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某前置后驱车型车内噪声的改善研究

时间:2022-12-05 16:40:08 来源:网友投稿

材料对泄漏点的封堵,可以提高整车的气密性,降低高速行驶时由于气流泄露到车内而导致的噪声(500 Hz以上为主要成分)。这和主观感觉一致,提高整车气密性后高速行驶时驾驶员位置的车身漏气声已经有了明显的降低。

3.2 中通位置声学包改进

高速行驶时除了能明显感觉车身漏气声外,还能感觉到动力传动系的透过声,为了提高中通位置的隔声性能,降低从变速器、传动系统传递到车内的声能,对中通位置进行了声学包装的改进,原状态和改进后的照片对比,见图4,

从图4中可以看到原车状态在换挡及手刹和仪表台等位置均存在钣金裸露的现象,改进后将裸露位置均覆盖吸音棉且在中通的塑料饰板内也粘贴了吸音棉。通过在变速器位置布置一个高频体积声源,测试中通位置声学处理前后隔声量的变化,结果见图5,

从隔声量的对比结果看,从500 Hz以上均有1-2 dB的提高。经过道路测试验证改进后的效果,结果见表3,

从表3的测试结果上看,驾驶员右耳位置在100 km/h和120 km/h两个工况下的声压级降低量均超过了1.5 dB(A),效果较明显,从图6的驾驶员右耳频率对比看,基本上在300 Hz以上的频率段幅值均有所降低,说明通过在中通位置覆盖隔吸声材料,提高此部位的隔吸声性能,可以有效地衰减动力传动系透射到车内的噪声。

4 后桥优化及验证

本文所研究的车型除了在高速行驶时车内有漏气声和传动系的透过声较大之外,车内还存在噪声的共振峰值,在120 km/h工况最明显,从图3驾驶员右耳的频谱图可以看到,其频率为76 Hz左右,由于其频率较低,初步判断是发动机的扭矩波动通过传动轴传递到后桥,后桥内主被齿轮在啮合过程中不断地产生振动冲击,振动冲击经过轴承传递到桥壳上然后再传递到车内,引起车身壁板振动从而产生噪声峰值。本文所研究车型搭载的为四缸汽油机,在五档120 km/h匀速行驶时发动机转速大约3 800 rpm,五档速比为0.828。

从图8中的测试结果看(红色线),匀速120 km/h工况,主减的Z向振动存在77.4 Hz的振动峰值(幅值达到10.65 m/s2),这个频率和发动机作用在后桥主减上的基频计算结果(76.4 Hz)及车内噪声峰值(76 Hz)吻合,可以确认车内峰值为主减主被动齿受发动机激励产生振动冲击,引起车身壁板振动而产生的[5]。

经过确认原车所用后桥的啮合齿型为准双曲线齿即螺旋锥齿轮中的收缩齿。对于后桥来说,采用等高齿会有利于降低齿轮啮合声,等高齿采用连续滚刀加工工艺,齿线曲率大、重叠系数高,接触区在轻微内对角接触等特点,故其在运转过程中传动平稳且振动、噪声低 [6]。

为了对比等高齿后桥和准双曲线齿后桥在匀速工况下对车内噪声的影响,制作了一台等高齿后桥,主减速比不变,同时测试后桥Z向的振动,测试对比结果见表4。

从表4的对比结果上看,采用准双曲线的后桥Z向振动幅值比等高齿的后桥振动幅值大一倍左右。从图8两条曲线的对比可以看到,采用等高齿后桥后,77.4 Hz的振动幅值从10.65 m/s2降低到了5.38 m/s2,降低的幅值非常明显;车内噪声也是采用等高齿的后桥要更低,同时从图9可以看到,车内轰鸣声所对应的76 Hz峰值的幅值降低了近10 dB(A),效果非常明显。通过主观驾驶也能明显感觉到在120 km/h匀速行驶时车内的低频轰鸣声已经消失,乘坐舒适性明显提高。

通过对比两种不同齿型的后桥可以发现,等高齿后桥可以更好的衰减齿轮在啮合过程中受发动机扭矩波动而产生的啮合冲击振动,从而降低了传递到车身壁板的振动,减小了车内轰鸣声。

5 结论

1、提出了整车气密性的目标为90 SCFM。通过提高整车密封性可以有效地降低在高速行驶工况由于车身泄漏而导致的车内噪声中的高频成分。

2、针对动力总成纵置布置形式,需要特别关注中通位置的隔吸声水平,降低传动系对车内的透过声。

3、采用等高齿的后桥可以有效地降低齿轮的啮合振动,消除了车内的轰鸣声,提高高速行驶时的乘坐舒适性。

参考文献:

[1]Manchi Venkateswara Rao, Analysis of Drive Line Vibration and Boom Noise in an All Wheel Drive Utility Vehicle [J], SAE 2014-01-1975.

[2]庞剑,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.

[3]Paulo Zavala, Driveline Induced Vibration Investigation [J], SAE 2006-01-2883.

[4] 贺银芝,杨志刚等,汽车车身密封对车内气动噪声影响的机理及试验研究[J],汽车工程,2012(第34卷)第8期,692-695 .

[5] Ashley L.Dunn and Donald R.Houser, Methods For Researching Gear Whine in Automotive Transaxles [J], SAE 1999-01-1768.

[6] 邓效忠,郭建松,适合中国国情的等高齿锥齿轮制造技术[J],现代零部件,2011年09期,63-63.

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