1、某匹配自动变速箱样车动力总成悬置对比试验研究北汽福田汽车股份有限公司辛雨摘 要 : 某车型样车匹配自动变速箱后 , 样车噪声性能超出预期指标。 为解决此问题 , 改变动力总成悬置后悬置 ( 三点悬置 , 后悬置位于变速箱上部 ) 刚度 , 并考察使用不同悬置时匹配自动变速箱样车动力总成悬置隔振性能 , 以及不同悬置下样车噪声情况。在两台不同后悬置样车的动力总成悬置发动机侧和车架侧布置测点 , 在定置怠速、定置缓加速、 道路缓加速、 道路急加速等不同工况下进行测试。对两样车的试验结果进行隔振能力对比 , 并对衰减后车架侧的振动进行对比。 试验对比结果表明 , 采用较软悬置的样车对振动衰减大 ,
2、衰减后车架侧振动小。经过在两台样车的进气口、 排气口、 车前一米 ( 表征发动机噪声 ) 、 主驾内耳、副驾内耳、 后排左乘客内耳、 后排右乘客内耳等测点布置传声器 , 在定置试验、 道路试验等不同工况下测量样车车内、 车外噪声情况。对两样车车内和车外噪声情况进行对比 , 发现采用较软悬置样车噪声较小。经过试验分析 , 可知采用较软动力总成后悬置隔振性能好 , 样车的车外车内噪声小。建议该车型汽车正式生产时采用较软悬置 , 以达到较好的噪声性能。关键词 :噪声动力总成悬置隔振性能0 引言随着国内汽车工业的快速发展以及人们对汽车质量及舒适性要求的提高,汽车的卓越性能和优良品质成为汽车制造商追求的
3、目标。对车外噪声 ,国际上及中国都出台了加速行驶噪声标准和定置噪声标准1-3;而车内噪声也已成为影响人们对汽车质量的印象及购车选择的重要因素之一。 对于汽车工业而言 ,噪声控制问题日益显示出其重要性。自 20 世纪 80 年代以来 ,国际上的汽车厂家投入大量人力致力于降低车外、车内噪声 4 。无论是车外还是车内噪声,发动机和变速箱都是其最主要的激励源之一。车内和车外噪声一部分是来自发动机和变速器,经过支承和支架传到与车身相连的结构件上,再从车身大面积的辐射出来的结构噪声;另一部分是从发动机室和排气系统辐射出来资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。的噪声 ,也与发动机的支
4、承有关 5 。动力总成悬置起到支承动力总成的质量、限制动力总成最大位移的作用;还起到双重隔振的作用 :即阻止作为振源的发动机向车架传递振动力的积极隔振作用,和阻止路面不平激励传给发动机冲击和振动的消极隔振作用6 。由动力总成悬置的作用可知,车内和车外噪声的大小与动力总成悬置的性能是存在很大关系的。本文对某匹配自动变速箱的样车进行悬置隔振性能、 车外噪声情况、 车内噪声情况试验对比研究 , 给出了隔振性能和噪声性能较好的样车 , 对后期该车型样车生产提供了参考依据。1 项目来源及目的公司某越野型 / 家用型轿车匹配手动变速箱时,噪声性能达标 ,而匹配自动变速箱后 , 振动与噪声性能不能达到预定指
5、标 , 因此需要对其进行整改。 经过前期 CAE分析等手段优化处理 , 将该样车后悬置刚度降低能够使噪声振动性能提高。在公司试制部门生产出样车后 , 须对两台不同动力总成悬置的样车进行 NVH试验 , 以对比两台样车的悬置隔振性能、 车内车外噪声情况。该对比试验结果将对该车型样车正式生产提供依据。2 试验样车描述详细样车描述见表 1。两样车除后悬置刚度不同外 , 其余状态一致。 508 样车后悬置刚度为 250N/mm, 525 样车后悬置刚度为 300N/mm。表 1样车描述表整车型越野型 / 家用型轿车车VIN 号样车 1: AA000508; 样车 2: AA000525发动机型号4G1
6、5S生产厂家东安发额定功率 (kw)/ 转速76kW/6000rpm动发动机(r/min)机最大扭矩 (N.m)/ 转速130Nm/4500(r/min)怠速转速 , r/min750 50rpm资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。最高转速 , r/min7000rpm动力总成悬型式三点支承生产厂家-置后悬置刚度样车 1: 250N/mm; 样车 2: 300N/mm型号F4A4A生产厂家东安传1 挡2.842动变速箱2 挡1.529系档位速比3 挡14 挡0.712R 档2.483 试验条件3.1 试验环境试验主要在通州道路试验场进行,试验环境详见表2。表 2试验环
7、境表组别试验项目试验日期试验地点天气气温道路状况载荷状况( )试验一车外噪声.6通州阴24长直线空载试验二发动机悬置.6通州阴26长直线空载试验三车内噪声.6通州晴25长直线空载3.2 试验仪器及其采样参数设定应用比利时 LMS公司的 SCM05数据采集及分析系统 , B&K及 PCB公司的振动传感器、传声器若干。系统的振动信号频率分辨率为0.5 Hz, 噪声信号频率分辨率为2 Hz。采用 Hanning窗函数进行加窗处理 ,噪声信号采用 A 计权处理。3.3 测点布置测点布置情况见表3。表3.测点布置情况表试验名称车外噪声发动机悬置测点名称Intake:01Exhaust:01Front:0
