某乘用車18階次噪聲整改優(yōu)化

岳濤，汪小朋，陳樂(lè)強(qiáng)

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心NVH性能開(kāi)發(fā)部，安徽 合肥 230009）

引言

懸置支架是動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)和車身連接的“橋梁”，需要在各種工況下的支撐、固定動(dòng)力總成，支架一旦斷裂，則會(huì)造成較大的損失，動(dòng)力總成、驅(qū)動(dòng)軸，車身等重要部件都會(huì)受到破壞，維修成本及其昂貴。所以懸置支架的設(shè)計(jì)極其重要，需要確保設(shè)計(jì)的支架具有足夠的強(qiáng)度，避免后期實(shí)車出現(xiàn)支架斷裂的現(xiàn)象。

與此同時(shí)，動(dòng)力總成的振動(dòng)會(huì)通過(guò)懸置襯套，懸置支架傳遞到車身上，如果懸置支架過(guò)于薄弱，剛度太小，那么會(huì)影響到懸置系統(tǒng)的隔振效果，造成傳遞到車內(nèi)的振動(dòng)偏大，引起車內(nèi)較大的振動(dòng)和噪聲問(wèn)題。給乘客帶來(lái)很大的不舒適感覺(jué)。

NVH對(duì)業(yè)界來(lái)說(shuō)已經(jīng)是一個(gè)老生常談的問(wèn)題了，本文基于某乘用車實(shí)車18階次噪聲問(wèn)題進(jìn)行整改分析，采用CAE技術(shù)對(duì)右懸置支架進(jìn)行了性能優(yōu)化，解決了車內(nèi)的共鳴音問(wèn)題。

1 有限元分析技術(shù)及使用軟件簡(jiǎn)介

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)值分析理論的發(fā)展，CAE技術(shù)在現(xiàn)代汽車產(chǎn)品設(shè)計(jì)中扮演著越來(lái)越重要的角色，幾乎貫穿了汽車設(shè)計(jì)的全過(guò)程，它是計(jì)算機(jī)技術(shù)和工程分析技術(shù)相結(jié)合形成的新興技術(shù)。

MSC.Nastran是由MSC.Software公司推出的一個(gè)大型結(jié)構(gòu)有限元分析軟件，主要的分析功能有：靜力學(xué)分析、屈曲分析、動(dòng)力學(xué)分析、熱分析、空氣動(dòng)力學(xué)彈性及顫振分析、流固耦合分析、多級(jí)超單元分析、高級(jí)對(duì)稱分析等，本文主用運(yùn)用Nastran對(duì)車身靜剛度進(jìn)行分析。

2 實(shí)車問(wèn)題來(lái)源

某款B級(jí)別轎車進(jìn)入了小批量生產(chǎn)階段，對(duì)實(shí)車性能進(jìn)行摸底發(fā)現(xiàn)，車內(nèi)存在明顯的轟鳴音，具體故障描述如下：

在定置（踩離合）或低速緩加減油門(mén)工況（1500-3000rpm）下，車內(nèi)存在較明顯的18階次噪音聲。濾波回放表明該18階次噪音聲為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的18階次噪聲。

圖1 噪聲頻譜分析

2.1 故障原因分析

針對(duì)上述問(wèn)題在編號(hào)為 F70號(hào)樣車上進(jìn)行原因分析排查，如下所示：

（2）F70號(hào)車皮帶輪拆除測(cè)試（斷開(kāi)發(fā)電機(jī)+空調(diào)壓縮機(jī)+水泵）：此18階次噪音聲仍存在；

（3）F70號(hào)車發(fā)動(dòng)機(jī)附件振動(dòng)測(cè)試（進(jìn)氣歧管、發(fā)電機(jī)、起動(dòng)機(jī)）：有18階次振動(dòng)峰值存在；

（4）F70號(hào)車斷開(kāi)右液壓懸置測(cè)試（排查結(jié)構(gòu)傳遞路徑）：此共鳴音基本消除。

圖2 樣車問(wèn)題分析排查

從初步分析排查結(jié)果來(lái)看，此18階次噪聲是通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)-右懸置-車身這樣的傳遞路徑傳遞到車內(nèi)的，對(duì)深入的原因進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)此18階次的振源為發(fā)動(dòng)機(jī)的正時(shí)系統(tǒng)，傳遞路徑如下所示：

