基于传递路径法的车辆驾驶室噪声优化——以某商用车为例
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目前对该类型 问 题 的 研 究，主 要 运 用 传 递 路 径 方 法来找到问题产 生 的 机 理，对 存 在 问 题 的 部 件 通 过 模 态测试分析、有 限 元 仿 真 分 析 等 分 析 方 法。 对 于 怠 速 时 方 向 盘 的 振 动 问 题 ，各 研 究 者 提 出 不 同 的 解 决 方 法 。 主要控制方法有增加驾驶室悬置的刚度来降低发动机 激励的传递；方 向 盘 转 轴 与 车 架 的 柔 性 连 接 处 通 过 增
第 ４０ 卷 第 ５ 期 ２０１９ 年 ５ 月
中国农机化学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｚａｔｉｏｎ
ＤＯＩ：１０．１３７３３／ｊ．ｊｃａｍ．ｉｓｓｎ．２０９５－５５５３．２０１９．０５．１８
Ｖｏｌ．４０ Ｎｏ．５ Ｍａｙ． ２０１９
基于传递路径法的车辆驾驶室噪声优化＊
大阻力来降低或 抑 制 振 动 的 传 递；对 方 向 盘 进 行 轻 量 化设计等。文献［１－３］通 过 试 验 测 试 发 现 某 车 内 噪 声 过大的问题来源 于 发 动 机，在 发 动 机 上 运 用 先 进 材 料 的研究方法来降低发动机本体的噪声对车内贡献的问 题，并通过有限 元 仿 真 与 试 验 相 结 合 来 验 证 方 案 的 可 行性［１－３］；杨仕祥等 对 ［４］ 某商用 车 在 怠 速 时 驾 驶 室 存 在 轰鸣声问题进行 研 究，利 用 阶 次 分 析 法 和 模 态 分 析 法 发现轰鸣声是由发动机的振动经悬置传递到驾驶室引 起的，通过对悬置优 化 使 振 动 传 递 率 降 低 ４究方向盘 怠 速 时 抖 动 的 原 因，发 现 发 动 机 的 二 阶激励频率与方 向 盘 的 工 作 频 率 接 近 产 生 共 振，通 过 对方向盘 的 结 构 优 化 和 轻 量 化 设 计 来 降 低 振 动。 此 外，一些学者对 怠 速 时 方 向 盘 的 抖 动 问 题 进 行 不 同 角 度的研究，得到有效的控制 。 展，汽 车 在 人 们 的 日 常 生 活 中 起 着 不可 替 代 的 作 用，由 于 商 用 车 具 有 远 距 离 运 输、高 效 性、方便性的特点，用 户 人 数 逐 年 升 高，对 车 内 的 振 动 与噪声性能要求也越来越严格。然而方向盘上的振动 过大导致驾驶室内噪声升高对整车 ＮＶＨ 性 能 有 很 大 的影响，方向盘上的振动通过驾驶人员手部接触 ，传递 到 全 身 ，令 驾 乘 舒 适 性 下 降 ，除 此 之 外 振 动 还 造 成 驾 驶 室 内 噪 声 增 大 ，给 乘 坐 人 员 的 耳 朵 造 成 耳 鸣 现 象 ，很 大 程度上降低乘坐舒适性能，使得整 车 ＮＶＨ 性 能 变 差。 因 此 ，怠 速 过 程 中 方 向 盘 振 动 的 问 题 ，受 到 各 汽 车 主 机 厂的高度重视。
杨年炯，陈果，石胜文，韦钦铭．基于传递 路 径 法 的 某 商 用 车 驾 驶 室 噪 声 优 化———以 某 商 用 车 为 例 ［Ｊ］．中 国 农 机 化 学 报 ，２０１９，４０（５）：９８－１０３ Ｙａｎｇ Ｎｉａｎｊｉｏｎｇ，Ｃｈｅｎ Ｇｕｏ，Ｓｈｉ Ｓｈｅｎｇｗｅｎ，Ｗｅｉ Ｑｉｎｍｉｎｇ．Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｃａｂ ｎｏｉｓｅ ｉｎ ａ ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ ｖｅｈｉｃｌｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｐａｔｈ ａｎａｌｙｓｉｓ ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｚａｔｉｏｎ，２０１９，４０（５）：９８－１０３
