外后视镜的NVH设计简述

黄丽娟，洪剑锋，陆圣君，赵志星，刘睿，吴海涛，黄占君

（1.安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽 合肥 230000；2.合肥创智汽车技术开发有限公司，安徽 合肥 230000）

前言

汽车作为目前最普遍的交通工具，消费者除了关注三大件（发动机、变速箱、底盘）、空间实用性等方面外，近些年来越来越多的消费者开始对汽车的舒适性有较高的要求，其中 NVH性能就是舒适性能中的重点项目之一，故通过优化NVH，提升车辆的驾驶高级感是一项重要课程。外后视镜作为汽车的一个重要零部件，在设计时需要满足法规视野的前提下同时兼顾造型和NVH的要求。

1 外后视镜的NVH设计要点

1.1 一般外后视镜NVH 性能指标

表1

1.2 外后视镜的怠速抖动的设计

外后视镜怠速抖动较大原因分析：

1）外后视镜固有频率低，当与发动机二阶点火信号接近时会产生共振，外后视镜镜片振动加速度过大，从而外后视镜镜片抖动；

2）发动机悬置隔振性能较低，过滤振动较少。

外后视镜怠速振动较大管控措施：

1）外后视镜设计之初进行CAE模态分析，通过发动机的各阶次频率对接，避免低阶频率发生耦合；

2）对发动机悬置提出前期要求，并对其实物进行振动测试。

1.3 外后视镜风噪

外后视镜发生风噪原因分析：

1）后视镜型面不符合流线型设计，CFD性能较差；

2）后视镜表面或安装表面产生负压，从而发生产生风噪。

外后视镜发生风噪管控措施：

1）通过对外后视镜型面进行CFD的相关分析，通过CFD结果进行相关校核，从而降低风噪；

图1

2）通过对外后视镜各安装孔及安装表面进行密封处理，减少迎风负压，从而降低风噪。

1.4 外后视镜电机工作噪音

外后视镜电机工作噪音较大原因分析：

1）外后视镜电机可靠性较差，磨损较易发生，从而导致工作噪音偏大；

2）外后视镜电机功率不匹配后视镜镜片重量，属于小马拉大车，从而造成过负荷异响。

外后视镜电机工作噪音较大管控措施：

1）进行常规标准电机选用，进行严格的电机可靠性试验；

2）通过标准电机参数合理匹配镜片大小，避免小功率大负载的情况发生。

2 外后视镜NVH设计常用方法

2.1 符合NVH流线型的造型方案设计

1）造型可行性分析

二维效果图的可行性分析→CAS可行性分析→B面可行性分析→A面造型可行性分析→造型冻结。

2）制作典型断面

图2

3）整车空气动力学分析

图3

通过CFD - 外饰空气动力学分析，通过外后视镜造型面对风阻系数的影响校核，说明能够满足整车相关NVH性能要求。

4）造型CAS面发放，进行NVH性能评审(制作物理模型)

图4

★要求：正视时外后视镜与车身间距上宽下窄；俯视时外后视镜与车身间距前窄后宽，通过夹角的大小过渡，减少风阻负压，从而利于减小风噪。

图5

2.2 基于NVH的外后视镜固定结构方案设计

1）为了防止产生风噪声，外后视镜底座盖板要求不高于侧围以及前三角盖板，面差要求1.0mm±1.0mm。

图6

图7

2）外后视镜底座安装平面应设计密封胶垫，密封面必须保证完整，宽度≥8mm。

3）外后视镜所有安装孔均需采用胶垫三层胶筋密封，保证外后视镜与车门钣金的密封：最外沿一般采用整圈密封海绵或者凸筋，第二道在平面钣金处设置整圈凸筋，第三道则为各安装点周围的凸筋（包括接插件过孔周边的密封）。

图8

4）外后视镜安装的所有避让孔均需要进行密封设计。

图9

5）外后视镜的线束必须固定，接插件固定在铸铝底座上或者引出与线束接插后固定在车门内钣金上，防止产生异响。

图10

2.3 基于NVH的CAE模态分析

1）通过对不同造型的外后视镜进行CAE模态分析，明确造型对NVH的优化方向

①后视镜区域面声源云图分析

通过分析比较各工况下后视镜区域的面声源云图，确认方案中后视镜基座部分的面声源强度满足情况。

图11

②后视镜区域体声源云图分析

通过分析截面上的体声源云图，确认模型四极子声源强度及位置是否改善，明确造型优化的方向。

图12

③后视镜区域流场分析

通过分析截面上的低压区以及流动状态的变化，确认外后视镜区域的低压区状态以及气流流动状态，明确造型改变对其变动的影响。

图13

④侧窗区域湍流动能分析

通过分析各种造型的侧窗湍流动能图，确认动能的变化，明确造型修改的方向。

图14

2）通过外后视镜结构设计以及重量预估进行CAE模态分析

按照车门数模构建外后视镜安装点刚度分析有限元模型，约束门锁和铰链处的所有自由度，以后视镜的最前点的X坐标，最左点的Y坐标，最高点的Z坐标构建的点作为加载点。

图15 后视镜安装点刚度分析模型

工况一：在加载点出施加X轴负方向300N的力

工况二：在加载点出施加Z轴负方向300N的力

图16 施加作用力时刚度位移云图

根据加载得出加载点的各方向的位移量以及刚度值确认是否能够满足设计要求。

3 结论

文章阐述了外后视镜在正向设计过程中NVH方面的设计要点及相关技术要求，明确了外后视镜的关键NVH性能影响要素，并且从造型分析、结构设计以及CAE辅助分析等方面来详细说明外后视镜在NVH设计方面的相关步骤及要求。

文章为外后视镜NVH性能的正向开发提供了一种全面细致的设计开发方法，具有很强的指导借鉴意义。