动力吸振器在解决某SUV车型车内轰鸣声中的应用
动力吸振器在某车型声学开发中的设计及应用
动力吸振器在某车型声学开发中的设计及应用刘 杰(赛科工业科技开发(武汉)有限公司上海分公司,上海 200233)摘要:论述动力吸振器设计开发原理,并从整车开发工程实践的角度出发,对传动轴的噪声-振动-平顺性(N V H )进行动力吸振器的设计㊂通过运用H e a d 软件中的模态测试模块来确定噪声出现的频率,针对实际噪声工况设计吸振器的参数,并利用仿真和实车道路测试相结合的方法对吸振器效果进行验证㊂经验证该吸振器的设计解决了N V H 问题,改善了整车的驾乘舒适性㊂该方法可推广应用到整车其他零件的减振开发设计中去,对整车声学开发有积极的指导意义㊂关键词:动力吸振器 声学开发 减振0 前言汽车的振动-噪声-平顺性(N V H )是衡量汽车品质的一项重要指标㊂随着用户对汽车的舒适性要求越来越高,各国对噪声污染的控制越来越严,因此N V H 性能决定了一部汽车在市场上的前景[1]㊂汽车上几乎每个系统和部件都会涉及振动问题,而动力吸振器作为消除噪声和振动的1个重要方法,已经在整车声学开发中进行了大量的运用,比如传动系统上的传动轴及卡丹轴㊁动力装置支承㊁方向盘㊁副车架㊁排气管及座椅靠背等㊂动力吸振器一般针对某个特定噪声频率,通过产生与主系统相位差180ʎ的振动,从而抵消主系统某个频率的振动㊂根据主系统产生噪声频率的不同,通过调节动力吸振器的质量㊁刚度㊁阻尼等抵消某个频率的振动,同时动力吸振器作用的频率范围覆盖十几H z 到几百H z㊂比如:针对座椅抖动,可在靠背上增加的动力吸振器,其作用频率只有十几H z ;方向盘上的动力吸振器,根据车辆怠速转速的不同作用范围,大致在二十多H z 到三十多H z ;动力总成支承和传动轴上的动力吸振器根据车辆加速行驶时发动机转速不同从几十H z 到几百H z㊂动力吸振器对车辆上抱怨零件特定频率的振动及噪声的衰减效果是非常明显的,并在整车声学开发上获得了广泛的运用㊂1 问题描述某自主开发的S U V 车型采用前轮驱动P r o t o t y pe 样车主观评价发现,车辆在加速阶段转速在3600r /m i n 附近踏板抖动严重,并伴随着明显的车内轰鸣声,如图1所示,在车内布置了4个噪声采样传感器,分别位于驾驶员外耳㊁副驾驶外耳及后排乘客外耳㊂图2为驾驶员位置噪声瀑布图,可看出该车内噪声与发动机的2阶有关,噪声频率在120H z 附近㊂图1 某S U V 车型3档加速车内噪声2 原因分析该车辆左侧传动轴距较短,采用的是42m m 的空心轴,而右侧传动轴从成本角度,采用的是27m m 的实心轴㊂实心轴的固有频率远比空心轴低,其与发动机旋转件发生耦合的概率要比空心轴大得多㊂对车辆进行传递路径分析,发现噪声车辆的抖动来自车辆右542019 NO.3汽车与新动力All Rights Reserved.图2驾驶员外耳噪声瀑布图侧传动轴,如图3所示㊂图3某S U V车型3档加速传动轴振动曲线使用H e a d测试系统中,A r t e m i SS U I T E5.1模块的 i m p a c tM e a s u r e m e n t 对整车落地状态下的车辆右侧传动轴进行固有频率测试,测试结果如图4所示㊂对比图2和图4可以得出噪声产生的原因,发动机2阶激励与右传动轴的1阶固有模态耦合产生了共振,从而引起了车内的轰鸣和振动㊂3优化措施针对以上分析,可从激励源㊁传递路径及响应寻求改进措施㊂因为噪声出现在转速3600r/m i n(车辆加速)时,此转速属于发动机中间转速不可能避开,因此通过降低或者避开激励源的方法不太可行㊂车内噪声和振动是乘客可以感知的两种响应,前者可以通过主图4右传动轴整车约束状态下固有频率动降噪的方法来解决,缺点是成本太高㊂整车加速抖动没有较为简单的解决方法,除非对车身进行刚度加强,其问题根源出在传递路径上右传动轴这一环,只要把右传动轴共振峰值消去或者降低其共振能量,就可以同时实现降低噪声和振动,而这就是动力吸振器可以实现的功能㊂4动力吸振器设计原理4.1双自由度系统模型的建立图5带阻尼的动力吸振器系统图5是一个带阻尼的动力吸振器的系统,该动力吸振器系统包括主系统的质量㊁主系统弹簧刚度㊁主系统位移响应㊁吸振器质量㊁吸振器弹簧刚度㊁阻尼系数㊁552019 NO.3汽车与新动力All Rights Reserved.