轿车后排路噪问题分析与改进
摘要:为了解决匀速后排路噪超标问题,对底盘悬架车身接附点振动进行了调查,测试结果表明后减振器与车身接附点z向对应后排路噪峰值频率处振动偏大。为了有针对性地优化减振器阻尼力降低减振器上安装点对车身的振动激励,自主设计了后减振器工作速度测试方法。利用测试数据提取得到的减振器速度特性曲线,优化该工作速率段减振器阻尼力并进行了实车验证。结果表明:优化措施改善了该工况路噪水平,达到了目标要求。车辆的路噪[1]问题是指车辆在不平路面行驶过程中,由于轮胎与地面相互作用产生激励,通过车轮、悬架传递到车身引起车内钣金振动而产生的噪声。随着消费者对品质感的追求提升以及动力系统噪声的降低,路噪问题越来越成为汽车竞争力比拼的性能指标之一。准备好试验样车,确认室外天气晴朗,风速不大于5m/s,路面干燥。后排乘客人耳处布置麦克风,利用振动噪声测量系统及便携式电脑采集指定路面40km /h噪声如图1所示。对时域测试数据进行傅里叶变换,并进行A计权。得到如图2所示该样车后排乘客内耳频率声压级曲线。计算得到路噪总声压级略微超过商品定义设定的前期目标值,通过图示曲线可以看出,60~150Hz频段以及180~200Hz频段后排乘客内耳路噪声压级较大。机械系统的振动和噪声是由多个激励源通过不同的传递路径抵达目标位置后叠加而成的。为了更好地诊断和优化路噪,需要综合考虑各个激励和传递路径的情况,传递路径分析[2]就是一个行之有效的方法。通过建立“源—路径—接受者”的模型,可以计算不同路径对于接受者某一频段总值的贡献量,从而判断其中贡献量最大的路径。再定量识别出主要贡献量,就可以有效通过应用振动噪声控制手段降低响应声压总值。R(ω)/Si(ω)为施加于第i条传递路径接受者和源之间的传递函数;通过检查车身噪声传递函数后未发现明显问题,暂时排除传递路径的问题。后续对底盘后悬关键车身接附点布置加速度传感器以调查悬架对车身输入激励,布点如图3所示。在路噪测试相同工况下,对底盘关键激励输入点振动加速度进行测试,测试结果如图4所示。通过排查可以发现减振器的车身安装点在路噪对应频率段振动较大,初步怀疑是该频段车身输入激励的主要激励源。由振动理论可以判断减振器被动端振动较大,可能与减振器阻尼力偏大有关[3]。减振器阻尼特性是一个速度相关曲线,并且减振器阻尼力调校涉及整车操稳和平顺性能。为了不对其他性能造成太大影响,需针对减振器特定工作速率段降低其阻尼力。为得到减振器工作速率,设计了如图5所示位移测试装置,首先测试得到减振器工作位移曲线如图6所示。将位移曲线求导得到减振器工作速率如图7所示,可以看出减振器在该路况匀速40km /h的主要运行速率在0. 05m/s2附近,需要进一步优化该速率段的减振器阻尼力。根据测试得到的减振器工作速率可以判断,减振器工作速率段在减振器开阀点以前。为了降低对其他性能的影响,文中采取减小减振器复原行程低速段阻尼的方法[4],即增加节流阀片流通槽数量由8至12个如图8所示,以达到降低低速段阻尼力的目的。对优化后的减振器阻尼力进行测试,如图9所示,优化后复原行程低速段阻尼力较优化前有所降低,而其他速率段阻尼力几乎不变,从而将对其他性能的影响降到最低。将优化后的后减振器替换原后减振器,在同样路况、天气环境下进行实车路噪测试,路噪声压级频域对比曲线如图10所示。由声压级曲线可知,路噪主要频率段声压级相对优化前均有所降低,并且路噪总声压级降低0. 6dB,达到目标要求,证明方案切实有效。文中针对某款轿车后排噪声超标问题通过测试分析判断出路噪问题点可能是由于后减振器阻尼力大导致车身被动端激励大的原因。利用自行设计的减振器位移测试方法提取减振器工作速率段,并针对该速率段优化减振器对应阻尼,从而将对车辆其他性能的影响降到最低。最后进行了实车验证该方案成功降低了工况路噪声压级并达成目标要求。整车路噪是非常复杂的系统性问题,需要全局判断抓住主要贡献。减振器是车辆性能平衡的关键部件,通过减振器工况速率的测试有针对性地优化减振器参数避免其他性能的影响从而快速有效推进方案实施。作者单位：(广州汽车集团汽车工程研究院NVH部,广东广州511434)
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首次发布时间：2023-04-22
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