噪聲大的問題,分析真空泵的工作原理和NVH特性，通過傳遞路徑原理分析和試驗測試,確定結構噪聲為主要噪聲源,且原狀態(tài)隔振墊隔振性能不
摘要

針對純電動車真空泵車內噪聲大的問題,分析真空泵的工作原理和NVH特性，通過傳遞路徑原理分析和試驗測試,確定結構噪聲為主要噪聲源,且原狀態(tài)隔振墊隔振性能不足。根據(jù)基于橡膠墊剛度經(jīng)驗公式分析結果加厚該隔振墊后，隔振性能有所提升,但仍不滿足要求。從具有良好隔振性能的懸置結構原理出發(fā)，提出采用無貫通螺栓孔隔振墊結構的優(yōu)化方案，從理論上分析出該優(yōu)化方案具備橡膠懸置的隔振特性，對中低頻振動激勵有較好的隔離效果。對比試驗驗證其可使真空泵車內噪聲水平大幅降低，表明該隔振墊對結構噪聲具有優(yōu)良的抑制效果。該優(yōu)化方案和分析思路對其他車型及相似的結構噪聲傳遞問題的解決具有較高參考價值。

關鍵詞：聲學；電動汽車；真空泵；隔振墊；車內噪聲

純電動汽車是汽車行業(yè)未來的發(fā)展趨勢，其NVH性能備受廣大消費者的重視和關注[1]。電動汽車相比傳統(tǒng)汽油車在電機及傳動系統(tǒng)的振動噪聲方面存在較大差別[2–3]，由于沒有發(fā)動機噪聲的掩蓋效應，電輔助系統(tǒng)噪聲更為突顯，真空泵[4]等電器件工作時的振動噪聲在電動汽車靜置時非常明顯，影響駕乘舒適度，因此研究電動汽車真空泵對車內噪聲的影響機制[5]，降低制動真空泵工作時產(chǎn)生的振動噪聲問題尤為重要。

本文針對某電動汽車在踩踏制動踏板時真空泵工作振動引起車內噪聲大的問題，分析真空泵工作原理及其振動噪聲特性，膜片式真空泵因其結構特點和工作機理，具有工作振動大、輻射噪聲小的特性，根據(jù)傳遞路徑原理通過理論分析和試驗分析，找出真空泵所致車內噪聲主要是通過安裝支架傳遞的結構噪聲，針對原隔振墊方案隔振性能不足的問題，對隔振系統(tǒng)進行相關參數(shù)的優(yōu)化分析，最后提出隔振墊優(yōu)化方案，通過試驗對比驗證該優(yōu)化方案具有良好的改善效果。

1  真空泵的NVH特性及問題分析

1.1 真空泵的NVH性能特點

當前純電動汽車的真空泵主流應用類型是葉片式電動真空泵和膜片式電動真空泵，兩類真空泵形式和結構存在一定差異，NVH性能各有優(yōu)劣。葉片式真空泵由于自身結構原因，工作時石墨葉片與金屬腔體摩擦、撞擊，產(chǎn)生較大的工作噪聲，根據(jù)工程實測經(jīng)驗，在自由聲場的測試環(huán)境中，其近場（5 cm）噪聲達80 dB(A)；膜片式真空泵因其雙膜片水平放置，工作時推桿在腔體內做往復循環(huán)運動，工作過程振動較大[6]，所產(chǎn)生噪聲較大，根據(jù)工程實測經(jīng)驗，其近場噪聲在70 dB(A)水平；

1.2 真空泵對車內噪聲影響分析

某電動汽車采用膜片式真空泵，踩制動踏板致使真空泵運轉時，主觀評價車內真空泵工作噪聲較大。針對上述問題，通過LMS測試設備采集車輛靜置狀態(tài)下真空泵本體振動、真空泵輻射噪聲、主要傳遞路徑振動（測點布置在一級隔振和二級隔振支架上）、車內噪聲。采用LMS Test. Lab 軟件分析其試驗數(shù)據(jù)，分析結果如表1 所示：車內主駕駛員右耳噪聲聲壓級為46.8 dB(A)、真空泵近場（5 cm）噪聲聲壓級為65.6 dB(A)及真空泵本體振動加速度為15.6m/s2。通過頻譜分析可知，車內真空泵噪聲主要貢獻頻率是51.4 Hz，來源于真空泵的振動基頻激勵。