吸振器位移响应和外界激励力㊂系统的强迫振动方程如下m 100m 2éëêêùûúú㊆x 1㊆x 2éëêêêêêùûúúúúú+c -c -c c éëêêùûúú㊃x 1㊃x 2éëêêêêêùûúúúúú+k 1+k 2-k 2-k 2k 2éëêêùûúúx 1x 2éëêêùûúú=P 1s i n (ωt )0éëêêùûúú(1)式中,m 1为主系统的质量,k 1为主系统弹簧刚度,x 1为主系统位移响应;m 2为吸振器质量,k 2为吸振器弹簧刚度,c 为阻尼系数,x 2为吸振器位移响应,P 1s i n (ωt )为外界激励力㊂4.2 阻尼动力吸振器当c 不等于0时,动力方程的解为x 1x 2{}=B 1s i n (ωt )B 2s i n (ωt ){}(2)式中,x 1为主质量位移响应,x 2为吸振器位移响应,B 1为主质量振幅,B 2为吸振器振幅,P 1s i n ωt 外界激励力㊂将主质量系统的振幅B 1与静变形x s t 之比A (λ)称为放大系数A (λ)=B 1x s t=(2ηλ)2+(λ2-f 2)2(2ηλ)2(λ2+μλ2-1)2+[μf 2λ2-(λ2-1)(λ2-f 2)]2[]2(3)式中,f =ω2ω1为调谐比或定调比,μ=m 2m 1为质量比,λ=ωω1为激励力与主系统固有圆频率之比,η=c 2m 2k 2吸振器阻尼比,c 阻尼系数㊂ω为系统激励力频率,ω1为主质量固有频率,ω2为吸振器固有频率,m 1主系统的质量,m 2为吸振器质量,k 2为吸振器弹簧刚度㊂μ越大虽然有利于减振,但是不利于空间布置,一般取0.1~0.3㊂取μ为0.1,调谐比取1来绘制主质量系统的幅频响应曲线,如图6所示㊂当阻尼比取零和无穷大时,幅频响应曲线相交于A ㊁B 两点㊂可以证明,任意改变阻尼比,幅频响应曲线都通过该两点㊂改变调谐比可以让A 点和B 点的幅值相等㊂若再改变吸振器阻尼比,使动力放大系数曲线的峰值点与公共点A 点或B 点重合,此时的动力放大系数为最小值,此时的调谐比称为最优调谐比,阻尼图6 主质量系统幅频响应曲线比称为最优阻尼比,并满足关系:f o pt =ω2ω1=11+μηo p t =3η8(1+μ)3æèçöø÷0.5A (λ)=1+2μæèçöø÷0.5(4)式中,f o pt 为最优调谐比或定调比,ω1为主质量固有频率,ω2为吸振器固有频率,μ为m 2与m 1质量比,ηo p t 为吸振器最佳阻尼比,A (λ)为放大系数㊂5 动力吸振器设计从动力吸振器设计原理可知,设计动力吸振器需要确定质量比㊁调谐比㊁动力吸振器的固有频率和阻尼比等几个关键的参数,最后再根据阻尼比的计算公式反推吸振器的阻尼系数㊂由上述可知,μ的取值一般在0.1~0.3,可选取几个方案同步验证降噪效果㊂(1)方案1:取μ=0.105,因主系统即右传动轴质量m 1为3332g ,则动力吸振器的质量350g㊂最佳调谐比m 2为0.905,吸振器的固有频率是108.6H z ,吸振器的最优阻尼比为0.17,阻尼系数是81N ㊃s /m ㊂(2)方案2:取μ=0.15,计算得出动力吸振器的质量m 2为500g ,调谐比0.870,频率104.3H z ,阻尼比为0.1923,阻尼系数是91.6N ㊃s /m ㊂(3)方案3:取μ=0.2,计算得出动力吸振器的质量m 2为666.4g ,调谐比0.833,频率100H z ,阻尼比为0.208,阻尼系数是99.1N ㊃s /m ㊂这3个方案参数选择如表1所示㊂56汽车与新动力All Rights Reserved.