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乘用車油門踏板振動控制技術(shù)研究

2021-11-08 08:56:07·  來源：汽車NVH云講堂  
　
【摘要】針對某轎車開發(fā)過程中加速時(shí)油門踏板振動大的實(shí)際工程問題，建立傳遞路徑分析模型，進(jìn)行了結(jié)構(gòu)傳遞路徑試驗(yàn)，找出傳遞路徑上各部件的貢獻(xiàn)量。在分析進(jìn)氣
【摘要】針對某轎車開發(fā)過程中加速時(shí)油門踏板振動大的實(shí)際工程問題，建立傳遞路徑分析模型，進(jìn)行了結(jié)構(gòu)傳遞路徑試驗(yàn)，找出傳遞路徑上各部件的貢獻(xiàn)量。在分析進(jìn)氣系統(tǒng)模態(tài)引起的油門踏板振動特性和影響因素基礎(chǔ)上，提出了油門踏板振動的控制策略，并通過優(yōu)化進(jìn)氣系統(tǒng)模態(tài)、提升傳遞路徑上的隔振率及提升油門踏板安裝區(qū)域的剛度，有效解決了油門踏板振動大問題。本文為油門踏板振動控制提供了一種思路，在工程應(yīng)用上具有重要的參考意義。

關(guān)鍵詞：進(jìn)氣系統(tǒng)模態(tài)，油門踏板，赫姆霍茲共振腔

1 前言
汽車噪聲與振動是衡量汽車舒適與否的一項(xiàng)非常重要的指標(biāo)。隨著社會的進(jìn)步和發(fā)展，汽車開始進(jìn)入越來越多的家庭，顧客對汽車的舒適性的要求也越來越高，每個(gè)國家對噪聲污染的控制越來越嚴(yán)，因此噪聲與振動的大小決定了一部汽車在市場上的前景。

汽車噪聲與振動按照結(jié)構(gòu)形式可分為兩大類：動力傳動系統(tǒng)的噪聲與振動和車身與整車的噪聲與振動[1]。動力傳動系統(tǒng)振動中，油門踏板振動一直是汽車產(chǎn)品性能開發(fā)中比較常見的問題，油門踏板是駕駛員直接接觸的部件，其振動的大小直接影響駕駛員的駕駛心情，是體現(xiàn)汽車NVH品質(zhì)的重要因素。
油門踏板的振動激勵(lì)源主要是路面和發(fā)動機(jī)，其余影響因素有懸置系統(tǒng)、進(jìn)排氣系統(tǒng)、車身結(jié)構(gòu)等，趙常云等研究了油門踏板支架模態(tài)及懸置隔振特性對油門踏板振動的影響[2]。李 志 春等研究了油門踏板自身模態(tài)引起的振動問題，指出油門踏板模態(tài)應(yīng)避開發(fā)動機(jī)常用轉(zhuǎn)速頻率區(qū)域[3]。
本文以管道聲學(xué)理論為基礎(chǔ)，分析了進(jìn)氣系統(tǒng)模態(tài)引起的油門踏板振動的原因，建立傳遞路徑分析模型，進(jìn)行了結(jié)構(gòu)傳遞路徑試驗(yàn)，并通過優(yōu)化進(jìn)氣系統(tǒng)模態(tài)、提升傳遞路徑上的隔振率及提升油門踏板安裝區(qū)域的剛度，有效解決了油門踏板振動大問題。
2 油門踏板振動機(jī)理分析
電子油門踏板是通過支架或者直接安裝在前壁板上，油門踏板振動主要是在踩油門的過程中在某個(gè)轉(zhuǎn)速、某個(gè)車速或者使用附件功能時(shí)會出現(xiàn)“麻腳”、“彈腳”的感覺，會引起腳部不舒服而產(chǎn)生抱怨。表1為油門踏板振動問題的類型，根據(jù)轉(zhuǎn)速、車速及附件引起的振動分為三種類型。

當(dāng)激勵(lì)頻率與油門踏板或者傳遞路徑上的某些部件固有頻率發(fā)生耦合時(shí)，油門踏板會產(chǎn)生較大的振動。圖2-1為針對油門踏板振動建立的激勵(lì)源-傳遞路徑-響應(yīng)分析模型。圖2-1 油門踏板振動傳遞分析模型油門踏板安裝在前壁板上，由圖2-1可知，動力系統(tǒng)的傳遞主要是通過懸置系統(tǒng)、進(jìn)排氣系統(tǒng)到車身以及傳動系統(tǒng)到懸架系統(tǒng)再到車身，最后傳遞到油門踏板上；輪胎路面的傳遞主要是通過懸架系統(tǒng)到車身再到油門踏板；其他附件的振動直接通過車身傳遞到油門踏板上。
由于傳遞路徑上的任意部件共振都有可能引起油門踏板的振動，所以找到了振動的傳遞路徑之后還需對路徑上的各個(gè)部件進(jìn)行分析。
3 進(jìn)氣系統(tǒng)噪聲振動理論
3.1管道聲學(xué)理論
管道中的聲學(xué)阻抗Z定義為聲壓與質(zhì)點(diǎn)體積速度的比值，即：

式中，u、U和S分別是管道中的速度、體積速度和截面積，體積速度與質(zhì)點(diǎn)速度的關(guān)系為U= Su。進(jìn)排氣系統(tǒng)中管道的長度都是有限的，假設(shè)長度為L的管道兩端的聲阻抗分別已知，即在
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