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路噪案例1:某电动车路噪提升方案

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摘  要:该文纯电动汽车在粗糙路面匀速 40~60kph 工况下,具有强烈的压耳膜的“嗡嗡”。经过和目标值对比,以及对音频的滤波回放,确认 30 Hz、38Hz 和 60 Hz 峰值是引起主观压耳感的主要原因。

该电动车的驱动方式为前置前驱,通过鱼骨图的分析方法得出,低频路噪问题主要由车门开闭件,车身结构,轮胎和悬挂系统等因素组成。该文主要分析解决车身附件及车体钣金件引起的低频路噪问题。并且通过分析确认 30 Hz 峰值产生的根本原因前围板搭接位置零件引起,通过前围与减振支座连接,加强前围板合件 30Hz 路噪下降 1.5dB,对噪声做了有效抑制。对类似的路噪问题分析有一定的参考意义。

纯电动汽车相比于传统的燃油汽车,无发动机噪声,路噪显得尤为突出。轮胎直接或间接地成为激振源,振动通过悬架和车架传至车身,引起路噪。文献[1] 运用分层级传递路径和优化悬置刚度等方式,路噪降低效果明显。文献 [2] 通过优化后纵臂衬套隔振及抑制车身板件振幅,有效降低车内路噪。文献[3] 运用 LMS 设备,依据 TPA 分析方法对轮胎、悬架及车身进行测试并进行方案验证。文献 [4] 通过对汽车车身及其板金件的动态结构特性进行频谱分析,得出车身结构是主要振动源。文献 [5] 运用声源强度和声学传递函数的乘积求和利用互异法得到车身件对车内空腔辐射噪声的贡献量。

该文以某主机厂自主品牌的纯电动汽车为研究对象,分析了车身,悬架等对路噪的影响。(1)针对低频路噪问题,对车身系统进行原因分析。首先进行路噪 TPA 分析,得到底盘与车身连接点的载荷与路噪各条传递路径的贡献量。

(2)对贡献量大的硬点进行 NTF、动刚度分析,同时也分析车身整体模态与局部模态。

(3)将路噪 TPA 识别的底盘硬点载荷,输入 CAE模型进行强迫响应分析,引起低频路噪问题的要因。

1  路噪产生的背景描述

主观路噪问题描述:在粗糙路面匀速 40~60kph工况下,具有强烈的压耳膜的’嗡嗡‚声;客观路噪数据显示:在低频范围(30~60Hz)声压大,超过50dB,且存在较多的峰值,主要的问题点为 30Hz、38Hz、60Hz,路试工况为粗糙路面,时速 55kph,具体声压数据与频率关系如图 1 所示。

图1  低压路噪问题点

2  路噪产生的原因分析及分类

2.1  路噪产生原因

根据结构的传递路径,对其原因进行系统分析,分析方式如鱼骨图 2 所示。由图 2 可知,引起低频噪声的原因有 4 个,分别为车门及开闭件、车身、轮胎及悬架系统。由图 1 可知,电动车路噪问题主要集中在 30 ~ 60Hz,因此可以判断其为结构噪声。

2.2  路噪分类

传统 的 汽 车 路 噪 一 般 分 为 直 接 路 噪 和 间 接 路噪。直接路噪一般由轮胎直接发射出来,且频率大于200Hz。间接路噪又称结构噪声,轮胎直接或简介成为激振源,一般频率小于 200H。具体情况如下:

3  内饰车身系统降噪措施

针对低频路噪问题,对车身系统进行原因分析如图 3 所示,首先进行路噪 TPA 分析,得到底盘与车身连接点的载荷与路噪各条传递路径的贡献量,再对贡献量大的硬点进行 NTF、动刚度分析,同时也分析车身整体模态与局部模态;将路噪 TPA 识别的底盘硬点载荷,输入 CAE 模型进行强迫响应分析,得引起出低频路噪问题的要因。

图2  低频路噪问题根本原因描述

图3 车身系统低频路噪问题要因汇总

4  车身更新方案验证

通过 TPA 分析得到路噪载荷,根据载荷对车身进行强迫响应分析。发现 30Hz 位置处的前围板合件应力比较弱,通过前围板合件与减振支座连接,加强前围板合件,路噪下降 1.5dB,对噪声做了有效抑制。如图 4c 所示,局部路噪声压在 30Hz 附近声压下降 1.5dB。对整车进行粗糙路 55kph 工况下路噪试验,关键峰值 30Hz,37Hz 附近声压下降超 8dB,总声压级下降 1.61dB,具体如图 5 所示。

a 某款电动前车体声压发生位置           b 电动车前轮罩

c 前围板声压降低位置

图4  前围板合件更改位置及降噪水平

图5  粗糙路 55kph 路噪数据对比

5  结语

根据主客观评价需提升低频路噪水平,使其达到目标线以内‚是我们追求的目标。对该文通过对车身系统进行路噪 TPA 分析,得到底盘与车身连接点的载荷与路噪各条传递路径的贡献量,然后对贡献量大的硬点进行 NTF、动刚度分析,同时也分析车身整体模态与局部模态;将路噪 TPA 识别的底盘硬点载荷,输入 CAE 模型进行强迫响应分析,得到引起低频路噪问题的要因为前围板搭接位置零件引起,通过前围与减振支座连接,加强前围板合件,路噪下降1.5dB,噪声做了有效抑制。电动车在粗糙路 55kph工况下行驶,在关键峰值 30Hz,37Hz 附近声压下降超 8dB,总声压级下降 1.61dB。最终具有强烈的压耳膜的’嗡嗡‚声音得以缓解。

参考文献

[1] 张 学 丘 , 呼 华 斌 , 陈 赞 , 等 . 电 驱 刚 体 模 态 对某电 动 车 路 噪 的 影 响 分 析 [J]. 噪 声 与 振 动 控制,2021,41(5):197-202.

[2] 赵伟丰 , 王文彬 , 周浩东 . 车内低频路噪问题的分析与控制 [J]. 噪声与振动控制 ,2019,39(3):142-146.

[3] 刘伟 , 韩腾飞 , 杨少鹏 , 等 . 某型电动汽车路噪性能优化 [J]. 汽车工程师 ,2016(11):46-49,51.

[4] 车 勇 , 刘 浩 , 夏 祖 国 , 等 . 纯 电 动 汽 车 车 内 结 构路噪 识 别 [J]. 噪 声 与 振 动 控 制 ,2014,34(5):74-77,144.

[5] 刘东明 , 方健 , 赵敬义 , 等 . 车身板件对车内噪声的贡献量分析 [J]. 噪声与振动控制 ,2011,31(2):48-51.

[6] 刘伟 , 韩腾飞 , 杨少鹏 , 等 . 某型电动汽车路噪性能优化 [J]. 汽车工程师 ,2016(11):46-49,51.


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来源:CAE之家
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首次发布时间:2025-02-25
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