2021.05 Automobile Parts
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收稿日期:2020-11-09
作者简介：张旭(1991 )，男，硕士，研究方向为汽车NVH㊂E-mail:xu461139788@163㊂
DOI :10.19466/jki.1674-1986.2021.05.011
基于LMS Tes.Lab 某车NVH 实验分析与改进
张旭
(山东理工职业学院，山东济宁272100)
过实验验证，车内噪声有所改善，提高了该车
的NVH 性能㊂
关键词:NVH；空气滤清器安装点；动刚度;3挡全油门加速中图分类号:U467
Analysis and Improvement of a Car NVH Experiment Based on LMS Tes .Lab
ZHANG Xu
(Shandong Polytechnic College,Jining Shandong 272100,China)
Abstract :The LMS Test.Lab acoustic vibration test and analysis system was used for air intake system troubleshooting in 3G WOT of an exper-imental vehicle.After the test,the data analysis shows that the interior noise improved obviously when opening of the air filter installation point.
Test data analysis confirms that the dynamic stiffness of the air filter installation point is poor,resulting in poor performance of the NVH in the car.
The partial model of the vehicle was used to improve the dynamic stiffness of the air filter installation,a
nd it was applied to the experimental vehicle.The experimental results show that the noise level of the vehicle is improved and the NVH performance of the vehicle is improved.
Keywords :NVH;Air filter installation point;Dynamic stiffness;3G WOT
0㊀引言
车内噪声的存在，影响乘员对车内舒适性的感受，同时，长期置于一定的车内噪声中，对乘员的听力造成损害[1]㊂随着人们对汽车车内环境舒适性的要求不断提高，对车内噪声的控制要求也不断提高㊂这就要求在整车设计开发过程中，充分考虑车内舒适性并采取有效的控制措施，使车内的噪声水平满足舒适性要求㊂
进气系统作为主要噪声源之一，其必然也成为NVH (Noise ㊁Vibration ㊁Harshness )的重要研究控制对象㊂进气系统除了因气体流动引起的进气噪声，还有因进气系统与车身连接处的连接点动刚度不足引起的结构噪声㊂动刚度是在动载荷作用下抵抗变形的能力，动刚度不足会对整车乘坐舒适性和车身结构件的疲劳寿命产生十分不利的影响㊂动刚度对乘坐舒适性的影响，主要表
现在NVH 性能上[2-3]㊂本文作者针对车内噪声水平较差，对进气系统中空滤安装点动刚度进行加强，使得车内噪声水平改善㊂
1㊀测试方案与数据分析
对于汽车NVH 性能来讲,3挡全油门(以下称3G 在开发一部新车和评
价其参考车的车内噪声时,WOT 能快速检验和比较出汽车的噪声水平[4]㊂因此，文中是基于3G WOT 工况进行排查验证㊂
试验设备:LMS 的32通道数据采集系统SCMD5用来采集试验数据;LMS Test.Lab 的Signature Testing-Ad-vanced 用于在线采集数据并对数据进行分析和处理;PCB 三向振动传感器输出振动,BSWA 麦克风输出噪声测试数据，小野Onosokki 传感器IP-296用于采集实车测试中发动机曲轴转速信号㊂
测试工况和实验条件：在道路实验中，测试地点选择在环境相对安静(环境噪声低于被测噪声10dB 以上)㊁地面较为平整的沥青道路上，在3G WOT 工况下，对该车进行数据采集和分析，发动机曲轴转速追踪范围为1000~5000r /min ㊂试验载荷为：整备车身㊁采集数据工程师1名㊁专业驾驶员1名㊂测试时，车内无异物，避免出现异响㊂为保证数据的可靠性，需进行多次同工况采集，对一致性较好的数据进行平均计算[5]㊂
