某SUV车型轰鸣音的解决方案及实例

彭宜爱，刘双双

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。

关键词：发动机悬置支架;约束模态

中图分类号：U463.8  文献标识码：B  文章编号：1671-7988（2019）23-81-03

A Solution and an Example of the Sound of SUV

Peng Yiai， Liu Shuangshuang

（ Commercial Vehicle Company， Anhui Jianghuai Automobile Group Co.， Ltd.， Anhui Hefei 230601 ）

Abstract： Through subjective evaluation and combined with vehicle noise test and component modal test， it was confirmed that the root cause of vehicle noise was the resonance of engine mount bracket. By analyzing the difference between the constraint modal simulation value of the support and the actual constraint modal value， the method of constraint modal simulation analysis was optimized， and the optimized support was verified to solve the resonance problem of the engine mount support.

Keywords： Engine mount bracket; Constraint mode

CLC NO.： U463.8  Document Code： B  Article ID： 1671-7988（2019）23-81-03

前言

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。

1 轰鸣音分析确认

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;

图1  原状态车内噪音与配重后车内噪音对比

（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;

图2  右主动侧悬置支架FRF

（3）支架配重确认（如图1），配重验证确认原因。

2 约束模态仿真值与测试值差异对比

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。

图3  模態仿真结果

图4  动刚度仿真结果

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。

3 优化方案

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。

图5  约束模态仿真值（375Hz）

图6  实测模态仿真值（399Hz）

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。

图7  过渡连接支架实物

图8  车内噪音声压曲线

4 结论

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。

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] 刘建娅，李舜酩，姜建中，庄严，孙勃，路志尧.动力吸振器在动力总成振动控制中的应用[J].噪声与振动控制，2011.