本文针对发动 机 为 六 缸 柴 油 机 的 某 商 用 车，利 用 ＬＭＳ数采设备进行实车试验，通 过 传 递 路 径 法 对 驾 驶 室噪声和方向盘 振 动 现 象 进 行 分 析，认 为 问 题 是 由 于 转向器的安装支 架 刚 度 不 足，导 致 发 动 机 的 ３ 阶 激 励
收 稿 日 期 ：２０１８ 年 １２ 月 ２９ 日 修 回 日 期 ：２０１９ 年 １ 月 ２５ 日 ＊基金项目：国家自然科学基金项目（１１５０２０５６、１１８６２００１）；广西高校科研项目重点项目（２０１２０２ＺＤ０７０）；广西汽车零部件与整车技术重点实验室自 主
———以某商用车为例
杨 年 炯１，２， 陈 果１， 石 胜 文３， 韦 钦 铭４
（１．广 西 科 技 大 学 汽 车 与 交 通 学 院 ，广 西 柳 州 ，５４５００６；２．广 西 汽 车 零 部 件 与 整 车 技 术 重 点 实 验 室 ， 广 西 柳 州 ，５４５００６；３．东 风 柳 州 汽 车 有 限 公 司 ，广 西 柳 州 ，５４５００５； ４．广 西 玉 柴 机 器 专 卖 发 展 有 限 公 司 ，广 西 玉 林 ，５３７００５）
摘要：针对国产某重型商用车在怠速转速区间８００～８５０ｒｐｍ 时 方 向 盘 产 生 明 显 抖 动 的 问 题，基 于 传 递 路 径 的 方 法，对 方 向盘造成振动的原因进行分析 ，初步判断转向器的安装支架 刚 度 不 足 导 致 振 动 传 递 到 方 向 盘 上，是 造 成 驾 驶 室 噪 声 过 大 的主要原因 。通过对支架进行有限元优化，提高支架的刚度，分析表明提高该处的刚度能降低方向盘１２点钟位置 Ｚ 向加 速度 ，从而有效降低驾驶室内噪声。改进支架后，进行实车测试，结果表明，提高支架的刚度后，方向盘上的 振 动 比 原 来 降 低 ０．１８ｍ／ｓ２，室内噪声降低２．５ｄＢ（Ａ），驾驶室噪声得到有效控制，证明该方法的有效性。 关 键 词 ：抖 动 ；传 递 路 径 ；刚 度 ；加 速 度 ；优 化 中图分类号：Ｕ４６３．２１２ 文献标识码：Ａ 文章编号：２０９５－５５５３ （２０１９）０５－００９８－０６
第 ４０ 卷 第 ５ 期 ２０１９ 年 ５ 月
中国农机化学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｚａｔｉｏｎ
ＤＯＩ：１０．１３７３３／ｊ．ｊｃａｍ．ｉｓｓｎ．２０９５－５５５３．２０１９．０５．１８
Ｖｏｌ．４０ Ｎｏ．５ Ｍａｙ． ２０１９
基于传递路径法的车辆驾驶室噪声优化＊
大阻力来降低或 抑 制 振 动 的 传 递；对 方 向 盘 进 行 轻 量 化设计等。文献［１－３］通 过 试 验 测 试 发 现 某 车 内 噪 声 过大的问题来源 于 发 动 机，在 发 动 机 上 运 用 先 进 材 料 的研究方法来降低发动机本体的噪声对车内贡献的问 题，并通过有限 元 仿 真 与 试 验 相 结 合 来 验 证 方 案 的 可 行性［１－３］；杨仕祥等 对 ［４］ 某商用 车 在 怠 速 时 驾 驶 室 存 在 轰鸣声问题进行 研 究，利 用 阶 次 分 析 法 和 模 态 分 析 法 发现轰鸣声是由发动机的振动经悬置传递到驾驶室引 起的，通过对悬置优 化 使 振 动 传 递 率 降 低 ４究方向盘 怠 速 时 抖 动 的 原 因，发 现 发 动 机 的 二 阶激励频率与方 向 盘 的 工 作 频 率 接 近 产 生 共 振，通 过 对方向盘 的 结 构 优 化 和 轻 量 化 设 计 来 降 低 振 动。 此 外，一些学者对 怠 速 时 方 向 盘 的 抖 动 问 题 进 行 不 同 角 度的研究，得到有效的控制 。 