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低頻結(jié)構(gòu)路面噪聲控制

2022-02-21 13:23:51·  來(lái)源：汽車NVH云講堂  
　
[摘要]汽車NVH開發(fā)時(shí)，路噪性能開發(fā)逐漸成為各主機(jī)廠大力發(fā)展的專項(xiàng)課題。本文通過(guò)對(duì)某車型開發(fā)過(guò)程中表現(xiàn)出的低頻路噪進(jìn)行優(yōu)化，驗(yàn)證了底盤結(jié)構(gòu)件對(duì)低頻路噪問(wèn)
[摘要]汽車NVH開發(fā)時(shí)，路噪性能開發(fā)逐漸成為各主機(jī)廠大力發(fā)展的專項(xiàng)課題。本文通過(guò)對(duì)某車型開發(fā)過(guò)程中表現(xiàn)出的低頻路噪進(jìn)行優(yōu)化，驗(yàn)證了底盤結(jié)構(gòu)件對(duì)低頻路噪問(wèn)題的結(jié)構(gòu)貢獻(xiàn)特性。提出了兩種不同的技術(shù)路線對(duì)低頻路噪問(wèn)題進(jìn)行了優(yōu)化驗(yàn)證，分析了各方案作用的機(jī)理及效果。為后期各項(xiàng)目在路噪開發(fā)上存在的相應(yīng)問(wèn)題提供了借鑒。
關(guān)鍵詞：路面噪聲，底盤貢獻(xiàn)
1 前言
整車路噪包括低頻結(jié)構(gòu)噪聲及高頻胎噪兩種。高頻噪聲一般通過(guò)輪胎花紋調(diào)校、車身密封阻隔以及聲學(xué)包進(jìn)行吸聲隔聲解決優(yōu)化；低頻噪聲多是因結(jié)構(gòu)傳遞引起，由路面激勵(lì)輪胎振動(dòng)，通過(guò)輪輞、轉(zhuǎn)向節(jié)、懸架傳至車身，激勵(lì)起車身鈑金及車內(nèi)空腔，從而使車內(nèi)呈現(xiàn)出低頻轟鳴甚至壓耳的乘坐感受。路噪問(wèn)題由于其激勵(lì)源的不穩(wěn)定性，導(dǎo)致主機(jī)廠在對(duì)其進(jìn)行調(diào)校時(shí)往往要選取多種路面進(jìn)行開發(fā)，且因其低頻噪聲主要受底盤、車身等結(jié)構(gòu)件影響，往往對(duì)后期整改帶來(lái)許多麻煩，即使找到優(yōu)化方案，也往往因?yàn)橹芷凇⒊杀?、重量等因素很難改進(jìn)。因此，路噪開發(fā)對(duì)前期子系統(tǒng)目標(biāo)定義尤為重要，對(duì)重點(diǎn)頻率段的底盤件模態(tài)分布、車身NTF及車身底盤件接附點(diǎn)動(dòng)剛度要求很高。本文通過(guò)對(duì)某車型低頻路噪的改進(jìn)案例進(jìn)行闡述，說(shuō)明接附點(diǎn)動(dòng)剛度及底盤件模態(tài)分布對(duì)路噪的影響，希望能借此對(duì)后期整車路噪開發(fā)的前期控制提供數(shù)據(jù)支持。
2 某車型路噪低頻噪聲現(xiàn)狀
某車型NVH開發(fā)過(guò)程中，路面噪聲未達(dá)到目標(biāo)要求。如下圖1所示，性能差距主要體現(xiàn)在80‐170Hz頻率段，前后排噪聲明顯差于競(jìng)品車型，故針對(duì)該頻段進(jìn)行排查分析。結(jié)合相關(guān)經(jīng)驗(yàn)可知，此頻率段問(wèn)題一般為結(jié)構(gòu)貢獻(xiàn)為主，一般以底盤件貢獻(xiàn)為首。通過(guò)多參考點(diǎn)TPA分析結(jié)合PCA分析，明確80‐170Hz頻率段受前懸架影響較大，確認(rèn)底盤結(jié)構(gòu)件對(duì)該激勵(lì)有放大效應(yīng)。該車型副車架安裝點(diǎn)車身側(cè)NTF在80‐150Hz已接近65dB，遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)目標(biāo)55dB，其車身端固體傳聲特性過(guò)大。