某商务车型加速车内共振带优化

张静

摘要：介绍了一种车内共振带优化的方法，即通过NVH测试查找共振带的频率，并识别出引起共振带频率相关部件的一种方法。本文通过测试某商务车辆加速车内共振带问题，对各系统进行振动、模态测试，分析后发现车内共振带由悬置支架模态引起，悬置支架模态提升后，主观评价车内声品质提高，客观数据测试共振带基本消除，为解决加速车内共振带问题提供了直观依据。

关键词：共振带；NVH测试；加速；模态

1 引言

随着中国社会经济和汽车工业的快速发展，汽车的使用越来越普遍，顾客对汽车的各种性能要求也越来越高，尤其是汽车的NVH性能。汽车的NVH（Noise、Vibration、Harshness，简称NVH）性能逐渐变得重要，它已经成为提升汽车品质最核心的技术，NVH性能好的车辆渐渐受到消费者的青睐。

车内加速共振带一直是车内噪声较难解决的问题之一，根据频率范围，一般发生在中高频，低频率也可能发生，引起该问题可能原因主要有五个方面：1）悬置系统隔振性能不足、支架共振等；2）传动系统驱动轴、中间支撑等共振等；3）悬架系统副车架、摆臂、连杆等共振；4）车身局部刚度不足共振；5）发动机附件共振。

针对车内加速共振带发生的频率范围，整车上如果有部件的模态频率接近共振带频率范围，可能导致共振带发生，通过验证后可以证明。本文针对车内发生的共振带范围，对可能导致该问题的各系统部件进行NVH测试、模态测试，分析后发现该共振带由后悬置支架共振引起。通过加强后悬置主动支架，提高后悬置整体模态后，主观评价车内声品质明显提高，客观测试车内共振带消除。关于某一频率范围的共振带问题，研究如何整改并消除，能够提高NVH性能，同时为其他商务车型提供一种参考方法。

2 问题描述

某商务车型在开发过程前期，在实车状态下，对该车进行主观评价，车内除了发动机的阶次声，还混杂其它异音，总体感受加速车内噪声大，声品质较差。同款的该车型，评价后，同样存在加速车内声品质较差的情况，下线车辆也存在该问题。对某商务车整车摸底测试，通过数据分析发现车内220-280Hz范围存在明显共振带，共振带含有发动机主阶次4阶、6阶，同时还有4.5阶、5阶，可能是发动机的主阶次导致了该频率段共振带的恶化，共振带发生转速范围在2300rpm到4000rpm，在90km/h后车内噪声较大。车内明显共振带发生在某一范围，而不是单一频率，属于部件共振导致，频率在中高频范围，初步怀疑是悬置某个支架共振引起，需要通过一系列的测试分析后才能确定。

3、解决方案

3.1 悬置系统测试分析

通过对悬置系统测试，该商务车车辆为三点悬置，悬置为设计状态且装配姿态正确，对悬置的主被动端振动进行测试。数据分析左右悬置支架无该共振带，但发现后悬置支架主动端、被动端Z向存在220-280Hz共振带，与车内共振带范围对应，需要进一步验证该支架和支撑该支架横梁。

3.2 悬置系统配重测试分析

这辆商务车车辆后悬置与变速箱支撑梁连接在一起，配重选在变速箱支撑梁上，配重质量为10kg左右。配重后发现后悬置被动端该范围共振带消失，车内对应范围频率共振带基本消失，主观评价声品质明显提高。可以确定变速箱支撑梁或后悬置主动支架存在220-280Hz范围模态，需要对这两个部件进行模态测试分析。

3.3 后悬置系统模态分析

模态分析是分析“源-路径-接受者”模型中的路径，获得结构的动态特性。FRF函数测试结果如下：1）模态测试：变速箱支撑梁模态为126Hz，方向为整车X向，不在共振带220-280Hz范围，与其没有关系；2）FRF函数测试：后悬置主动端支架左存在272Hz、412Hz的固有频率，272Hz在车内共振带220-280Hz范围；配重后再次进行FRF测试，该支架固有频率峰值偏移，即272Hz峰值移频到302Hz。由此可以判定后悬置主动支架模态是导致车内共振带220-280Hz的主要因素。

3.4 后悬置支架加强方案验证

后悬置主动支架272Hz模态引起车内共振带，为解决问题，需对该支架加强，CAE共提供6种方案，在考虑成本和方案可行性情况下，只有下面方案最优，方案为在主动支架边缘焊接同样厚度的钣金。CAE分析后模态由272Hz提高到404Hz，制作样件验证效果。

后悬置主动支架加强后，厂家制作了样件，在整车上换装并保证装配良好。加强后，数据分析可得：1）车内220-280Hz共振帶明显消除；2）主观评价声品质明显提高，共振带问题得以解决。

4 小结

（1）通过一系列试验测试和模态分析，证明了车内220-280Hz共振带是由后悬置主动支架模态频率激发；

（2）为解决共振带问题，提出优化方案，解决了某商务车型共振带问题，对解决其他车型由于共振所导致车内共振带问题具有参考意义。

参考文献：

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[2] 靳晓雄，张立军，江浩.汽车振动分析[M].上海：同济大学出版社，1997

[3] 沃德.海伦等着. 白化同，郭继忠译. 模态分析原理与试验[M]. 北京：北京理工大学，2001