8、1测点位置描述进气噪声 ,进气口附近排气噪声 ,距离排气口45方向车前 1 米发动机前方左边悬置发动机侧0.5 米备注资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。EMFLD:01发动机前方左边悬置车架侧EMFRU:01发动机前方右边悬置发动机侧EMFRD:01发动机前方右边悬置车架侧EMRU:01发动机后方悬置发动机侧EMRD:01发动机后方悬置车架侧Din:01主驾驶员内耳处Pin:01副驾驶员内耳处车内噪声后排左侧乘客内耳噪声PRLin:01PRRin:01后排右侧乘客内耳噪声3.4 试验工况试验采用工况有 :怠速 ,定置缓加速 ;自动 2 档缓加速 ,自动 3 档缓加速
9、 ,自动 D档缓加速 ;自动 2 档急加速带档滑行 ,自动 3 档急加速带档滑行 ;匀速 D 档 30km/h,40km/h, 50km/h, 60km/h, 70km/h, 80km/h, 90km/h, 100km/h等。4 试验结果4.1动力总成悬置隔振能力( 1)怠速由试验数据 , 经统计得到怠速时动力总成悬置对 20-400Hz 振动衰减量如表 4 所示。由表 4 可知 , 怠速工况下 , 508 样车后悬置对振动衰减比 525 样车大 , 例如 X 向大 11dB, Z 向大 13dB。因此怠速工况下 , 508 样车的悬置较好。表 4怠速动力总成悬置对20-400Hz 振动衰减量
10、508 样车525 样车(dB)X 向Y 向Z 向(dB)X 向Y 向Z 向左悬置301621左悬置20824右悬置16214右悬置272416后悬置141630后悬置3917( 2)定置缓加速表 5 为定置缓加速时动力总成悬置对20-400Hz 振动的衰减量。由表5 可知 ,缓加速工况下 ,除 X 方向 , 508 样车后悬置对振动衰减比525 样车衰减的大 ,其中定置 Z 向衰减相差最大。表5定置缓加速动力总成悬置对20-400Hz 振动衰减量508 样车525 样车(dB)X 向Y 向Z 向(dB)X 向Y 向Z 向资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。左悬置24
11、-3521-3022-33左悬置-右悬置14-288-2520-37右悬置23-329-2513-29后悬置11-2016-2530-42后悬置13-335-241-17由后悬置对比的overall图(图 1) 可明显发现 , X 方向 525 样车衰减较好 ; Y 向508 样车衰减较好 ,特别是在低转速时 ; Z 向 508 样车明显好于 525 样车。表 6 为后悬置 20-400Hz 振动范围的统计表 ,可发现 Z 向在发动机侧振动相差不大的情况下,车架侧振动 508 样车小得多。由此可知 ,定置缓加速时 , 508 样车悬置较好。175.001.00175.002)e2)dsust/
12、BiBmlm(dp(dmA80.000.0080.00750.00rpm6000.00750.00175.001.0080.00FFF2)e2)FFdsust/BiBFmlm( dp( dFmFAFFF80.000.0060.00F750.00750.00rpm6000.00750.001.00edutilpmA0.00rpm6000.00Overall level EMRU:01:-X1.00Overall level EMRU:01:-YOverall level EMRU:01:+ZOverall level EMRD:01:-XeOverall level EMRD:01:+YdutO
13、verall level EMRD:01:+ZilOverall level EMRU:01:-XpOverall level EMRU:01:-YmAOverall level EMRU:01:+ZOverall level EMRD:01:-XOverall level EMRD:01:+Y 6000.00Overall level EMRD:01:+Z0.00rpm6000.00图 1定置缓加速动力总成后悬置对比overall图( 依次为 X 向 , Y 向, Z 向;红色 508 样车 ,绿色 525 样车 ;实线发动机侧 ,虚线车架侧 )表 6 定置缓加速动力总成后悬置各测点 20-
14、400Hz 振动范围508 样车525 样车(m/s 2)振动范围最大值(m/s 2)振动范围最大值发动机侧 X 向0.67-125.38125.38发动机侧 X 向1.04-364.95364.95发动机侧 Y 向0.36-27.5127.51发动机侧 Y 向0.54-111.81111.81发动机侧 Z 向1.38-44.1944.19发动机侧 Z 向1.72-45.0045.00车架侧 X 向0.13-10.0510.05车架侧 X 向0.17-7.707.70车架侧 Y 向0.05-3.383.38车架侧 Y 向0.17-6.076.07车架侧 Z 向0.02-0.650.65车架侧