 
通過分析該試驗車真空泵安裝位置、真空泵工作激勵特性及傳遞路徑，得出如圖1 所示真空泵振動噪聲傳遞路徑分析原理圖。

根據(jù)“激勵源-傳遞路徑-接受者”分析模型，真空泵工作時，主要結構噪聲主要由真空泵通過隔振橡膠墊傳遞到真空泵支架，再次經(jīng)過隔振墊后傳遞到副車架，之后由前艙縱梁向車身傳遞，從車身輻射至駕駛員耳旁，部分結構噪聲通過真空管路、真空罐、真空助力器傳遞；空氣噪聲由整車聲學包和車身密封控制,不易被駕駛員感知到[7–8]。

圖1 真空泵振動噪聲傳遞路徑分析原理圖

為了確認真空泵的主要貢獻路徑，在真空泵安 裝位置斷開懸空，切斷真空泵支架路徑的結構噪聲 傳遞，保持真空泵管路正常連接不變，且在基本不改 變真空泵所處位置的前提下，踩制動踏板運行真空 泵，測得車內主駕駛員右耳噪聲聲壓級是36.6 dB (A)，較原狀態(tài)車內噪聲降低10 dB(A)，由此可見，真 空泵支架傳遞結構噪聲是該真空泵車內噪聲主要貢 獻路徑，符合膜片式真空泵振動大、輻射噪聲小的 特點。

2  真空泵結構噪聲傳遞路徑優(yōu)化分析

對于真空泵等電器激勵件，常規(guī)使用的隔振墊是如圖2(a)和圖2(b)所示工字型隔振墊，該隔振墊通過螺栓和內圈剛套實現(xiàn)激勵源與安裝點之間的固定及隔振，該類型的隔振墊主要通過外圓周面的中間凹槽卡住激勵源側，依靠單側橡膠進行隔振。該隔振墊方案便于隔振墊安裝，但隔振墊物理空間利用率較低。

 
真空泵原狀態(tài)下采用該工字型隔振墊方案實現(xiàn)雙層隔振，根據(jù)第二級隔振試驗測試結果(如圖3 和表2 所示)可知：振動主要考察0～200 Hz 范圍內RMS值隔振率為8.1 dB，真空泵的主激勵頻率51.5Hz 處的隔振率為8.3 dB，該隔振墊方案的隔振率較低，導致真空泵結構噪聲傳入車內。
 
 
為了降低車內真空泵噪聲，需要提高傳遞路徑的隔振率，更大程度地衰減真空泵的激勵傳遞。隔振效果取決于隔振系統(tǒng)的剛度，而影響隔振系統(tǒng)剛度主要因素是彈性原件的剛度，即需降低隔振墊的剛度。圓柱形橡膠墊剛度經(jīng)驗公式為[9]
 
電動汽車真空泵車內噪聲診斷與優(yōu)化分析
 
式中：K是橡膠隔振墊剛度，m是形狀差數(shù)，E是彈性模量，A和H分別代表膠塊的面積和厚度。

可見，可以通過降低彈性模量或者加厚隔振墊厚度降低隔振墊的剛度。影響彈性模量數(shù)值的主要因素是膠塊的硬度和膠塊壓縮量，通過降低膠塊硬度可以更有效降低其彈性模量。

該隔振墊樣件硬度是邵氏40 度，由于需要兼顧隔振墊的疲勞耐久等其他性能，進一步降低隔振墊硬度的空間較小，可采用增加隔振墊厚度的方案。針對上述分析結論，將該結構隔振墊加厚8 mm（如圖4 所示）后，實施同樣工況測試。

由如圖5 和表3 中測試結果分析可知，工字型隔振墊加厚8 mm后，車內噪聲有所改善，駕駛員右耳總聲壓級由46.8 dB(A)下降至44.9 dB(A)，降低約2dB(A)，真空泵激勵峰值所對應的噪聲峰值由44.0dB(A)下降至33.3 dB(A)，降低10.7 dB(A)，總體改善較小。

主觀評價車內真空泵噪聲有所降低，但依然不一種隔振性能更優(yōu)的隔振墊方案。可接受，需要進一步提升隔振性能，減小結構噪聲向車內的傳遞。而原狀態(tài)隔振墊在降低硬度和增加厚度方面的措施對隔振性能提升有限，由此，需要找出一種隔振性能更優(yōu)的隔振墊方案。

 
3  改進方案分析與試驗驗證

懸置所具有的良好隔振性能跟懸置特定的結構有關，見圖6。懸置通過鐵芯與激勵源電驅系統(tǒng)連接，外鐵圈通過懸置支架與副車架連接，中間起隔振隔聲作用的橡膠塊處于無限制的自由振動狀態(tài)，如懸置受外力作用，橡膠與外鐵圈內壁壓死，隔振性能會急劇下降。如同安裝狀態(tài)下的工字型隔振墊上表面受螺栓法蘭面或剛套限制壓緊（見圖4），將削弱該類型隔振墊的隔振性能。