表1 动力吸振器3套方案参数列表项目质量比调谐比阻尼比频率/H z 方案10.1050.9050.1700108.6方案20.1500.8700.1923105.0方案30.2000.8330.2080100.06 动力吸振器设计验证6.1 仿真验证使用A N SA 仿真模块对该S U V 车型右侧传动轴进行3种方案吸振器的原点响应分析,如图7~9所示㊂图7 方案1效果图(计算)图8方案2效果图(计算)图9 方案3效果图(计算)6.2 实车验证将安装动力吸振器的右传动轴安装在该S U V 车上进行实车道路验证,如图10所示㊂方案2效果如图11和图12所示,加装该吸振器后车内噪声的轰鸣声声压级下降达7d B (A ),振动也图10 带动力吸振器的右传动轴改善明显㊂经过主观评价,加装吸振器后车内噪声和振动完全可以接受㊂方案1和方案3效果类似,最终确定该吸振器的频率范围是105H z ʃ5H z㊂图11 带和不带吸振器车内噪声对比图12 带和不带吸振器轴头振动对比7 结论本文从某S U V 车型加速时车内振动和轰鸣的噪声出发,系统地论述了动力吸振器的设计原理,并应用到该噪声的解决中㊂从整车实际工况出发,通过计算572019 NO.3汽车与新动力All Rights Reserved.和道路试验相结合的方法,验证了传动轴上安装动力吸振器对该噪声的改善效果㊂动力吸振器在整车开发中运用广泛,经实践证实,该方法可以有效推广到副车架㊁座椅㊁卡丹轴等车辆其他运动部件的减振设计㊂参考文献[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.专家简介袁卫平,上海汽车集团股份有限公司商用车技术中心整车集成部N V H科高级经理㊁资深专家㊁教授级高工㊁硕士研究生导师㊁I S O/T C70/WG13和S A C/T C177/WG11工作组组长,从事汽车和内燃机噪声振动控制研究30余年,注重理论与实践相结合,编有专著,发表多篇学术论文,拥有多项发明专利㊂专家推荐辞乘用车在振动-噪声-平顺性(N V H)开发设计过程中,在物理样车造车阶段经常出现车内轰鸣噪声及加速抖动的问题㊂因为此时开发工作已经处于验证阶段,部分零件的正式模具已经冻结,所以在解决此类问题时,通过额外增加动力吸振器往往很有效果㊂此文结合实际开发设计中遇到的相关问题,从问题源出发,利用经典理论公式,通过仿真计算和道路验证的方All Rights Reserved.。
动力吸振器在降低车内路噪中的应用
《动力吸振器在降低车内路噪中的应用》读后感机械本0804 韩荣涛 20082814309汽车噪声不但影响了汽车舒适性，也是噪声污染中的一个重要组成部分。
来自路面激励引起的噪声(简称路噪)是目前一主要噪声源,而轮胎噪声是路噪的主要来源。
本文通过整车的车内噪声测试和对轮胎的有限元分析,确定了车内后排噪声的根源(轮胎空腔共鸣噪声)及其频段。
解决方案是采用在车辆的簧下机件上安装一个与轮胎空腔模态频率相同相位相反的动力吸振器的方法,大幅度抵消了车轮在该频段上的振动,从而减小了车轮振动对轮胎空腔模态的激励,基本消除了轮胎的空腔共鸣噪声,改善了整车的NVH特性。
由于轮胎结构复杂,轮胎的噪声可分为由轮胎花纹引起的噪声、高速行驶时轮胎周围流场扰动引起的空气动力学噪声、胎面与路面接触引起的结构振动噪声和轮胎内部空腔共鸣引起的空腔共鸣噪声。
根据主观评估,在车内后排有明显的“咚咚”噪声。
为寻找引起该噪声的声源,首先对整车的车内噪声进行了测试,采用了规格相同但是花纹和刚度有明显差异的其它轮胎进行对比试验，得出噪声与轮胎和轮辋所形成空腔的共鸣有关。