15、Z 向0.33-30.4630.46( 3)自动 2 档缓加速资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。表 7 为自动 2 档缓加速时动力总成悬置对 20-400Hz 振动的衰减量。由表 7 可知 , 自动 2 档缓加速工况下 , X 向 508 样车对振动衰减比 525 样车小 , Y 向和 Z 向 508 样车对振动衰减比 525 样车大。由图 2 和图 3 两样车后悬置振动 overall 图 , 能够看到以上分析结果 , 特别是后悬置的 Z 向 , 508 样车进行了较好的衰减 , 而 525 样车整体衰减不好 ,在 4510rpm和 5730rpm附近甚至对振动进
16、行了放大。表 7自动 2 档缓加速动力总成悬置对20-400Hz 振动衰减量508 样车525 样车(dB)X 向Y 向Z 向(dB)X 向Y 向Z 向左悬置14-3415-3019-34左悬置15-355-1925-37右悬置13-277-2424-34右悬置21-2811-2213-21后悬置12-2313-2514-28后悬置4-263-19-2 17175.001.00175.001.002)e2)eddsusutt/BiBillm dpm dp(m(mAA80.000.0080.000.000.00s131.000.00s131.00175.001.00CurveMaxMin1.00
17、562.342)e2)e140.92 m/s2131.00 s0.76 m/s22.00 sedd24.96 m/s2124.50 s0.53 m/s22.00 sdsusuu/Bt/ttiiim dlmllpp44.94 m/s2131.00 s1.99 m/s24.00 sp(m(mmAA8.02 m/s2118.00 s0.21 m/s20.00 sA80.0015.000.002.43 m/s2131.00 s0.07 m/s2 .00 s0.01 0.00131.00 0.000.00s131.001.36 m/s2116.50 ss0.11 m/s20.50 s0.00131.00
18、图2自动2 档缓加速508 样车动力总成后悬置振动overall图(上面依次为X 向, Y向, Z向;红色发动机侧,绿色车架侧;下面为转速)资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。175.001.00175.001.002)e2)eddsusutt/BiBi(ml(mldpdpmmAA80.000.0080.000.000.00s124.520.00s124.52175.001.00CurveMaxMin1.00562.342)e2)e368.64 m/s2120.50 s1.20 m/s20.00 sedd117.42 m/s2121.50 s0.61 m/s20.00
19、 sdsusuu/Bt/ttiiim dlmllpp38.55 m/s2124.50 s2.65 m/s29.00 sp(m(mmAA7.34 m/s2120.00 s0.66 m/s26.50 sA80.0015.000.000.016.18 m/s2108.50 s0.78 m/s26.50 s0.00124.52 0.000.00s124.5227.93 m/s2120.50 s0.48 m/s23.00 s0.00s124.52(图 3上面依次为自动 2 档缓加速 525 样车动力总成后悬置振动X 向, Y 向, Z 向;红色发动机侧 ,绿色车架侧overall图;下面为转速)表 8
20、为自动 2 档缓加速时后悬置 20-400Hz 振动范围的统计表 , 可发现 Z 向 508 样车衰减较好 , 而 525 样车衰减较差。由此可知 , 自动 2 档缓加速时 , 508 样车悬置较好。表 8 自动 2 档缓加速动力总成后悬置各测点20-400Hz 振动范围508 样车525 样车(m/s 2)振动范围最大值(m/s 2)振动范围最大值发动机侧 X 向0.76-140.92140.92发动机侧 X 向1.20-368.64368.64发动机侧 Y 向0.53-24.9624.96发动机侧 Y 向0.61-117.42117.42发动机侧 Z 向1.99-44.9444.94发动机
21、侧 Z 向2.65-38.5538.55车架侧 X 向0.21-8.028.02车架侧 X 向0.66-7.347.34车架侧 Y 向0.07-2.432.43车架侧 Y 向0.78-6.186.18车架侧 Z 向0.11-1.361.36车架侧 Z 向0.48-27.9327.93( 4)自动 3 档缓加速表 9 为自动 3 档缓加速时动力总成悬置对 20-400Hz 振动的衰减量 ( 仅加速到 4800rpm) 。由表 9 可知 , 自动 3 档缓加速工况下 , X 向 508 样车对振动衰减比 525 样车小 , Y 向和 Z 向 508 样车对振动衰减比 525 样车大。 525 样车在 Z 向某些转速下甚至
