某牵引车轰鸣声优化研究.pdf

QICHEYANJIU汽车研究HEAVY TRUCK重型汽车9某牵引车轰鸣声优化研究某牵引车轰鸣声优化研究噪声对 1000 1100r/min 转速范围内噪声对 1000 1100r/min 转速范围内轰鸣声贡献大。发动机 4.5 阶次噪声对轰鸣声贡献大。发动机 4.5 阶次噪声对1400 1500r/min 转速范围内轰鸣声1400 1500r/min 转速范围内轰鸣声贡献大。图 1 12 挡加速主驾耳旁噪声图 2 12 挡加速主驾耳旁噪声阶次切片2 故障分析2.1 驾驶室悬置点振动分析结合摸底数据，对来自动力总成的振动分析用以判断结构噪声是否占主导。图 3 驾驶室悬置安装点振动轰鸣问题车驾驶室悬置安装点 6 阶次振动如图 3 所示（上图为左前悬置，下图为左后悬置）。由图可知，驾驶室6 阶次振动在轰鸣问题转速范围内控制良好。图 4 12 挡加速座椅导轨振动座椅导轨 Y、Z 向 12 挡加速振动如图 4 所示，振动在 105Hz 附近无明显异常。故动力总成振动激励传递至驾驶室的振动正常，非引发轰鸣声主因。2.2 传递函数分析通过路试确认前顶盖附近 105Hz左右噪声明显大于其他位置，因此确认驾驶室前顶盖在加速过程产生了结构响应。为验证该问题，利用中低频体积声源在车外进行激励，并在顶盖前围板处、主驾耳旁及副驾耳旁布置传声器。体积声源发出白噪声作为激励信号，结合顶盖前围、主驾耳旁及副驾耳旁噪声求得传递函数，如图 5 所示。由图 5 可知，体积声源激励下驾驶室顶盖前围及耳旁噪声在 105Hz 附近有明显响应。图 5 车外体积声源激励车内声传函利用力锤激励驾驶室悬置安装点，各关键位置 NTF 函数未发现有明显的引言引言随着物流行业竞争加剧，用户对时随着物流行业竞争加剧，用户对时效性要求更加严苛，大排量动力需求日效性要求更加严苛，大排量动力需求日益旺盛。动力系统更大的扭矩输出对整车内、外的噪声带来了更严峻的挑战。尽管牵引车对来自发动机的振动有两级隔振，但更大的排量带来更大的振动激励，使结构噪声成为导致轰鸣声的主要因素。为适应整车整备质量及燃油消耗限值加严，后处理系统设计往往更关注经济性，而一定程度上忽视了消声能力，导致排气噪声偏大。排气噪声通过空气路径传递至驾驶室内，也会引发驾驶室内的轰鸣声。1 问题摸底对某牵引车主观评价确认存在如下故障：原地升速或加速行驶工况发动机转速在 1000 1100r/min 范围时存在严重轰鸣声。为分析该故障原因，在座椅导轨、驾驶室左侧悬置被动端、驾驶室左侧悬置主动端共布置 5 个三向加速度传感器，在主、副驾耳旁、驾驶室外部后围共布置 3 个麦克风。为充分覆盖发动机的常用转速范围，选取 12 挡进行匀加速试验。12 挡匀加速主驾耳旁噪声彩图如图 1 所示。主驾耳旁噪声总值、3 阶、4.5 阶及 6阶噪声如图 2 所示。由图 1、图 2 可知，轰鸣声频率范围集中在 100 110Hz。发动机 6 阶次文文/潘 宁 蔡世成 赵燕燕 钟明鹏（中国重汽集团汽车研究总院）潘 宁 蔡世成 赵燕燕 钟明鹏（中国重汽集团汽车研究总院）【摘 要摘 要】随着物流时效性加快，大马力牵引车需求日益增加，动力系统引发的振动噪声也随之加剧。本文基于试】随着物流时效性加快，大马力牵引车需求日益增加，动力系统引发的振动噪声也随之加剧。本文基于试验与仿真结合的方法对某牵引车在 1000 1100r/min 严重轰鸣声问题进行了研究分析。通过对结构噪声及辐射噪验与仿真结合的方法对某牵引车在 1000 1100r/min 严重轰鸣声问题进行了研究分析。通过对结构噪声及辐射噪声排查分析，排除了结构传递贡献，确认问题机理为排气系统辐射噪声耦合驾驶室前顶盖模态引发轰鸣声。该牵引声排查分析，排除了结构传递贡献，确认问题机理为排气系统辐射噪声耦合驾驶室前顶盖模态引发轰鸣声。该牵引车排气系统增加副消音器可消除该轰鸣声。该问题解决思路对此类轰鸣声故障排查有重要参考意义。