某型車整車路噪轟鳴分析優化及試驗研究

成傳勝，趙德云

(鎧龍東方汽車有限公司，江蘇無錫 214000)

0 引言

在人們的消費水平日益增長的同時，對于汽車的要求也越來越高。當今整車NVH(Noise Vibration Harshness)性能作為乘坐汽車舒適性的關鍵因素，它給用戶的感受是最直接的。路噪是指道路激勵噪聲，即由于輪胎受粗糙路面的激勵，傳遞到車廂內部的噪聲。整車路噪主要集中表現在20～300 Hz的頻率范圍內，客戶比較容易感受到。在汽車研發前期，采用CAE技術，能較為準確地預測噪聲水平，并提出優化方案，進行風險規避，對產品后期NVH性能具有十分重要的意義。

某型車在研發階段，在粗糙路面上行駛時，右后排乘客感覺難受，表現為整車轟鳴，主要頻率范圍是50～60 Hz，主觀評價難以接受。為了解決這個問題，首先建立整車模型，計算整車路噪聲壓響應。同時對故障頻率進行診斷，發現聲腔模態與結構模態耦合，進而進行結構優化[1-3]。

1 整車模型建立及分析

1.1 整車模型建立

根據整車結構建立整車模型，整車模型共分為內飾車身、轉向系統、前懸架、后懸架及動力總成等5個部分，整車模型見圖1。

圖1 某型車整車模型

1.2 整車路噪分析

通過采集轉向節上的加速度信號，利用逆矩陣法得到輪心載荷[3-4]。將每個輪心載荷施加在整車模型上，計算出粗糙路面下的整車路噪結果[2]，后排乘客在55 Hz左右峰值非常明顯，不滿足要求，見圖2。

圖2 整車路噪計算結果

1.3 節點貢獻量分析

根據整車路噪分析結果，進行貢獻量分析。圖3為貢獻量計算結果，可以看出背門與聲腔耦合區域為主要貢獻區域。

圖3 貢獻量計算結果

2 優化分析

2.1 模態分析

結合整車路噪及診斷結果，分別對背門和聲腔進行模態分析。分析結果顯示，背門局部模態頻率53 Hz與聲腔一階模態頻率52.5 Hz接近，易耦合產生共振[5]。模態頻率圖見圖4。

圖4 背門及聲腔模態結果

2.2 結構優化分析

根據分析結果，對后背門結構進行優化，避開聲腔一階模態，優化結果見表1。找到關鍵區域后，提出了不同的優化方案，同時考慮到工藝及裝配[6-7]，方案如表1所示。

表1 后背門兩側局部模態優化結果

3 實車方案驗證

根據優化方案通過制作手工樣件進行實車驗證，在粗糙路面行駛車內后排噪聲55 Hz左右降低2～3 dB(A)，主觀駕評滿足性能要求。曲線1、2為基礎車的噪聲值，曲線3～5為優化后的噪聲值，見圖5。

圖5 實車驗證對比圖

4 結論

通過建立某型車整車模型，對問題頻率進行NVH分析及診斷，通過優化兩側加強支架模態。經實車路試驗證，優化方案降低2～3 dB(A)，滿足性能要求，解決了實車轟鳴問題。此方法為解決同類問題提供了參考和借鑒。