汽车发动机后悬置拉杆模态设计论文_赵兴伟,张兴

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汽车的NVH性能是汽车的重点性能之一,影响NVH性能的因素较多。本文通过对实车验证及分析,发现与拉杆型后悬置相关车内振动噪声,从理论上进行分析,从前期设计上进行思路明确,避免后期产生大规模设计变更,以达到车辆设计的NVH要求。解决问题的思路和方法对从事NVH相关人员有一定指导意义。

随着社会的发展,人们对车辆的认知更加深入,对整车NVH(NVH指Noise噪声、Vibration振动、Harshness声振粗糙度)要求越来越高。许多NVH问题均在前期设计未得到充分考虑,导致后期车辆的品质不理想,需要对产品重新进行调整设计。本文阐述了关于后悬置拉杆相关NVH模态问题产生原因及解决方法分析。

1拉杆型常见问题

在实车验证过程中,发现部分车型在三档全油门时,在3300-4300rpm范围内会存在共振轰鸣(因车型不同,转速会有一定差异)。

下图为某车型实测数据,分别为车内噪声及拉杆位置振动。

图1.驾驶员右耳二阶噪声

图2.右后排乘客左耳二阶噪声

图3.后悬置被动端X向振动总级

图4.后悬置被动端Y向振动总级

图5.后悬置被动端Z向振动总级

通过曲线可以发现,3500-3800rpm存在明显的振动和噪声,主观感受比较明显。从NVH理论分析,此为拉杆与动力总成共振导致,为拉杆设计问题。

从人体感知角度,可以将模态分为三个部分,0-20Hz只有振动,20-200Hz有振动有声音,200Hz以上只有声音。一般拉杆共振分布在120Hz左右,此频段振动和声音易于感知和发现,且此频率段半轴(长轴)易发生120Hz左右共振,130Hz左右存在路躁(路躁与悬置无关),故需要重点关注解决。

2拉杆型悬置模态设计

从共振理论角度,解决此类问题的原则为避开该段频率。

2.1向下避频

向下避频,需要考虑避开车身空腔模态,一般设计在40-80Hz(不同车型空腔模态有一定差异,可根据NVH分析确定避频段)。

2.2 向上避频

从模态公式,可对骨架进行轻量化设计,从材质、拉杆布置长度、结构优化角度,材质优先选择铸铝材质,拉杆长度避免过长。一般模态设计在150Hz以上。

2.3 增加吸振器

根据共振模态设计相应的吸振器;

3 不同设计对比分析

根据以下模态公式,从成本及轻量化角度建议采用向上避频,但需要注意保证强度。

结束语

本文仅对后悬置拉杆进行分析,左右悬置等其他位置悬置可参考此文思路进行设计。

参考文献

[1]王清政.汽车发动机悬置的优化设计及仿真分析[D].南京理工大学,2009.

[2]田永义,孙营.发动机悬置系统的初步设计[J].北京汽车,2006,06:13-16.

[3]肖振依.发动机悬置系统的初步设计[J].机电技术,2013,01:97-100.

论文作者:赵兴伟,张兴

论文发表刊物:《基层建设》2018年第6期

论文发表时间:2018/5/28

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