(4) 空氣聲:車內(nèi)空氣聲是由于隔聲吸聲措施不當(dāng)從而使得動力傳動系統(tǒng)噪聲、輪胎噪聲、進(jìn)排氣噪聲大量透射到車內(nèi)所致。頻率上一般處于較高且很寬的頻帶,它并不主要取決與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)動力特性,控制方法主要是從控制各聲源入手結(jié)合采用各種隔聲、吸聲材料降噪。其測試分析除常規(guī)方法外還有:用于聲援識別的聲強(qiáng)法,用于分析預(yù)測的統(tǒng)計(jì)能量法等等。
(5) 動力傳動系振動噪聲:處于低中頻段的動力傳動系統(tǒng)振動是引起發(fā)動機(jī)及傳動系零部件破壞的直接原因,同時(shí)它還是車內(nèi)低頻噪聲的主要振源。它產(chǎn)生的原因是由于各階旋轉(zhuǎn)不平衡燃燒激勵。另外動力傳動系還是整車最主要的噪聲源,典型的有驅(qū)動橋和變速箱的齒輪噪聲(WHINE),伴隨工況變化而產(chǎn)生的瞬態(tài)噪聲(CLONK/CLUNK)等等。與其它噪聲相比由于傳動系噪聲產(chǎn)生工況的特殊性,表現(xiàn)在其頻率結(jié)構(gòu)上大多具有有調(diào)特性(相對較為單一的頻率分布)。目前,如何從設(shè)計(jì)、加工制造工藝和改善嚙合條件有效減小齒輪噪聲已成為傳動系噪聲控制的最重要內(nèi)容。
作為整車開發(fā),對于以上車內(nèi)振動噪聲所最為關(guān)心的是低頻振動和噪聲。因?yàn)閺钠洚a(chǎn)生的機(jī)理和原因可以看出;它與整車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和各系統(tǒng)結(jié)構(gòu)動力特性匹配有直接關(guān)系,它是在從零部件向整車的整合過程中帶來的問題,在開發(fā)的早期解決掉這些問題,將減少開發(fā)的時(shí)間并大大節(jié)約改進(jìn)的成本。
2. 車外NVH噪聲的控制
目前,為了在開發(fā)的早期能夠從整體上保證不出現(xiàn)改變原設(shè)計(jì)方案的顛覆性振動噪聲問題,設(shè)計(jì)上重點(diǎn)是對于傳遞路徑的控制,并且已經(jīng)提出了各種結(jié)構(gòu)動力匹配方法和指標(biāo)作為系統(tǒng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。
(1) 模態(tài)(結(jié)構(gòu)動力特性)匹配對于整車開發(fā)模態(tài)匹配的目的是為了避免耦合系統(tǒng)、子系統(tǒng)和部件之間以及與主要激勵源發(fā)生共振。根據(jù)對大量車輛的試驗(yàn)結(jié)果表明:整車模態(tài)匹配的重點(diǎn)在10~80Hz的頻率范圍內(nèi)(此頻帶基本包括了路面激勵和發(fā)動機(jī)怠速范圍),因?yàn)樵诖祟l帶內(nèi)集中存在了發(fā)動機(jī)剛體模態(tài)、懸架模態(tài)、車身總體模態(tài)、主要操縱結(jié)構(gòu)的共振和一些平面的局部共振。
匹配得原則是:從設(shè)計(jì)上保證上述模態(tài)不與發(fā)動機(jī)怠速(包括冷態(tài)怠速和熱怠速以及可能的怠速提升)激勵主階次和車輪一階不平衡激勵頻率重疊。目前不同級別的平臺與發(fā)動機(jī)的配置已具有相對固定的規(guī)律,針對可能的發(fā)動機(jī)配置,可以準(zhǔn)確的取得相應(yīng)平臺其激勵頻率可能的頻帶,兼顧結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的可行性和成本以及各部件的不同性能要求,從而在開發(fā)的早期就可以對各大總成(比如:車身總體模態(tài)、懸架系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向軸系統(tǒng)等)的固有頻率取值范圍進(jìn)行匹配規(guī)劃。
(2) 動力傳動系統(tǒng)模態(tài)及旋轉(zhuǎn)附件系統(tǒng)共振頻率設(shè)計(jì)目標(biāo):動力傳動系統(tǒng)的一階彎曲模態(tài)頻率高于發(fā)動機(jī)最高旋轉(zhuǎn)頻率;旋轉(zhuǎn)附件安裝系統(tǒng)的共振頻率應(yīng)高于其旋轉(zhuǎn)激勵主階次頻率。傳動系統(tǒng)模態(tài)頻率目標(biāo)的提出有效地保證了在汽車發(fā)動機(jī)的整個(gè)工作工況下動力傳動系統(tǒng)不產(chǎn)生彎曲共振,對于抑制傳動系噪聲尤其是提高動力傳動系零部件的疲勞耐久性有重要意義。
例3:以一輛后驅(qū)動商用汽車傳動系統(tǒng)非線性異常振動和噪聲為例。傳動系振動的控制途徑主要有系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)動力學(xué)特性和激勵兩個(gè)方面:對于彎曲振動,在滿足傳動系部件旋轉(zhuǎn)失衡量限值的前提下,應(yīng)該從設(shè)計(jì)上保證使動力傳動系的第一階彈性模態(tài)頻率高于最高旋轉(zhuǎn)基頻。這是從根本上解決動力傳動系統(tǒng)彎曲振動的最好方法,而且應(yīng)該成為動力傳動系統(tǒng)開發(fā)的重要設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。
對于扭轉(zhuǎn)振動,設(shè)計(jì)上應(yīng)盡量減小傳動軸工作角,并通過扭轉(zhuǎn)減振器和振動調(diào)諧裝置進(jìn)行減振。目前用于振動試驗(yàn)和分析的手段越來越多,但絕大多數(shù)都只適應(yīng)于線性或具有弱非線性因素的問題。對于類似于這樣的強(qiáng)非線性問題其功能和應(yīng)用受到很大局限或根本不適用。因此我們將非線性振動的基本理論與工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合,通過常規(guī)的試驗(yàn)手段不僅對非線性振動原因進(jìn)行了分析,而且提出了改進(jìn)方案使問題得到圓滿解決。無疑,這對于非線性振動理論的應(yīng)用和工程中的非線性問題的解決是有益的嘗試,尤其是對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)和復(fù)雜振動系統(tǒng)。
上述指標(biāo)基本覆蓋了在路面不平度輸入和發(fā)動機(jī)及各種旋轉(zhuǎn)激勵下汽車主要振動和低頻噪聲的頻率范圍。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)動力特性的合理匹配從整體上避免了系統(tǒng)性的振動噪聲問題的產(chǎn)生,而對于大的局部振動和結(jié)構(gòu)噪聲主要采用阻尼減振降噪技術(shù)。在整車結(jié)構(gòu)中主要采用得減振措施有:適合于平面振動的阻尼材料;適合于各種旋轉(zhuǎn)軸類的扭振減振器以及針對其它線振動的質(zhì)量減振器,根據(jù)其工作原理它們都可以統(tǒng)歸為動力減振器。