某车型共振异响诊断与控制

刘邦雄，尹若愚，刘林根

某车型共振异响诊断与控制

刘邦雄1，尹若愚2，刘林根3

（1.景德镇学院 机械电子工程学院，江西 景德镇 333000；2.珠海格力电器股份有限公司，广东 珠海 519000；3.江西昌河汽车有限责任公司，江西 景德镇 333000）

某车型在怠速和加速的工况下存在明显“呵呵”声异响，且此声音频率在加速时不发生变化。通过主观评价及NVH（Noise，Vibration，Harshness）测试分析，发现由于排气歧管与右悬置被动端存在相近模态，二者模态相互激励发生共振，从而产生此异响。通过更换隔振效果更好的悬置，阻断能量的传播，有效地避免了右悬置产生共振，成功消除异响。

异响；NVH；悬置；共振

1 前言

随着汽车行业的发展和人们生活水平的提高，汽车已经从奢侈品逐步转变为日常的代步工具，走进了千家万户。近年来，人们不仅仅是重视汽车的动力、外观等方面，对整车乘坐环境的舒适性，尤其是对汽车的振动噪声性能提出更高的要求[1]。

悬置系统作为动力总成与车身之间的关键连接系统，直接影响发动机的激励向车身的传递，从而影响车内乘员对振动和噪音的直观感受[2-3]。良好的发动机悬置对降低发动机振动幅度，减少噪音，提高整车乘坐舒适性都起着重要作用[4]。本文通过对某车型的异响进行分析，经过NVH[5]试验、对比分析，最终识别噪声根源为悬置共振引起，在更换隔振量更好的液压悬置后问题得以解决。

2 问题描述

经主观评价，某车型在怠速工况和加速工况均存在类似于“呵呵声”的异响，为诊断该异响，对该车型的车辆进行了NVH测试。通过在驾驶员右耳位置布置麦克风，对该车的怠速工况及原地升速工况的声音进行了采集。根据采集得到的频谱图可发现该异响声的频率在650HZ左右，并且不随速度的增加而发生变化，如图1、图2所示。

图1 怠速工况驾驶员耳旁声压级colourmap图

图2 加速工况驾驶员耳旁声压级colourmap图

3 问题诊断与研究

3.1 模态及NTF测试

异响的产生主要源于振动敲击等，根据图1、图2可以发现，“呵呵”声符合共振音特点，共振中心频率为650Hz。结合此特征与主观评价，对车辆各可疑部件布置振动传感器进行模态测试。根据测试的数据分析可发现排气歧管与右悬置被动端存在与异响声频率相近模态（如图3、图4所示），在二者模态相互激励的作用下，引起了共振时的“呵呵声”，频率带为600-700Hz之间。

图3 右悬置被动端模态频谱图

图4 排气歧管模态频谱图

3.2 悬置隔振测试

排气歧管与右悬置的被动端能够发生共振，说明右悬置的隔振存在问题，需对悬置的隔振进行测试与分析。在发动机的左、右、后三个悬置的主被动端位置各布置一个加速度传感器，共 6 个加速度传感器，可以测试 18 个振动方向，用数据采集仪采集发动机在不同工况下各悬置主被动端的垂直振动加速度信号，所得数据经计算机分析处理后得出各悬置的隔振量。通过对各悬置的隔振量进行对比分析，发现右悬置的隔振量均小于20dB（如表1所示），不满足目标要求。

表1 悬置隔振量

为了进一步确定右悬置存在的问题，评估右悬置被动端到驾驶员右耳处传递路径的敏感度，对右悬置被动端进行了NTF测试。测试结果显示在610Hz附近频带的NTF值超出目标线（如图5所示），表明该路径在610Hz附近频带存在较高噪声敏感度。