展，汽 车 在 人 们 的 日 常 生 活 中 起 着 不可 替 代 的 作 用，由 于 商 用 车 具 有 远 距 离 运 输、高 效 性、方便性的特点，用 户 人 数 逐 年 升 高，对 车 内 的 振 动 与噪声性能要求也越来越严格。然而方向盘上的振动 过大导致驾驶室内噪声升高对整车 ＮＶＨ 性 能 有 很 大 的影响，方向盘上的振动通过驾驶人员手部接触 ，传递 到 全 身 ，令 驾 乘 舒 适 性 下 降 ，除 此 之 外 振 动 还 造 成 驾 驶 室 内 噪 声 增 大 ，给 乘 坐 人 员 的 耳 朵 造 成 耳 鸣 现 象 ，很 大 程度上降低乘坐舒适性能，使得整 车 ＮＶＨ 性 能 变 差。 因 此 ，怠 速 过 程 中 方 向 盘 振 动 的 问 题 ，受 到 各 汽 车 主 机 厂的高度重视。
杨年炯，陈果，石胜文，韦钦铭．基于传递 路 径 法 的 某 商 用 车 驾 驶 室 噪 声 优 化———以 某 商 用 车 为 例 ［Ｊ］．中 国 农 机 化 学 报 ，２０１９，４０（５）：９８－１０３ Ｙａｎｇ Ｎｉａｎｊｉｏｎｇ，Ｃｈｅｎ Ｇｕｏ，Ｓｈｉ Ｓｈｅｎｇｗｅｎ，Ｗｅｉ Ｑｉｎｍｉｎｇ．Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｃａｂ ｎｏｉｓｅ ｉｎ ａ ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ ｖｅｈｉｃｌｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｐａｔｈ ａｎａｌｙｓｉｓ ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｚａｔｉｏｎ，２０１９，４０（５）：９８－１０３
本文针对发动 机 为 六 缸 柴 油 机 的 某 商 用 车，利 用 ＬＭＳ数采设备进行实车试验，通 过 传 递 路 径 法 对 驾 驶 室噪声和方向盘 振 动 现 象 进 行 分 析，认 为 问 题 是 由 于 转向器的安装支 架 刚 度 不 足，导 致 发 动 机 的 ３ 阶 激 励
收 稿 日 期 ：２０１８ 年 １２ 月 ２９ 日 修 回 日 期 ：２０１９ 年 １ 月 ２５ 日 ＊基金项目：国家自然科学基金项目（１１５０２０５６、１１８６２００１）；广西高校科研项目重点项目（２０１２０２ＺＤ０７０）；广西汽车零部件与整车技术重点实验室自 主
———以某商用车为例
杨 年 炯１，２， 陈 果１， 石 胜 文３， 韦 钦 铭４
（１．广 西 科 技 大 学 汽 车 与 交 通 学 院 ，广 西 柳 州 ，５４５００６；２．广 西 汽 车 零 部 件 与 整 车 技 术 重 点 实 验 室 ， 广 西 柳 州 ，５４５００６；３．东 风 柳 州 汽 车 有 限 公 司 ，广 西 柳 州 ，５４５００５； ４．广 西 玉 柴 机 器 专 卖 发 展 有 限 公 司 ，广 西 玉 林 ，５３７００５）
摘要：针对国产某重型商用车在怠速转速区间８００～８５０ｒｐｍ 时 方 向 盘 产 生 明 显 抖 动 的 问 题，基 于 传 递 路 径 的 方 法，对 方 向盘造成振动的原因进行分析 ，初步判断转向器的安装支架 刚 度 不 足 导 致 振 动 传 递 到 方 向 盘 上，是 造 成 驾 驶 室 噪 声 过 大 的主要原因 。通过对支架进行有限元优化，提高支架的刚度，分析表明提高该处的刚度能降低方向盘１２点钟位置 Ｚ 向加 速度 ，从而有效降低驾驶室内噪声。改进支架后，进行实车测试，结果表明，提高支架的刚度后，方向盘上的 振 动 比 原 来 降 低 ０．１８ｍ／ｓ２，室内噪声降低２．５ｄＢ（Ａ），驾驶室噪声得到有效控制，证明该方法的有效性。 关 键 词 ：抖 动 ；传 递 路 径 ；刚 度 ；加 速 度 ；优 化 中图分类号：Ｕ４６３．２１２ 文献标识码：Ａ 文章编号：２０９５－５５５３ （２０１９）０５－００９８－０６