汽车NVH(振动噪音乘坐舒适性)学习(日文版翻译)-4

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加上这些振动和车体的振动特性,变成车体的前 后振动。
这时的振动因为不受车体前后方向的约束(车体 前后共振频率0Hz),低频驱动系的 1 节振动成 为主体,前后摇动车体。
减低方法
从 2nd 2000rpm 开始全开加速 驱动轴扭矩


驱动系扭转 1 次振动
汽缸盖罩前后 G
如果除开控制作为起振源的发动机的扭矩的 话,有以下减低方法。 1)驱动系扭转系
图 a 颤振
驱动系扭转系的 1 次振动是以驱动轴的扭转惯性和曲 轴、飞轮、变速器齿轮为惯量的振动系。因此,由于 惯量是齿轮比的平方,变大;驱动轴扭转刚性是平方 分之一,变小。齿轮比变大(4~3~2~1速),fn 降低。
概略 1速:2~3Hz 2 速:3~4Hz 3速:4 ~6Hz
4速:6~8Hz 左右
驱动系弯曲 动力总成 底盘架 车体
支撑
弯曲
F=-mrω2(c o s ωt+∑C2ncos2nωt)
m:往复质量、r:曲轴半径、ω:曲轴角速度
2. 传动系・放射系

如图 a 所示,有是FR、4WD特有的动力总成、传动

轴的振动的驱动系的弯曲共振 3 节、4 节、和底盘架的弯
水 平
曲共振。而且,车体系统中有车室内的气中共鸣 12 次等。
悬架前后振动 ・与悬架的前后刚性、减幅相关,扩大液封衬套作用的悬架衰减特性。
动力总成
・ 与发动机支架的效果、弹簧定数、衰减特性相关,弹簧定数的线形或者衰减特性的增大。
车体的振动
・虽然与车体的弯曲振动相关联,但难控制。
振动的传递通路
悬架
驱动系扭转系
扭矩
驱动扭矩 驱动系扭转 1 次
悬架的前后振动 动力总成
发动机声 隆隆声
现象
搭载 4 缸发动机的FR车、4WD车,在全开加速情况下加速或稳定行驶的中高转速区域发出的隆隆声。
发生机理
1. 起振力
基本上是 4 缸发动机的往复惯性驱动系弯曲力的不均
衡造成的。下列公式的曲轴转动次数的1次(C1)、2n 次(C2n)以及爆发引起的 n/2 次(Cn/2)(n:整数), 曲轴转动次数的 3 次(C3成分)是由于曲柄的弯曲振 动引起的(后述)。
・提高驱动轴的扭转刚性(提高 fn,改善衰 减力)
・降低驱动系的低弹簧、松动(离合器片、 驱动轴等)(降低松动引起的冲击力)
动力总成 ROLL 振动 座椅升降器前后振动
2)动力总成 ・提高动力总成的侧倾衰减、流体悬架等 (缓和发动机扭矩反力的冲击)
驱动系扭振是主体振动
3)悬架 ・提高前后衰减(缓和前后冲击)
驱动反力
ROLL 振动
跳振 上下弯曲
驱动系扭转 1 次 悬架前后 动力总成刚体 车体跳振 车体弯曲
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加减速振动 发动机悬架, 发动机特性
概要 从加减速时的冲击来讨论支架的特性(通常的橡胶)以及发动机的输出特性。
悬架特性
图 a 表示加减速时作用于前悬架的振动输入。(相 当 于 2 nd2000rpm ~ 的 全 开 加 速 行 驶 发 动 机 扭 矩 10kgmYF) 1) 线性弹簧常数的倾向 ・如果弹簧常数变大,振动输入增加。(虽然弹簧 常数低最好,但是衰减性恶化) ・因冲击输入,峰值是平均值的 2 倍。 ・线性弹簧输入最小。 2) 2 折弹簧常数比
因为是全开加速、全闭减速,所以 减低扭转 3 节共振频率最好。大幅 度降低驱动轴、离合器片的扭转刚 性有效。此外附加传动轴等惯量。
加速・减 速时的 锵锵声
扭矩变动大的全开加速 基本上和嗡嗡声
和全闭减速时容易发生。 相同,但离合器
因为 T/M 齿轮、传动轴振 的扭转特性(扭
动,发生齿轮的松动碰
转角相对的扭矩
FF 车4速 100 Hz 以上 FR 车 FF4WD 车4 速 50~80 Hz
相关现 象
加减速 打嗝声 冲击声
结构
减低方法
发动机的过渡扭矩诱发 需要做承受发动机过渡的扭矩上仰
驱动系扭转 1 节为主体的 角度、反力的发动机悬架(侧倾刚
振动,感觉是从轮胎传达 性)、悬架(前后、扭振刚性)、驱动
给车体的振动。
在拥有拉索式,连杆式离合器的车辆上离合器接合时,变速器和车体发生相对变位,经由分离系,压 盘的推动力变动,诱发驱动系扭振。
由于离合器打滑,被曲柄轴到飞轮和轮胎的系统分离,后 者的振动发生,接合后的驱动系的扭振发生。而且,承受 其半力的动力总成的 ROLL 共振助长振动的发生。
发动机
曲柄轴 飞轮
离合器
但是,1 是1z 和1x、1y 的差
图 c 静止系(X-Y)和曲柄轴系(X-Y)
如上所述,由于曲轴的不同方向性 C3次成分发生,而且如果因曲轴系的 C2诱发曲轴的弯曲振动的话,1
个方向(x 或者 y 方向)的变形量增大, C3成分显著。
减低方法
通过提高曲轴或驱动系弯曲等的刚性,减低各共振系的振动水平,变更共振系,减低起振力等。
驱动轴扭矩振动
扭 矩
动力总成前后振动
悬架前后振动
减低方法
车体上下振动
发动机扭转角 ・如果扭转角大的话,传达给驱动系~悬架、动力 总成~车体的冲击输入变大,对冲击不利。用发动 机 CPU 只读存储器控制
车体前后振动
图 a 加速时的冲击(2nd 全开 YF41)
驱动系扭转 1 次振动 ・由驱动轴的扭转刚性和曲轴等的惯量决定。因为由于离合器、铰链的松动等,冲击力增大,解决松动 是基本。而且,设置松动的情况,尽可能缩小 1 挡和 2 挡的刚性比。
C3 的发生机理 通过 4 缸车的往复惯性力 F 的主要成分 C1(Acosωωt)图 b 所示力起作用,虽然使曲轴变形,但其变形 与 fx、fy 成比例,由于不同的方向性,曲轴系的坐标系中,δx=ax(1+cos2ωt)/2、 δy=-aysin2ωt 将它变换成静止系的话, Dx={(3ax+ay)cosωt+(ax-ay)cos(3ωt)}/4 Dy={(ay-ax)sinωt+(ax-ay)sin(3ωt)}/4 而且,变形角度是 θx=-αysin2ωt/2、 θy=αx(1+cos2ωt)/2 x、y 轴周边的回转力矩是 gx=1ωθ=-1ω2axsin2ωt、gy=-1ω2aycos2ωt 将它变换成静止系的话, Gx=-1ω2{(αx+αy)sinωt+(αx-αy)cos(3ωt)} Gy=-1ω2{(αx-αy)cosωt+(αx-αy)sin(3ωt)}
1) 自励振动引起的颤振 离合器片的端面材料的摩擦系数相对滑动速度增加,在减少的情况下的摩擦面上引起粘滑现象,由此
引起传动扭矩的变动,诱发驱动系的扭转变动,造成车辆的前后振动。 2) 强制振动引起的颤振
由于离合器片的平行度不良,罩爪的不齐等,出现摩擦面的单面阻碍,发动机、离合器片每次转动传 达扭矩变动,诱发驱动系的振动。 3) 强制自励振动引起的颤振
变速箱
轮胎
车轮
驱动轴
图 a 驱动系扭转系
扭转 1 次振动