通过对悬置的隔振测试和NTF测试可以初步判断该共振是由于悬置隔振量不足和传递路径敏感共同引起。

4 改进方案及验证评价

4.1 改进方案

根据上述分析可知，由于有悬置的隔振量不足，导致右悬置被动端与排气歧管在车辆怠速与加速工况下发生了共振，从而产生了异响“呵呵”声。为验证与解决该异响问题，将该车辆的右悬置更换为隔振效果更好液压悬置，其它部件保持不变。更换右悬置后，重新对右悬置的隔振量进行测试，结果显示隔振量得到明显提高（如表2所示）。

表2 新状态右悬置隔振量

图7 空挡加速车内噪声colourmap图

对车辆进行主观评价，发现“呵呵”声异响消失。对车辆进行客观分析，在驾驶员右耳处布置麦克风，对怠速工况及加速工况进行NVH测试，将更换右悬置后测试所得的车内噪声瀑布图与原状态车测试的车内噪声瀑布图进行对比（图6、图7所示）。根据噪声瀑布图的对比可以发现，将右悬置更换为隔振效果更好的液压悬置后，在怠速及加速工况，其车内噪声在650Hz处的声压级都有降低，效果明显。

4.2 验证结果评价

通过将车辆右悬置更换为隔振效果更好的液压悬置后，无论是从主观评价还是从客观测试分析进行比较，都可以发现“呵呵”声异响消失，车内声音环境得到很大改善。因此，可以断定该异响是由于右悬置隔振不足导致右悬置被动端共振所引起，提高右悬置隔振量是解决该异响声的可行方案。

5 结论

通过系统性的诊断与排查，确定该车怠速与加速工况下的异响是由右悬置被动共振引起的，由于右悬置隔振量不足，导致右悬置被动端发生共振，从而产生“呵呵声”异响。在将右悬置更换为隔振量效果更好的液压悬置后，进行主观评价和试验验证，最终解决了该异响问题。理论与实际相结合，为之后的NVH相关工作积累了经验，提供了借鉴。

[1] 元征,慧动.2015 年中国汽车市场白皮书[M].北京:中文互联网数据资讯,2016:1-5.

[2] ShangguanWenbin,Engine mounts and power train mounting systems: a review[J]. International Journal of Vehicle Design, 2009,49(4).

[3] Pollack M, Govindswamy K, Wellmann T, et al. NVH refinement of diesel powered sedans with special emphasis on diesel clatter noise and powertrain harshness[C]//SAE Technical Paper Series. USA: Society of Automotive Engineers, 2007.

[4] 何渝生,魏克严,洪宗林.汽车振动学[M].北京:人民交通出版社, 1990.

[5] 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.

Diagnosis and Control of Resonance Abnormal Sound of a Vehicle

Liu Bangxiong1, Yin Ruoyu2, Liu Lingen3

( 1.Department of Mechanical and Mechatronic Engineering, Jingdezhen University, Jiangxi Jingdezhen 333000;2.Gree Electric Appliances, Inc of Zhuhai, Guangdong Zhuhai 519000;3.R&D Center of Jiangxi Changhe Automobile Co., Ltd, Jiangxi Jingdezhen 333000 )

There is an obvious “hehe” noise in a vehicle under idle speed and acceleration, and the frequency of this sound does not change when it accelerates. Through subjective evaluation and NVH test analysis, it is found that there is a similar mode between the exhaust manifold and the right suspension passive end, and the two modes inspire each other produce resonance, resulting in this abnormal sound. By replacing the suspension with better isolation effect, the energy transmission is blocked. It effectively avoids resonance generated by right suspension and successfully eliminates abnormal soud.

Abnormal sound; NVH; Suspension; Resonance

U467

B

1671-7988(2019)24-79-03

U467

B

1671-7988(2019)24-79-03

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.24.026

刘邦雄（1990-），男，硕士，助教，就职于景德镇学院机械电子工程学院，研究方向：CAD/CAE/CAM。

尹若愚（1993-），男，硕士，助理工程师，就职于珠海格力电器股份有限公司，研究方向：振动与噪声控制。