圖3 車內(nèi)18階次噪聲原因分析

雖然最終發(fā)現(xiàn)造成此問(wèn)題的“禍?zhǔn)住笔前l(fā)動(dòng)機(jī)正時(shí)系統(tǒng)，但是發(fā)動(dòng)機(jī)整改成本過(guò)于巨大，所以本次整改針對(duì)傳遞路徑，從懸置系統(tǒng)上進(jìn)行方案優(yōu)化，懸置襯套剛度剛經(jīng)過(guò)調(diào)教，懸置系統(tǒng)具備良好的隔振效果，剛度已經(jīng)比較低，不能再往下調(diào)整，往上調(diào)整又會(huì)破壞懸置隔振效果，所以只能從懸置支架上進(jìn)行優(yōu)化整改。

2.2 懸置支架優(yōu)化整改

經(jīng)過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前懸置支架為鑄鋁件，材料為A380，從現(xiàn)有工藝和成本來(lái)看，材料可以更換為QT450的鑄鐵件，以提高懸置支架的性能，具體方案如下所示：

圖4 懸置支架優(yōu)化整改方案

根據(jù)企業(yè)規(guī)范，對(duì)支架的強(qiáng)度、模態(tài)、動(dòng)剛度等方面性能進(jìn)行校核，如下所示：

林業(yè)生態(tài)建設(shè)是整個(gè)生態(tài)建設(shè)發(fā)展過(guò)程中的一個(gè)重要組成部分，它在具體的建設(shè)和發(fā)展起著非常重要的作用。林業(yè)生態(tài)技術(shù)是林業(yè)生態(tài)建設(shè)的重要組成部分，這將影響到整個(gè)林業(yè)生態(tài)發(fā)展。一個(gè)好的推廣林業(yè)技術(shù)可以有效地實(shí)現(xiàn)林業(yè)生態(tài)建設(shè)的創(chuàng)新和發(fā)展的影響，創(chuàng)新林業(yè)生態(tài)建設(shè)的形式，從而最大限度地發(fā)揮低成本的林業(yè)建設(shè)的效益。

（1）強(qiáng)度分析比較：

圖5 懸置支架強(qiáng)度分析比較

從結(jié)果上看，支架強(qiáng)度得到很大的改善。

（2）懸置支架模態(tài)分析比較：

圖6 懸置支架模態(tài)分析

從結(jié)果上看，因?yàn)橘|(zhì)量增加，懸置支架模態(tài)略有下降。

（3）懸置支架動(dòng)剛度分析比較：

圖7 懸置支架動(dòng)剛度分析

從分析結(jié)果上看，原先支架（A380）動(dòng)剛度分析結(jié)果偏低，改進(jìn)方案剛度性能的到很大的提升。改進(jìn)方案有效果。

2.3 優(yōu)化方案試驗(yàn)驗(yàn)證

對(duì)優(yōu)化方案進(jìn)行實(shí)車試驗(yàn)驗(yàn)證，如下圖所示：

圖8 方案實(shí)車試驗(yàn)驗(yàn)證

綠線為鋁制支架振動(dòng)大小，紅線為鋼制支架，更換鋼制支架后，總聲壓級(jí)在1500-2500rpm有改善，下降最大4dBA；2500-2700rpm增大1dBA左右。2200-2600rpm轉(zhuǎn)速區(qū)間，18階噪聲降低較多，6-10dBA左右；1500rpm有增大，其余轉(zhuǎn)速區(qū)間相當(dāng)，經(jīng)過(guò)專家主觀評(píng)測(cè)，發(fā)動(dòng)機(jī)18階次噪聲有較大改進(jìn)，可以接受。

3 結(jié)論

本文通過(guò)試驗(yàn)等手段，找出了整車18階次噪聲的振源，結(jié)合成本等因素制定了整改方向，運(yùn)用CAE方法對(duì)懸置支架性能進(jìn)行了分析比較，并且在實(shí)車上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，最終整車的NVH問(wèn)題得以解決。

從整改的過(guò)程可以看出，CAE技術(shù)在優(yōu)化方案設(shè)計(jì)方面有很大的作用，可以快速設(shè)計(jì)出最優(yōu)方案，縮短整改周期。

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