另外采用Nastran对轮胎的空腔进行模态分析进一步验证。
动力吸振器由骨架、橡胶和钢质质量块构成。
通过调整橡胶材料的配方进行试制并根据试验结果调整橡胶配方。
设计动力吸振器时要使车轮和动力吸振器振动的相位差为180,从而使两者的振动抵消,动力吸振器偏频须与车轮的偏频相等。
将动力吸振器安装在簧下的拖曳臂末端，通过减少车轮振动对轮胎空腔模态的激励,从而达到降低路噪、改善整车的NVH性能的目的。
通过对本文的学习，可以知道：消除轮胎内部空腔共鸣引起的空腔共鸣噪声的方法就是在振动物体上附加一共振系统，这种附加系统在共振时产生的反作用力可使振动物体的振动减小。
这是从物理结构上出发。
我想我们可以从材料方向，利用组合材料，在保证基本要求的基础上加入吸振材料，也可达到同样的效果。
解决胎面与路面接触引起的结构振动噪声和高速行驶时轮胎周围流场扰动引起的空气动力学噪声，我们同样可以利用共振系统降低或消除这一噪声（后者应该利用声波共振），当然解决方案可能比较复杂。
动力吸振器在轿车低频轰鸣声控制中的应用
内的低 频轰 鸣声 最有 效的控制方法 。
２ ． １ 产 生 原 理 动 力 吸 振 器 主 要 是 在 相 应 的 振 动 物 体 上 进 行 弹 簧 系 统 的 附加 来 达 到振 动 的效 果 ． 而这 种 附加 系统 在 共 振 中产 生 的 反 作 用 力 可 以减 小 物 体 的 振 动 。 只 要 振 动 力 以单 频
不断 提高 的生活水平 ， 让人们 对轿 车的要求也 逐渐增 多 。
振 动 噪 音 是 轿 车 普 遍 存 在 的 现 象 ，而 更 是 所 有 轿 车 行 业 所 面 临 的 重 大 问 题 ，所 谓 振 动 噪 音 就 是 汽 车 在 进 行 某 一 速 度 驾 驶 或 发 动 机 在 进 行 某 一 速 度 转 动 时 发 出 的声 音 。
的形 式 出现 或 者 频 率 过 小 时 ． 不 建 议 使 用 一 般 隔 振 器 进 行
造 以及增 力现象 的 出现 所引起 的 ． 因此 ， 解决轿 车噪音 的
首 要 条件便 是 将产 生 的因素 和传 送 的途径 进行 改造 ， 方
可使 低 频 轰 鸣 声 出 现 的 现 象 得 到 有 效 控 制 。 １ ． １ 特 点 分 析
三 种 加 速 传感 器 的 布 置 ， 在 平 直 的 水 泥 道 路 上 进行 多 组 实 验。 将其 较好的数据进行 平均分 析 ， 总 结 出轿 车 的 排 气 系 统对 低 频 轰 鸣 声 的 产 生 并无 影 响田 。
无论 是何种 噪音 ，都 对人们 的身体安 全和舒适 安逸有 着
１ 噪 音 分 析
『 大 １ 为轿 车 的 车 窗 壁 板 本 就 具 备 振 动 的 特 点 ，再 加 上
在 实施方 面的可行 度不大。其 次 ， 在传送路径 中将振动量 度 和动力 吸振器进行缩减 ， 便可有效使 车内的噪声进行控
动力吸振技术在车内轰鸣声控制中的应用
内声 学转 鼓 上 进行 车 内噪声试 验 ， 试 的工 况 为变 测
引 言
车 内轰 鸣声是 车 内噪声 的主要 表现 之一 。 当汽
速 器 挂 二 档 ， 动 机 转 速 从 １０ ０ ６０ ０ｒｍｉ 发 ０ ０ ／ ｎ缓
加 速 ， 内测 点 为驾 驶 员 右 耳 声 压 、 椅 导 轨 振 动 车 座 等 。图 １为 驾驶员 右耳 总声压 级和 主要 阶次 图， ２ 图 为 ３３ ０ｒ ｍｉ ０ ／ ｎ时 的噪声频 谱图 。
兰靛 靛 闵福 江 邵 明亮 ， ，
（ 厦 门理 工 学 院 机 械 工 程 系 厦 门 ， ６ ０ ４ （ ３ １ ２ ） 重庆 长安 汽车 股 份 有 限公 司 汽车 工 程 研 究 院 重 庆 ， ０ １ ０ ４１２）