采样频率：振动信号采样频率为5120Hz ，频率分辨率为1Hz ，谱线数为5120Hz ；声压信号采样频率为10240Hz ，频率分辨率为1Hz ，谱线数为10240Hz ㊂
在进行问题排查测试之前，要对汽车排查前原状态
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进行测试，为排查过程中数据对比提供参考㊂文中测试主要针对进气系统安装点断开排查，断开安装点后，垫入海绵等物体以隔绝振动㊂在排查过程中发现，断开空气滤清器的3个(共3个)安装点车内前排噪声改善明显，测试结果对比如图1所示㊂由图可知，断开空滤安装点车内噪声总声压级下降㊂因此，怀疑空滤安装点动刚度较低㊂
图1㊀断开空滤安装点车内声学对比
2 空滤安装点动刚度测试
动刚度指的是同一位置㊁同一方向上的激励力与位移之比㊂原点动刚度主要能呈现的是在所关注的频率范围内该连接点局部区域的刚度水平，动刚度过低必然会引起更大的噪声，因此，该性能指标对整车的NVH 性能有较大的影响㊂
空滤安装点的位置如图2所示㊂为了进一步确定空滤安装点的动刚度是否存在问题，对空滤安装点的动刚度进行测试㊂由于空滤前两个安装点的位置比较接近，且在同一个支架上，把前安装点的两个点作为一个点进行动刚度测试㊂测试采用LMS 动态测试系统中的Impact Testing 模块进行信号采集，在安装点位置安放一个三向振动传感器，对测点位置进行锤击采集数据，主要观察500Hz 以内的频率响应㊂空滤前㊁后安装点的动刚度测试结果如图3和图4所示㊂空滤前安装点Z 向动刚度超出200N /mm (目标要求)和50N /mm ，未达到目标要求；空滤后安装点Z 向动刚度也超出200N /mm (目标要求)和50N /mm ，未达到目标要求㊂空滤前㊁后安装点Z 向动刚度均未达到目标要求，因此需要对其进行优化㊂
图2㊀
空滤安装点位置
图3㊀空滤前安装点动刚度测试结果图4㊀空滤后安装点动刚度测试结果
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3㊀空滤安装点动刚度优化
根据动刚度测试结果，明确了空滤前㊁后安装点动刚度不足的问题㊂针对空滤前㊁后安装点的动刚度不足，采用CAE对其进行优化㊂在整车模型中对空滤安装点进行动刚度分析需要大量的求解时间，由于关注点为空滤安装点，为节省求解时间，提高效率，在已建立好的整车模型中，将含有空滤安装点的局部模型截取出来，在车身截断处加全约束模拟断面的边界条件，构建部分车身模型进行优化，局部模型如图2(a)所示㊂由于空滤前㊁后安装点主要是Z向动刚度不足，因此采取优化措施主要提高Z向的动刚度㊂
优化措施：前安装点支架往Z向延长约50mm，增加与前端模块连接；后安装点支架往Z向翻边约20mm，同时增加与左前纵梁焊接㊂优化方案如图5所示㊂
图5㊀前㊁后安装点优化方案
4㊀优化方案验证
将新的优化方案应用于整车，对其优化效果进行验
证，测试方法与前述测试方法相同，得到车内声学声压
曲线和空滤前㊁后安装点Z向振动特性，并与原状态数
据进行对比㊂车内声学对比如图6所示，由图可知，优
化后的前排声学虽没有断开空滤安装点改善明显，但相
比原状态已有很大改善㊂空滤前㊁后安装点Z向振动对
比如图7所示，前㊁后安装点Z向振动幅值均减小，说
明优化方案有效㊂
图6㊀优化前后车内声学对比
图7㊀空滤前㊁后安装点Z向振动特性对比
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5㊀结论
(1)首先通过断开空滤安装点3挡全油门加速工况测试数据与原状态同工况测试数据进行对比，断开空滤安装点车内噪声水平较好，因此引出空滤安装点动刚度不足的猜想㊂
(2)通过安装点动刚度锤击测试，明确了空滤安装点动刚度不足的问题㊂
(3)针对空滤安装点动刚度不足的问题，利用整车局部模型对空滤安装点动刚度不足进行改进㊂
(4)将改进措施应用于实验车，最后通过测试验证，与原状态测试数据进行对比，车内噪声水平改善，提高了乘坐舒适性㊂
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渝昆高铁川渝段全面开工建设
㊀㊀4月13日，记者从京昆高速铁路西昆有限公司获悉，随着
中铁十一局承建的渝昆高铁中梁山隧道正洞开挖㊁泸州沱江特大桥主墩桩基础施工，标志着渝昆高铁川渝段全面开工建设㊂
西安至昆明高速铁路(以下简称西昆高铁)是全国高速铁路网 八纵八横 主通道之一京昆通道的重要组成部分，正线
长度1355km，设计时速350km /h，桥隧比高达83.3%㊂西昆
高铁分为西渝高铁和渝昆高铁两个部分建设，此次先期开建的
渝昆高铁川渝段途经重庆市㊁四川省，线路全长约188km，线
路从重庆枢纽重庆西站引出，经九龙坡站(预留)㊁江津北站㊁
永川南站㊁泸州东站㊁泸州站㊁南溪站㊁临港站㊁接入宜宾站，共9个车站㊂
(来源‘科技日报“)
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