針對(duì)此問(wèn)題我們采用了兩種不同的技術(shù)路線對(duì)車內(nèi)路面噪聲進(jìn)行優(yōu)化。1. 繼續(xù)采用剛性連接副車架結(jié)構(gòu)，通過(guò)加強(qiáng)安裝點(diǎn)及接附點(diǎn)動(dòng)剛度的形式，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)剛性，達(dá)到降低車內(nèi)噪聲的目的。2. 通過(guò)更換柔性連接副車架，對(duì)低頻段路面輸入形成二次隔振效應(yīng)，降低輸入到車身內(nèi)部的振動(dòng)值，達(dá)到降低車內(nèi)噪聲的目的。這兩種技術(shù)路線所體現(xiàn)的測(cè)試結(jié)果均在下面進(jìn)行了詳細(xì)的討論。
3 低頻結(jié)構(gòu)路噪優(yōu)化方案
3.1 方案1：剛性連接副車架增加副車架安裝點(diǎn)動(dòng)剛度
如上所述，造成車內(nèi)噪聲值偏大的主要原因在于輸入到車身的振動(dòng)量級(jí)。振動(dòng)傳至車第一個(gè)路徑即為車身與副車架的接附點(diǎn)，該點(diǎn)動(dòng)剛度直接影響到車內(nèi)振動(dòng)的輸入情況。對(duì)該車副車架安裝點(diǎn)動(dòng)剛度進(jìn)行原點(diǎn)動(dòng)剛度測(cè)試發(fā)現(xiàn)，80‐100Hz處存在明顯谷值。最小動(dòng)剛度達(dá)到5000N/mm范圍，如圖2所示。依據(jù)經(jīng)驗(yàn)可知，底盤件原點(diǎn)動(dòng)剛度普遍建議達(dá)到10000N/mm以上，故判斷此處剛性較差，需及時(shí)加強(qiáng)。
加強(qiáng)方案采用手工焊接鋼板方式，對(duì)安裝點(diǎn)局部進(jìn)行剛度提升，提升后狀態(tài)如圖3所示。其安裝點(diǎn)動(dòng)剛度較原有狀態(tài)提升進(jìn)一倍，最低點(diǎn)已接近10000KN/mm水平，如圖4所示。加強(qiáng)后噪聲改進(jìn)效果明顯，70‐100Hz頻率段該井提升約4dB，如圖5所示。

3.2 方案2：前隔振副車架
由于本車型副車架采用剛性連接結(jié)構(gòu)，其一階Z向及X向彎曲模態(tài)均低于200Hz。同時(shí)其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度偏弱，實(shí)際情況下副車架本體受激放大效果明顯。通過(guò)對(duì)前副車架進(jìn)行柔性連接改制，解耦副車架結(jié)構(gòu)與車身結(jié)構(gòu)，將副車架結(jié)構(gòu)模態(tài)偏離100‐170Hz區(qū)域。同時(shí)采用隔振形式，形成雙層隔振結(jié)構(gòu)，降低對(duì)車身的振動(dòng)結(jié)構(gòu)輸入。改進(jìn)效果如圖6所示，在70‐175Hz頻段內(nèi)不同頻率下效果十分明顯，最大改進(jìn)效果達(dá)到5dB以上。
4 結(jié)論
本文通過(guò)對(duì)某車型低頻結(jié)構(gòu)噪聲的優(yōu)化，明確了底盤件結(jié)構(gòu)對(duì)低頻段路面噪聲的貢獻(xiàn)特性。采用剛性加強(qiáng)及柔性連接等兩種不同的技術(shù)路線，驗(yàn)證了結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)改進(jìn)后對(duì)車內(nèi)路面噪聲的優(yōu)化效果。
作者：楊銘杰，談洋，婁小寶，楊大成，蘇楊
作者單位：吉利汽車研究院
來(lái)源：2017汽車NVH控制技術(shù)國(guó)際研討會(huì)論文集
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