摘 要 通 过 分 析 引 起 某 车 内轰 鸣 声 的 激 励 源 和 贡 献 量 最 大 的 传 递 路 径 ， 用 实 验 模 态 技 术 测 试 分 析 出传 动 轴 的 弯 利
第 ３ 卷第 ３期 １ ２１ ０ １年 ６月
振 动 、 试 与 诊 断 测
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｂ ａｉｎ， ｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ＆ Ｄｉｇ ｏ ｉ ｏ ｒ ａ ｆＶｉ ｒ ｔ ｏ Ｍ ａｕ ｅ ｎ ａ ｎ ｓｓ
Ｖｏ１ ３１ Ｎ ｏ ． ．３
Ｊ ｎ ２ １ ｕ ． ０１
动 力 吸振 技 术 在 车 内轰 鸣声控 制 中 的应 用
８ Ｏ ０．Ｏ
转速 ／ｒ・ （ ｍｍ－ ）
图 １ 车 内 噪声 弱 点 和 主 要 阶 次 分 析
■
动的频率 范 围较 窄 ＿。被 动吸 振器 在 国外 汽车 中应 ３ ］
用较广 ， 在我 国机械行 业 中也有较 多应 用 ， 在我 国 但 自主研发 的汽 车中应用 报 道较少 ＿ ］ ４。 本文通 过解决 某 自主研 发轿 车在行 驶过 程 中发 动机 转速 达 到 ３３ ０ｒｒｉ ０ ／ ｎ左 右 时 的车 内轰 鸣 声 问 ａ 题 ， 出了一种快 速简 易的 噪声控 制工 程方 案 。 提
关于某SUV车内轰鸣声的分析与研究
关于某SUV车内轰鸣声的分析与研究王海涛;刘鹏;李平;姜元平【摘要】某SUV汽车加速过程中在发动机转速为1 700 r/min时存在明显轰鸣声,严重影响车内乘坐舒适性.通过道路上车内噪声的测试与分析、模态分析、工作变形分析、CAE分析等方法对轰鸣声产生的原因进行了研究,确定该轰鸣声是由车身地板的局部结构振动和空腔声学模态耦合引起的.通过提高车身地板局部刚度改变结构振动的固有频率,避免了地板振动与声腔模态耦合.对地板进行局部改进后,道路试验结果表明车内轰鸣声得到明显改善,噪声降低5dB(A).【期刊名称】《汽车工程学报》【年(卷),期】2012(002)006【总页数】4页(P464-467)【关键词】轰鸣声;模态分析;工作变形分析;声固耦合【作者】王海涛;刘鹏;李平;姜元平【作者单位】长城汽车股份有限公司技术中心河北省汽车工程技术研究中心,河北,保定071000;长城汽车股份有限公司技术中心河北省汽车工程技术研究中心,河北,保定071000;长城汽车股份有限公司技术中心河北省汽车工程技术研究中心,河北,保定071000;长城汽车股份有限公司技术中心河北省汽车工程技术研究中心,河北,保定071000【正文语种】中文【中图分类】U467.4+93汽车轰鸣声会给驾乘者带来主观上的不舒适感，焦躁不安、甚至头晕恶心。
轰鸣问题通常是由乘坐室壁板结构振动和空腔声学模态耦合引起，进而影响整车舒适性。
因此，车内轰鸣声的分析与控制研究显得尤为重要。
1 轰鸣声的产生机理车辆乘坐室的壁板不是刚性的，是由钢板冲压焊接而成的，具有自身结构的振动模态。
空气作为弹性体在乘坐室封闭的空腔体内会形成许多振动模态和声腔模态。
当腔体内的空气受到压缩时，会发生体积变化，与乘坐室壁板的结构振动在低频范围内有很强的耦合作用。
这种低频的耦合模态在激励下如果响应很大，便会在车内产生很高的压力脉动，引起驾乘人员的不舒适感，这种现象被称为轰鸣声（Boom）[1]。
某款SUV车内轰鸣声问题研究
