轎車后排路噪問題分析與改進

許靜超，黃劍鋒，白龍，張志達，謝然

(廣州汽車集團汽車工程研究院NVH部，廣東廣州 511434)

0 引言

車輛的路噪[1]問題是指車輛在不平路面行駛過程中，由于輪胎與地面相互作用產生激勵，通過車輪、懸架傳遞到車身引起車內鈑金振動而產生的噪聲。隨著消費者對品質感的追求提升以及動力系統噪聲的降低，路噪問題越來越成為汽車競爭力比拼的性能指標之一。

1 路噪問題分析

1.1 路噪水平摸底

準備好試驗樣車，確認室外天氣晴朗，風速不大于5 m/s，路面干燥。后排乘客人耳處布置麥克風，利用振動噪聲測量系統及便攜式電腦采集指定路面40 km/h噪聲如圖1所示。

對時域測試數據進行傅里葉變換,并進行A計權。得到如圖2所示該樣車后排乘客內耳頻率聲壓級曲線。

圖2 后排乘客人耳處路噪聲壓級頻域曲線

計算得到路噪總聲壓級略微超過商品定義設定的前期目標值，通過圖示曲線可以看出，60～150 Hz頻段以及180～200 Hz頻段后排乘客內耳路噪聲壓級較大。

1.2 問題原因調查

機械系統的振動和噪聲是由多個激勵源通過不同的傳遞路徑抵達目標位置后疊加而成的。為了更好地診斷和優化路噪，需要綜合考慮各個激勵和傳遞路徑的情況，傳遞路徑分析[2]就是一個行之有效的方法。通過建立“源—路徑—接受者”的模型，可以計算不同路徑對于接受者某一頻段總值的貢獻量，從而判斷其中貢獻量最大的路徑。再定量識別出主要貢獻量，就可以有效通過應用振動噪聲控制手段降低響應聲壓總值。

數學公式可以寫成：

式中：r(ω)為接收者處頻譜；

Si(ω)為激勵i。

通過檢查車身噪聲傳遞函數后未發現明顯問題，暫時排除傳遞路徑的問題。后續對底盤后懸關鍵車身接附點布置加速度傳感器以調查懸架對車身輸入激勵，布點如圖3所示。

圖3 懸架與車身接附點振動加速度測試

在路噪測試相同工況下，對底盤關鍵激勵輸入點振動加速度進行測試，測試結果如圖4所示。通過排查可以發現減振器的車身安裝點在路噪對應頻率段振動較大，初步懷疑是該頻段車身輸入激勵的主要激勵源。

圖4 懸架與車身接附點振動曲線對比

由振動理論可以判斷減振器被動端振動較大，可能與減振器阻尼力偏大有關[3]。減振器阻尼特性是一個速度相關曲線，并且減振器阻尼力調校涉及整車操穩和平順性能。為了不對其他性能造成太大影響，需針對減振器特定工作速率段降低其阻尼力。

為得到減振器工作速率，設計了如圖5所示位移測試裝置，首先測試得到減振器工作位移曲線如圖6所示。

圖5 后減振器工作位移測試

圖6 后減振器工作位移曲線

將位移曲線求導得到減振器工作速率如圖7所示，可以看出減振器在該路況勻速40 km/h的主要運行速率在0.05 m/s2附近，需要進一步優化該速率段的減振器阻尼力。

圖7 后減振器工作速率曲線

2 解決對策與方案確認

2.1 調校方案確認

根據測試得到的減振器工作速率可以判斷，減振器工作速率段在減振器開閥點以前。為了降低對其他性能的影響，文中采取減小減振器復原行程低速段阻尼的方法[4]，即增加節流閥片流通槽數量由8至12個如圖8所示，以達到降低低速段阻尼力的目的。

圖8 減振器12槽孔節流閥片

對優化后的減振器阻尼力進行測試，如圖9所示，優化后復原行程低速段阻尼力較優化前有所降低，而其他速率段阻尼力幾乎不變，從而將對其他性能的影響降到最低。

圖9 后減振器阻尼力曲線對比

2.2 實車驗證

將優化后的后減振器替換原后減振器，在同樣路況、天氣環境下進行實車路噪測試，路噪聲壓級頻域對比曲線如圖10所示。

圖10 后排乘客人耳處路噪聲壓級曲線前后對比

由聲壓級曲線可知，路噪主要頻率段聲壓級相對優化前均有所降低，并且路噪總聲壓級降低0.6 dB，達到目標要求，證明方案切實有效。

3 結論

文中針對某款轎車后排噪聲超標問題通過測試分析判斷出路噪問題點可能是由于后減振器阻尼力大導致車身被動端激勵大的原因。利用自行設計的減振器位移測試方法提取減振器工作速率段，并針對該速率段優化減振器對應阻尼，從而將對車輛其他性能的影響降到最低。最后進行了實車驗證該方案成功降低了工況路噪聲壓級并達成目標要求。整車路噪是非常復雜的系統性問題，需要全局判斷抓住主要貢獻。減振器是車輛性能平衡的關鍵部件，通過減振器工況速率的測試有針對性地優化減振器參數避免其他性能的影響從而快速有效推進方案實施。