汽车NVH(振动噪音乘坐舒适性)学习(日文版翻译)-4

驱动反力
ROLL 振动
跳振 上下弯曲
驱动系扭转 1 次 悬架前后 动力总成刚体 车体跳振 车体弯曲
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加减速振动 发动机悬架, 发动机特性
概要 从加减速时的冲击来讨论支架的特性（通常的橡胶）以及发动机的输出特性。
悬架特性
图 a 表示加减速时作用于前悬架的振动输入。（相 当 于 ２ nd2000rpm ～ 的 全 开 加 速 行 驶 发 动 机 扭 矩 10kgmYF） 1) 线性弹簧常数的倾向 ・如果弹簧常数变大，振动输入增加。（虽然弹簧 常数低最好，但是衰减性恶化） ・因冲击输入，峰值是平均值的 2 倍。 ・线性弹簧输入最小。 2) 2 折弹簧常数比
dB-c
3. 车内音 图 b 表示约３７００ｒｐｍ高速空转的前座声的分析结果（ＹＢ４Ｇ３图２C 不嗡嗡平音衡发生1时根的传车动内音轴分）析。（03.6590次rp（m r约acing） 30Hz）跳动的声音大体同水平的大小下发生，听到的不是嗡嗡声而是隆隆声，间隔３０～５０Hz 有 2 个以 上的相同程度的声音的情况下发出隆隆声，５０～Hz 的情况下发出 GO 声（如果低频间隔 2 个以上的声音 合成的话，与发出 BITE 声同原理。）。
・提高驱动轴的扭转刚性(提高 fn，改善衰 减力)
・降低驱动系的低弹簧、松动（离合器片、 驱动轴等）（降低松动引起的冲击力）
动力总成 ROLL 振动 座椅升降器前后振动
2）动力总成 ・提高动力总成的侧倾衰减、流体悬架等 （缓和发动机扭矩反力的冲击）
驱动系扭振是主体振动
３）悬架 ・提高前后衰减（缓和前后冲击）
变速箱
轮胎
车轮
驱动轴
图 a 驱动系扭转系
扭转 1 次振动
主
轴
扭 矩
离合器片打滑
离合器片结合
减低方法
图 b 离合器抖动时的主轴扭矩
通过增大压盘的推动力，防止滑动。 通过变更离合器的摩擦特性，防止振动发散。 通过增大发动机悬架的弹簧、减弱特性，变更共振点或者降低水平。
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沟槽振动
现象
FF M/T 车，发进时、变速时、加减速时、发动机急速变化时车体前后大幅度振动的现象。
系扭转系（离合器、驱动轴、惯量、
齿轮比）等综合性对策。
发动机的不规则燃烧诱 降低发动机不规则燃烧造成的扭矩 稳定行 发驱动系 1 节振动，发生 变动是最有效的办法。 驶颤动 车体的微小的前后振动。
加速、减 速时的 嗡嗡声
发动机的扭矩变动或传 动轴万向节的折角引起 的扭矩变动诱发驱动系 扭转 3 节振动，发出车内 嗡嗡声。
发生机理（横置 FF 车 M/T 车）
发动机的过渡扭矩传达给驱动系，因 T/M、差速器而增大，经由悬架传达给车体。其反力作用于动力总 成的摆动方向，在发动机悬架上作为冲击输入传达给车体产生振动。
图 a 表示加速冲击发生时的系列波形。如果发动机 的扭矩因急加速等急剧作用的话，诱发各振动系的 共振，该振动系的 1 次衰减。在图 a 上，驱动轴的 扭矩诱发驱动扭矩和驱动系扭转 1 次振动，该驱动 系的扭振成为根本。承受反力的动力装置，在刚体 系的振动特别是侧摆振动把驱动力传达给车体的 悬架，出现车体的前后振动，车体的上下振动出现 车体的平衡、弯曲振动，车体的前后振动出现驱动 系的扭转 1 次、悬架前后振动分别出现。
发生机理
急剧的发动机扭矩的变动传递给曲轴时，诱发驱动系扭转系的振动，通过悬架传递给车体。同时，驱动系 扭转系的反力作用于动力总成，产生动力总成的侧倾装置的振动。因此，受这些振动的影响，车辆伴随前 后振动加速。
图 a 表示从２nd 2000rpm 滑行到全开加速时的 驱动轴、动力总成、车体的振动。 通过发动机的扭矩，我们明白了驱动轴中驱动系 的扭振 1 次、动力总成的振动变成以侧倾装置振 动为主体的振动。
C3 的发生机理 通过 4 缸车的往复惯性力 F 的主要成分 C１（Acosωωt）图 b 所示力起作用，虽然使曲轴变形，但其变形 与 fx、fy 成比例，由于不同的方向性，曲轴系的坐标系中，δx＝ax(1+cos2ωt)/2、 δy＝－aysin2ωt 将它变换成静止系的话， Dx＝{(3ax+ay)cosωt+(ax-ay)cos(3ωt)}/4 Dy＝{(ay-ax)sinωt+(ax-ay)sin(3ωt)}/4 而且，变形角度是 θx＝-αysin2ωt/2、 θy＝αx(1+cos2ωt)/2 x、y 轴周边的回转力矩是 gx＝1ωθ＝-1ω2axsin2ωt、gy＝-1ω2aycos2ωt 将它变换成静止系的话， Gx＝-1ω2{(αx+αy)sinωt+(αx-αy)cos(3ωt)} Gy＝-1ω2{(αx-αy)cosωt+(αx-αy)sin(3ωt)}