某款SUV车内轰鸣声问题研究闫硕;赵云;康菲【摘要】以某款SUV怠速车内低频轰鸣声问题为例,从轰鸣声产生机理分析,提出通过附加质量快速排查问题板件的方法,并运用有限元分析、模态试验和ODS(Operational Deflection Shapes)等仿真和测试技术,确定轰鸣声产生的根源,提出结构优化建议,最终车内轰鸣声在问题频率处幅值降低16.63 dB(A).【期刊名称】《农业装备与车辆工程》【年(卷),期】2015(053)011【总页数】4页(P61-63,76)【关键词】轰鸣声;附加质量;有限元;模态试验;ODS【作者】闫硕;赵云;康菲【作者单位】071000河北省保定市长城汽车股份有限公司技术中心,河北省汽车工程技术研究中心;071000河北省保定市长城汽车股份有限公司技术中心,河北省汽车工程技术研究中心;071000河北省保定市长城汽车股份有限公司技术中心,河北省汽车工程技术研究中心【正文语种】中文【中图分类】U4610 引言在竞争激烈的汽车市场上，顾客对汽车的性能要求也越来越高，因此，提高车辆的驾乘舒适性成为新的竞争焦点，而NVH在其中占据重要地位。
噪声问题作为NVH研究的重要组成部分，也愈加引起人们的重视。
车内噪声过大将严重影响乘客的乘坐舒适性、语言清晰度、引起乘客的心情烦躁。
降低车内噪声，已成为车辆生产厂家共同关注的问题。
本文以某款SUV怠速车内低频轰鸣声问题为例，从轰鸣声产生机理分析，运用快速排查问题的方法，运用有限元分析、模态试验和ODS（Operational Deflection Shapes）等仿真和测试技术，找到轰鸣声产生的原因，并提出了解决轰鸣的措施，为解决怠速车内轰鸣声提供了一种方法。
1 轰鸣声产生的机理空气作为弹性体在车身封闭起来的空腔内会形成许多振动模态或声腔模态，当密闭的驾驶室受到压缩时，就会产生体积变化并有很高的阻抗。
而围成驾驶室的壁板是非刚性的，声腔模态与车身某结构振动模态有可能会产生很强的耦合作用。
某SUV低转速车内轰鸣问题的分析与解决方法
某SUV低转速车内轰鸣问题的分析与解决方法韩炯刚;孙健颖;刘佳;武俊杰【摘要】某SUV在加速过程中当发动机转速在1880rpm时存在明显轰鸣声,该转速段附近为常用转速段,严重影响乘客主观感受及车辆品质,通过试验与仿真分析相结合的方法,从噪声源及传递路径(空气和结构方面)对轰鸣声产生的原因进行分析和验证,确认该轰鸣声受排气系统、车身侧围钣金件和后背门模态共同影响,综合考虑可实施性与成本,逐一解决,达到消除轰鸣声的效果.通过试验与仿真分析,为低转速车内轰鸣声的解决提供实际的有限措施,具有较大的工程参考价值.【期刊名称】《汽车科技》【年(卷),期】2019(000)003【总页数】5页(P68-72)【关键词】轰鸣声;排气系统;模态;动力吸振器【作者】韩炯刚;孙健颖;刘佳;武俊杰【作者单位】山东交通技师学院,临沂,276000;中国汽车技术研究中心有限公司,天津,300300;中国汽车技术研究中心有限公司,天津,300300;中国汽车技术研究中心有限公司,天津,300300【正文语种】中文【中图分类】U467.51 前言当今社会汽车逐渐普及，使消费者对车辆的静态与动态的要求越来越高。
车辆的NVH性能是衡量整车性能的重要指标，而轰鸣声作为NVH性能评价的关键项目，在开发过程中应加以避免[1][2]。
对于搭载四缸发动机的车辆，低转速的轰鸣声大多为动力总成与进排气系统二阶次的激励传递至车身，引起局部钣金件或结构模态被激发从而引发人耳强烈的压耳感[3][4]。
本文以开发过程中的某款SUV为例，通过试验与仿真分析相结合的方法，确认引起车内轰鸣的主要部件，通过排气系统优化、增加侧围钣金补强板和后背门动力吸振器三种方案改善车内轰鸣声。
2 理论分析阶次噪音通常指在旋转和往复式机械运动中，零部件的结构特性、载荷的变动和运动部件的缺陷会引起振动，并相应地辐射噪声[4]。
某SUV样车在起步加速过程中，当发动机转速在1880rpm附近时，后排乘客可以听到明显轰鸣声，压耳感严重，但前排驾乘人员无此相关感受。
前副车架安装动力吸振器对加速车内噪声的改善
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动力吸振器在解决某SUV车型车内轰鸣声中的应用