车排气系统增加副消音器可消除该轰鸣声。该问题解决思路对此类轰鸣声故障排查有重要参考意义。【关键词关键词】NVH；轰鸣声；消音器；传递函数；模态NVH；轰鸣声；消音器；传递函数；模态重型汽车HEAVY TRUCK10峰值。因此，主驾耳旁在问题频率附近对车外辐射噪声的响应较大。结合驾驶室 TB 模态仿真结果（如图 6 所示），驾驶室前顶盖模态在105Hz 附近分布密集。当平板模态密度高时，极易对相应激励产生显著响应。图 6 驾驶室顶盖模态图 7 驾驶室声腔模态若结构模态耦合声腔模态会恶化问题表现，所以对该驾驶室的声腔模态进行了仿真，105Hz 附近的声腔模态如图7 所示。由图可知，该声腔模态在主、副驾耳旁为模态节点，对声激励响应小。因此，声腔模态对该问题贡献不大。综上所述，车外噪声激励与驾驶前顶盖模态耦合对该问题贡献大。2.3 辐射噪声分析结合动力总成声源特点，该问题频率成份并非由发动机辐射产生。故排查重点为进气系统及排气系统。本轮测试在空滤 30cm 处、进气口 10cm 处、排气口 50cm 处，主、副驾耳旁放置噪声测点。空滤近场及排气口处在 105Hz附近出现明显峰值。首先对进气系统进行验证。在空滤壳体及进气引流管壁粘贴阻尼片进行加速工况评价，多人主观评价加阻尼前后主驾耳旁噪声未发生明显改变。通过上述验证排除进气系统为主要噪声贡献，进而对排气噪声进行验证。排气口处 12 挡加速噪声彩图如图 8。图 8 12 挡加速排气口处噪声由图可知，排气系统在 105Hz 附近有明显峰值。因此，排气系统对该轰鸣声贡献较大。对长排气尾管（约1m）引出后效果进行简单验证,进一步确认排气系统的贡献量。延长排气尾管后，主驾耳旁噪声OA 值在 1000 1100r/min 平均降低约 3dBA，6 阶次噪声降低约 10dBA。因此，该轰鸣声问题主要由排气系统引发。见图 9。图 9 主驾耳旁噪声阶次切片结合传递函数分析结果，该轰鸣 声 的 问 题 机 理 为：排 气 系 统 在100 110Hz 附近消声效果不良，辐射噪声传递至驾驶室内与驾驶室前顶盖模态耦合，引发驾驶室内 105Hz 左右的轰鸣声。3 优化验证通过对问题机理分析可知，该问题应从优化驾驶室前顶盖结构及后处理系统消声能力着手。3.1 驾驶室前顶盖验证对驾驶室前顶盖粘贴阻尼片及增加配重等措施进行加速行驶验证，主观评价轰鸣声未有明显改善。优化前顶盖提升其模态频率可视为一提升点，但该车型匹配其他动力总成系统时后处理在115Hz 附近明显消声不足。若提升驾驶室前顶盖模态频率很可能在其它配置车型上出现轰鸣声问题，且模具更改费用高，故暂不采纳该方案。3.2 后处理系统优化验证后处理系统涉及动力性、经济性及排放等重要性能，内部结构调整涉及面广，经济成本高昂。故期望采用增加副消音器的方式来提升消声能力。通过仿真分析，增加副消音器的后处理系统在 100 110Hz 范围内传递损失提升15 20dB,组织样件进行实车对比验证，验证结果如图 10 所示。图 10 增加副消音器验证效果经验证增加副消音器后实车表现良好，整个加速过程声音变化平顺，无明显突兀轰鸣声。该方案改动较小，能以较小的成本解决该问题。4 结论本文基于牵引车的结构特点从源-路径-响应等方面研究了轰鸣声的重要贡献源。明确了该轰鸣问题的机理为排气系统噪声耦合驾驶室前顶盖模态引发驾驶室内轰鸣声。综合考虑各优化方案的限制因素，进行了相关措施验证，最终通过增加副消音器的方式消除了轰鸣声。该研究方法对于系统地分析异常振动与噪声有一定借鉴意义。参考文献：1 庞剑,谌刚,何华.汽车噪声与振动：理论与应用 M.北京:北京理工大学出版社,2006.2 赵骞,徐林玉,郝志勇.汽油机排气噪声及消声器实验研究 J.内燃机，2004（06）.3 刘宗成,颜伏伍,李进.某乘用车匀速行驶车内轰鸣声分析与控制J.重庆理工大学学报(自然科学),2018 年 11 期.4 郭骅,姜哲.内燃机排气噪声的分析研究 J.江苏工学院学报，1988(01).