汽车玻璃升降器引起的门板振动及控制

共振时的一个重要特征。
结合共振理论可知，玻璃升降器的一阶振动和门系
统发生了共振，引起了门板共振。由图2振动传函（力
锤激励玻璃升降器电机，在门板上拾振）可知，加隔
振垫片后，共振频率发生的偏移，进而大大改善了门板
振动。
58 中国环保产业 2019年第10期
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于βmax，这种现象称为共振。严格地讲，βmax发生在
处，但通常
，故ω=p时系统发生共
振。由式④可知，此时振幅X达最大值Xmax= ，此时φ= 。可见，在共振时，Xmax与ξ值有关，ξ值越小，Xmax
越大。在ξ=0时，Xmax可达到无穷大。但共振时的φ值 与ξ值无关，不论ξ为何值，共振时的φ总为 ，这是
式中：
X—力幅；
ω—激振圆频率；
φ—响应滞后于激励的相位差。
又有：
；
。
将上述三式带入微分方程式①可得： -ω2Xsin（ωt-φ）+2ξpωXcos（ωt-φ）+p2
Xsin（ωt-φ）=qsinωt
②
又利用三角关系：
qsinωt=qsin[（ωt-φ）+φ]=qcosφ sin（ωt-φ）+q
sinφcos（ωt-φ）
噪声与振动控制工程
和客观测试显示，对玻璃升降器加隔振垫片可以解决门 板振动问题。
图2 加隔振垫片前后传递函数图
3 解决方案
针对此轿车门板振动问题，考虑到更改电机和门板 结构的成本和周期等因素，采取了在玻璃升降器和门板 之间加隔振垫片（见图3），从传递路径上来减轻门板 振动的问题。
图4是加隔振垫片前后的门板振动对比图，主观评价
由此可得： ④
式中： —频率比； —系统的最大静位移。
所以，求得强迫振动的稳态解为：
由上述强迫振动解可见：在简谐激振力作用下，强 迫振动也为简谐振动，其频率与激振频率ω相同，但相 位角滞后φ，这是由于阻尼存在的关系。振幅X与相位 差φ都只与系统的固有特性及激振力的性质有关，而与 初始条件无关。
由式④取X与X0之比为：
本文针对某轿车门板抖动的问题进行了研究分析， 首先进行了噪声源识别，判断引起车门是抖动原因，然 后对门板抖动进行了理论分析和试车测试评价，并给出 了具体的解决方案，解决了汽车门板抖动问题，期望对 其他汽车零部件噪声抱怨问题的解决起到抛砖引玉的作 用。
1 问题来源及整车试验
当驾驶员侧玻璃开启和关闭时，能明显感觉到门内 饰板的振动。针对震动问题，在门板上部加装速度传感 器（见图1）。检测后得知，振动主要来自玻璃升降器电
图 刘显臣.汽车NVH综合技术[M].北京：机械工业出版社，2014. [2] 靳晓雄 汽车振动分析[M].上海：同济大学出版社，2002.
Door Plank Vibration and Control Caused by Motor Vehicle Window Lifter
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汽车玻璃升降器引起的 门板振动及控制
韩国华，赵要珍，曹诚
（上汽大众汽车有限公司，上海 201805）
摘要：对某轿车玻璃升降器引起的门板抖动问题进行了分析，找出了玻璃升降器的电机和门板共振的 原因，并给出了具体解决方案，数据分析和主观评价结果表明，优化方案解决了玻璃升降器引起的门板抖 动问题，对解决此类问题有一定的借鉴和参考价值。
上式可写成 ①
式中： ；
；
。 上述方程包括两部分，齐次方程的通解x1和特解x2 即：x=x1+x2。 x1对应有阻尼自由振动齐次方程的解，在弱阻尼 （ξ<1）情况下，可得：
x1代表的是一种衰减振动，只在振动开始的一段时 间内才有意义，故为瞬态振动，在一般情况下可以不予 考虑。
特解x2代表系统在简谐激振下产生的简谐振动，其 是一种持续的等幅振动，故称稳态振动。设特解x2为：
关键词：玻璃升降器；振动；主观评价 中图分类号：TB53 文献标志码：A 文章编号：1006-5377（2019）10-0057-03
引言
随着汽车设计水平和造车技术的提高，不同品牌汽 车之间的使用性能和安全性能的差别变得越来越小，在 这种情况下，汽车的乘坐舒适性就往往成为区分汽车不 同品牌之间好坏的因素之一。因此，汽车的乘坐舒适性 受到了人们越来越多的关注和重视，并把其作为新车的 亮点。噪声、振动、舒适性是衡量汽车造车质量的一个 综合性指标，其给用户的感受是最直接和最表面的[1]。
机的1阶振动（见图4），频率在90～120Hz。
图1 加速度传感器布置图
2 共振理论[2] 简谐激励是最常见的外界激励，在工程中有着广泛
的实际意义，也是分析其他类型激励产生的振动和噪声 的基础。例如，可把周期性激励按傅立叶级数展开为不 同频率的简谐激励，然后，应用线性系统的叠加原理求 总的响应。
若激励f（t）=F0sinωt就是正弦简谐激振力。对于单
图4 加隔振垫片前后门板振动对比
4 结语 针对汽车玻璃升降器引起的门板抖动问题，本文先
进行了振动源识别，确定了振动来自玻璃升降器1阶主 频和门板发生共振，并进行了共振理论分析，同时给出 了解决此问题的措施：采用在玻璃升降器电机和门板之 间加隔振垫片。
声学试验和主观评价一致表明：采用上述优化措施 后，汽车门板振动问题得到了消除。
CHINA ENVIRONMENTAL PROTECTION INDUSTRY 2019.10
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自由度振系受到的简谐激振力作用，可得到单自由度振 系在简谐激振力作用下的振动微分方程为：
式中： F0—力幅； ω—激振圆频率。
HAN Guo-hua, ZHAO Yao-zhen, CAO Cheng
③
比较式②和③，由于对任何瞬时t都成立，故
sin(ωt-φ)和cos(ωt-φ)前的系数必须两两相等，即： （p2-ω2 ）X=qcosφ
2ξpωX=qsinφ
β称为放大因子，其代表稳态振幅X与激振力F0静 止作用于弹簧上的静位移X0之比。β不仅随λ而变，而 且还随ξ值而变。
当λ≈1时，即ω接近p，振幅X急剧增加，β趋向