受上述原理啟發(fā)，提出以下無貫通螺栓孔隔振墊的優(yōu)化方案，如圖7(a)和圖7(b)所示，主要亮點是將隔振硫化橡膠安裝在螺栓所在的鐵圓面之間，上下螺栓分別連接激勵源和被動側安裝位置，中間的橡膠塊類似懸置橡膠，處于無限制的自由振動狀態(tài)，能充分發(fā)揮其隔振性能。

圖6 懸置結構示意圖

某橡膠懸置動剛度曲線如圖8 所示，橡膠隔振 元件在200 Hz以內的動剛度基本穩(wěn)定，而250 Hz以 后開始出現(xiàn)高頻硬化現(xiàn)象，動剛度大幅度提升。膜 片式真空泵主要振動能量分布在前200 Hz，優(yōu)化方 案中的無貫通螺栓孔隔振墊屬性類似橡膠懸置，在 中低頻段具有良好的隔振性能，能有效地隔離膜片 式真空泵的主要振動激勵能量，解決真空泵結構噪 聲傳遞問題。

 
將真空泵隔振墊更換成優(yōu)化方案中的無貫通螺栓孔隔振墊，依然采用雙層隔振，根據(jù)第二級隔振試驗結果(如圖9 和表4 所示)可知：在主要考察范圍0至200 Hz 內RMS值隔振率為13.9 dB，真空泵的主激勵頻率51.5 Hz 處的隔振率為14.9 dB，隔振率較原方案提升70 %以上，改善效果顯著。
 
對比隔振墊優(yōu)化前后的真空泵車內噪聲試驗結 果，如圖10 和表5 所示。駕駛員右耳總聲壓級由 46.8 dB(A)下降至37.6 dB(A)，改善9.2 dB(A)，真空 泵激勵峰值所對應的噪聲峰值由44.0 dB(A)下降至 28.1 dB(A)，改善15.9 dB(A)。車內噪聲問題改善明 顯，主觀評價車內只聽到輕微的真空泵噪聲，完全可 接受，有效解決了車內真空泵噪聲大的問題。
 
 
由此可見，無貫通螺栓孔隔振墊方案相比原方案隔離結構噪聲具有明顯效果，其與雙層隔振措施相配合，可成為解決結構噪聲問題的優(yōu)秀方案。

4  結語

膜片式真空泵噪聲傳遞以結構聲為主，提升隔振墊的隔振率是解決結構聲傳遞問題的最有效措施。分析橡膠隔振墊材料屬性可知，降低橡膠隔振墊硬度和增加厚度可提升其隔振率，但是改善有限。從具有良好隔振性能的懸置結構原理出發(fā)，提出無貫通螺栓孔隔振墊結構方案，使隔振性能大幅度提升，有效解決車內真空泵噪聲大的問題，表明該隔振墊方案對結構噪聲問題具有顯著的改善效果。本文的工作內容和成果對其他車型及相似的結構噪聲傳遞問題的解決具有較好的指導意義。


參考文獻:
[1] 王昆，蘇彬，吉麗超，等. 傳動系扭振對MPV車內轟鳴聲影響的控制[J]. 噪聲與振動控制，2018，38(2)：77-82.
[2] 辛雨，張守元，梁耕龍. 某純電動汽車制動過程噪聲優(yōu)化研究[J]. 道路交通與安全，2016，16（1）：34-38.
[3] 于蓬，陳霏霏，章桐，等. 集中驅動式純電動汽車動力總成噪聲特性分析[J]. 機電一體化，2015（1）：7-12.
[4] 周易. 空調壓縮機的噪聲振動分析及問題解決[D]. 上海：上海交通大學，2003.
[5] 廉晶晶，張杰，楊柳青，等. 電動車制動真空泵對車內噪聲影響機制分析[J]. 噪聲與振動控制，2019，39（2）：114-117.
[6] 倪志陽. 電動汽車真空泵噪音問題的研究與對策[J]. 內燃機與配件，2019（16）：69-70.
[7] 張國旺，陸敏恂. 乘用車電動真空泵的整車噪音優(yōu)化[J].佳木斯大學學報，2017，35（1）：50-53.
[8] NASR M. Noise signatures of brake vacuum booster and their acoustic treatment[J]. International Journal of Vehicle Noise and Vibration, 2011,（7）: 51-67.
[9] 秦洪艷，張紅. 圓柱橡膠墊剛度經(jīng)驗公式的研究[J]. 青島農業(yè)大學學報，2007，24（1）：59-61.
 
 
分享到：
 
反對 0 舉報 0 收藏 0 評論 0
滬ICP備11026917號-25