作者：文／佘彩凤，冯雷，陈圆意
来源：《时代汽车》 2018年第12期
1引言
轰鸣声作为一种频率范围较窄的汽车噪声，多在20-200Hz左右，主要表现为车辆以特定速度行驶或发动机以特定转速运转时，车内噪声声压级陡然增大，人耳能明显感知压迫耳膜感。
严重的轰鸣声甚至能引起车内乘员头晕、恶心，不仅大大降低驾乘舒适性，并且影响乘员的身
心健康。
解决车内轰鸣问题，已是汽车NVH性能开发必不可少的步骤。
动力吸振器是一种典型的减振系统，由一个弹簧阻尼质量主系统和一个附加的弹簧质量系
统组成。
因其成本低、效果好，广泛应用于机械领域。
本文针对某SUV车型车内加速轰鸣问题，在对副车架进行模态试验和分析的基础上，基于
动力吸振器理论，通过在副车架匹配动力吸振器来抑制副车架振动，从而解决了车内加速轰鸣
问题。
2问题描述
某SUV车型3挡全油门加速工况下，发动机转速在3550rpm附近，主观评价车内存在明显
的轰鸣声，且前排比后排明显。
使用LMS数据采集前端进行问题车辆客观数据采集，如图1所示。
3挡全油门加速过程中，发动机转速在3550rpm附近时，车内噪声OA(总声压级overall)
存在明显噪声峰值，且该处噪声峰值主要受发动机二阶影响。
根据频率 (f)与转速(rpm)和阶
次之间关系f=辖速/60×阶次，可计算得产生轰鸣声的问题频率为118.3Hz附近。
结合问题频率，对整车能产生类似问题的关键子系统进行噪声振动识别。
通过进气干净管
屏蔽、排气屏蔽、排气吊耳断开试验排除进气系统和排气系统影响。
通过测试悬置隔振率，在
后悬置被动端即副车架上监测到3550rpm明显振动峰值，与车内噪声峰值对应。
对副车架配重，测试结果如图2所示，35 50rpm噪声峰值削平，车内噪声OA降低5dB (A)，2阶噪声降低
7.5dB (A)。
初步将问题锁定为发动机二阶激励通过后悬置传递到副车架上，激起副车架共振，振动通过副车架传递到车身下地板，从而使车内产生轰鸣。
为进一步确认副车架结构特征对整车轰鸣声的影响，对副车架进行约束模态测试。
根据副
车架轮廓建立12点几何模型，测得整车状态下副车架模态。
通过模态分析，识别副车架存在119.6Hz左右的约束模态，振型如图3所示。
综合上述试验排查和模态分析可知，该轰鸣问题为副车架119.6Hz约束模态被激励导致。
发动机二阶激励通过后悬置传递到副车架上，激起副车架119.6Hz约束模态，放大后的振动再
通过副车架传递到车身地板，与声腔耦合，最终导致加速3550rpm车内轰鸣声。
3解决方案
常见的解决方案有两种，一为通过改变副车架质量、刚度来调整副车架模态，使共避开发
动机激励频率；二为在副车架上加装动力吸振器，利用其反作用力来抑制副车架振动，从而降
低车内噪声。
综合考虑该SUV车型开发情况，决定采用副车架匹配动力吸振器方案。
根据阻尼式动力吸振器减振原理，结合副车架质量(M=10.7kg)，计算所得到的动力吸振器参数(m=1.5kg，∞d=105Hz)制作成快速样件，并装在副车架上，如图4所示。
经过实车试验验证，副车架加装动力吸振器后，加速3550rpm车内噪声峰值削平，车内噪声OA降低4.ldB (A)，2阶噪声降低7dB (A)。
加速3550rpm车内轰鸣声得到有效消除，驾乘舒适度有所提高。
4结语
(1)通过一系列试验摸排和模态分析，诊断出加速轰鸣声问题的原因，排查思路可为其他车型类似加速轰鸣声问题排查提供参考。
(2)确定了该SUV车型加速轰鸣声为副车架119.6Hz模态与发动机3550rDm转速下发火阶次激励耦合导致。
(3)对问题车辆匹配合适的动力吸振器，试验结果表明，动力吸振器效果明显，可降低车内噪声4dB (A)左右，加速车内轰鸣声问题得到有效改进。
该项技术已成功应用于企业的SUV开发领域，并且可为其他类似因共振导致车内轰鸣音问题解决提供参考。