某 SUV 车型轰鸣音的解决方案及实例
摘 要：通过主观评价及结合整车噪音测试，以及零部件模态测试，确认车内噪音问题根源为发动机悬置支架共振引起。对支架约束模态仿真值与实际约束模态实测值差异进行分析，优化约束模态仿真分析方法，并对优化后的支架进行验证，解决了发动机悬置支架共振问题。发动机悬置系统对整车 NVH 性能至关重要，尤其是其系统模态影响较大，因此，在悬置系统设计中，更侧重于系统模态优化，忽视悬置支架模态设计，常造成支架共振问题。本文主要是对某 SUV 车型的轰鸣音分析，确认为发动机悬置支架共振引起，对其约束模态仿真值与实测值差异进行分析，优化约束模态仿真分析方法，并验证确认优化方案有效。某 SUV 车型在 3-WOT 工况中，3600rpm-5000rpm 存在较大轰鸣音，同时原地怠速踩油门也存在，推断可能为动力总成周边连接件结构共振引起。通过以下分析方法最终确认为发动机右侧悬置支架结构弱刚度低，在 151Hz 时共振引起（一般支架一阶模态在 500Hz 以上[1]。（1）车内噪音测试（如图 1）及悬置系统隔振率测试，判断可能因素由右悬置导致；（2）对右主、被动侧悬置支架约束模态频率测试（如图2），确认约束模态频率 151Hz 与车内噪音对应关系；（3）支架配重确认（如图 1），配重验证确认原因。在分析悬置支架时，通常固定悬置支架发动机侧三个安装孔的 6 方向自由度，在悬置支架与橡胶悬置的连接中心部分施加载荷，仿真分析约束模态及动刚度如下图所示。实际约束模态结果仅 151Hz，与仿真分析值 1211Hz 以上，相差较大。约束模态实际值与仿真值差异分析：两者主要差别在约束方式，1、实际约束模态，固定悬置支架固定点实际上为发动机悬臂支架。2、仿真约束模态，固定悬置支架采用 6 自由度全约束，与实际约束情况不符，导致两者差异较大。悬置支架共振一般优化措施有三种：（1）在支架幅值最大位置处，增加动力吸振器[2]，降低激励；（2）在支架幅值最大处增加质量块，降低支架模态及激励；（3）优化支架结构，提高支架模态。本文受制于布置空间、成本因素影响，需采用方案（3）。如第二节所述，仿真分析方法中，约束方式不合理，因此，需要合理设置悬置支架的约束方式，考虑其安装方式，在设计阶段进行规避。本文结合实际情况从以下 2 个方面对约束模态仿真分析方法进行改进：（1）仿真分析边界需考虑在内，即从缸体-悬置支架之间的过渡连接支架均应考虑在内。（2）发动机刚体上的固定点与支架间采用 CBUSH 连接方式，不采用 SPC 固定方式。通过采用优化后的仿真分析方法及零部件结构优化，对过渡连接支架结构多轮次进行优化，仿真值（如图 5）及实测值（如图 6）接近，达到 399Hz，可以一定程度规避共振问题。验证确认：对优化后的支架（如图 7 所示）进行测试验证，共振峰值从 91 dB(A)降低至 65 dB(A)（如图 8 所示）,解决了车内轰鸣音问题。本文通过对车内噪音测试-悬置隔振率测试-支架模态测试-配重验证，排查出是悬置支架共振引起的轰鸣；同时优化了悬置支架约束模态仿真分析方法，仿真分析边界需考虑在内及采用 CBUSH 方法，提高仿真分析准确性；最终实车确认优化有效。上述轰鸣原因排查方法以及仿真模态分析方法同样适用于其他发动机刚体上其他支架，为其他支架提供参考。作者单位：（安徽江淮汽车集团股份有限公司商务车公司，安徽 合肥 230601） 著作权归作者所有，欢迎分享，未经许可，不得转载
首次发布时间：2023-07-03
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