1） 自励振动引起的颤振 离合器片的端面材料的摩擦系数相对滑动速度增加，在减少的情况下的摩擦面上引起粘滑现象，由此
引起传动扭矩的变动，诱发驱动系的扭转变动，造成车辆的前后振动。 2） 强制振动引起的颤振
由于离合器片的平行度不良，罩爪的不齐等，出现摩擦面的单面阻碍，发动机、离合器片每次转动传 达扭矩变动，诱发驱动系的振动。 ３） 强制自励振动引起的颤振
在拥有拉索式，连杆式离合器的车辆上离合器接合时，变速器和车体发生相对变位，经由分离系，压 盘的推动力变动，诱发驱动系扭振。
由于离合器打滑，被曲柄轴到飞轮和轮胎的系统分离，后 者的振动发生，接合后的驱动系的扭振发生。而且，承受 其半力的动力总成的 ROLL 共振助长振动的发生。
发动机
曲柄轴 飞轮
离合器
扭 矩
撞。
特性、滞后扭矩）变
适当化。减小齿 动
轮啮合间隙等。
4 缸车的发动机 C2 扭矩变动
发动机转速 rpm
传动轴 1节
传动轴的扭转 1 节共振
500～1000 Hz
差速器 声
齿轮的啮合起振力诱发 传动轴的扭转振动，受驱
由于传动轴的振动，1、２节成为问题。缘于差速器的 动系、悬架等的弯曲振动
小齿轮的齿数的频率依赖于车速，发生车速在 40～50、 特性、车体的振动音响特
加上这些振动和车体的振动特性，变成车体的前 后振动。
这时的振动因为不受车体前后方向的约束（车体 前后共振频率０Hz），低频驱动系的 1 节振动成 为主体，前后摇动车体。
减低方法
从 2nd 2000rpm 开始全开加速 驱动轴扭矩
扭
矩
驱动系扭转 1 次振动
汽缸盖罩前后 G
如果除开控制作为起振源的发动机的扭矩的 话，有以下减低方法。 1）驱动系扭转系
发动机 差速器
轮胎
发动机扭矩
扭矩反力
离合器
变速箱
驱动系扭转系 1 次振动模式
曲柄轴 飞轮
轮胎
驱动轴 车轮
动力总成和驱动系扭转系
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加减速振动
现象
加速或减速时，急剧的发动机扭矩在悬架前后方向变成驱动力，从传动系传达给车体。而且，其反力作 用于动力总成，由发动机悬架传达给车体，发出伴随咚或者 DONSUN 等声音的冲击性振动。
悬架前后振动 ・与悬架的前后刚性、减幅相关，扩大液封衬套作用的悬架衰减特性。
动力总成
・ 与发动机支架的效果、弹簧定数、衰减特性相关，弹簧定数的线形或者衰减特性的增大。
车体的振动
・虽然与车体的弯曲振动相关联，但难控制。
振动的传递通路
悬架
驱动系扭转系
扭矩
驱动扭矩 驱动系扭转 1 次
悬架的前后振动 动力总成
图 a 颤振
驱动系扭转系的 1 次振动是以驱动轴的扭转惯性和曲 轴、飞轮、变速器齿轮为惯量的振动系。因此，由于 惯量是齿轮比的平方，变大；驱动轴扭转刚性是平方 分之一，变小。齿轮比变大（４～３～２～１速），fn 降低。
概略 １速：２～３Hz 2 速：３～４Hz ３速：４ ～６Hz
４速：６～８Hz 左右
・如果 1 节和 2 节弹簧常数比增加，振动输入 增加。 3) 2 折点位置 ・ 折点位置接近平均值时，振动输入最大。
扭转
目标
１节
1速要是扭转系的等价刚性 3 速
中最低的驱动轴的刚性（离 4～5 Hz
合器的刚性低时，双方的直 4 速
排弹簧）和 F/W 的惯量引起。 5～7 Hz
根据 T/M 齿轮
比 FF、FR 车
扭转
变化
3节
作为离合器、驱动轴的并列 弹簧和 T/M 齿轮、传动轴惯 量的振动
80～100km/h 附近。与车速无关而发生振动是因为差速 性等影响，变成车内声。
器的起振力大。
变更传动轴的扭振特性（传动轴径、 加橡胶传动轴、分段传动轴、异径 传动轴等），变更悬架的弯曲振动特 性，减低齿轮的啮合强制力。
扭转 1 节 （F/W 无）
10Hz 附近
离合器 颤振
发进时，在离合器分离的 虽与离合器片的摩擦系数相关，但 过程中，发生打滑，引起 也影响发动机悬架、悬架的刚性， 没有 F/W 惯量一样的扭转 离合器的控制连杆等。 1 节振动，变成前后振动。
驱动系弯曲 动力总成 底盘架 车体
支撑
弯曲
F＝－ｍｒω２（c o s ωt+∑C2ncos2nωt）
m:往复质量、r:曲轴半径、ω：曲轴角速度
2. 传动系・放射系
音
如图 a 所示，有是ＦＲ、４ＷＤ特有的动力总成、传动
压
轴的振动的驱动系的弯曲共振 3 节、4 节、和底盘架的弯
水 平
曲共振。而且，车体系统中有车室内的气中共鸣 12 次等。
发动机声 隆隆声
现象
搭载 4 缸发动机的ＦＲ车、4ＷＤ车，在全开加速情况下加速或稳定行驶的中高转速区域发出的隆隆声。
发生机理
1. 起振力
基本上是 4 缸发动机的往复惯性驱动系弯曲力的不均
衡造成的。下列公式的曲轴转动次数的１次（C1）、２n 次（C２n）以及爆发引起的 n/2 次（Cｎ/2）（n：整数）， 曲轴转动次数的 3 次（C３成分）是由于曲柄的弯曲振 动引起的（后述）。