扭 矩
离合器片打滑
离合器片结合
减低方法
图 b 离合器抖动时的主轴扭矩
通过增大压盘的推动力,防止滑动。 通过变更离合器的摩擦特性,防止振动发散。 通过增大发动机悬架的弹簧、减弱特性,变更共振点或者降低水平。
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沟槽振动
现象
FF M/T 车,发进时、变速时、加减速时、发动机急速变化时车体前后大幅度振动的现象。
发生机理(横置 FF 车 M/T 车)
发动机的过渡扭矩传达给驱动系,因 T/M、差速器而增大,经由悬架传达给车体。其反力作用于动力总 成的摆动方向,在发动机悬架上作为冲击输入传达给车体产生振动。
图 a 表示加速冲击发生时的系列波形。如果发动机 的扭矩因急加速等急剧作用的话,诱发各振动系的 共振,该振动系的 1 次衰减。在图 a 上,驱动轴的 扭矩诱发驱动扭矩和驱动系扭转 1 次振动,该驱动 系的扭振成为根本。承受反力的动力装置,在刚体 系的振动特别是侧摆振动把驱动力传达给车体的 悬架,出现车体的前后振动,车体的上下振动出现 车体的平衡、弯曲振动,车体的前后振动出现驱动 系的扭转 1 次、悬架前后振动分别出现。
系扭转系(离合器、驱动轴、惯量、
齿轮比)等综合性对策。
发动机的不规则燃烧诱 降低发动机不规则燃烧造成的扭矩 稳定行 发驱动系 1 节振动,发生 变动是最有效的办法。 驶颤动 车体的微小的前后振动。
加速、减 速时的 嗡嗡声
发动机的扭矩变动或传 动轴万向节的折角引起 的扭矩变动诱发驱动系 扭转 3 节振动,发出车内 嗡嗡声。
80~100km/h 附近。与车速无关而发生振动是因为差速 性等影响,变成车内声。
器的起振力大。
变更传动轴的扭振特性(传动轴径、 加橡胶传动轴、分段传动轴、异径 传动轴等),变更悬架的弯曲振动特 性,减低齿轮的啮合强制力。
扭转 1 节 (F/W 无)
10Hz 附近
离合器 颤振
发进时,在离合器分离的 虽与离合器片的摩擦系数相关,但 过程中,发生打滑,引起 也影响发动机悬架、悬架的刚性, 没有 F/W 惯量一样的扭转 离合器的控制连杆等。 1 节振动,变成前后振动。
曲轴弯曲振动的 fnUP(曲柄轴弯曲、轴承刚性等)、发动机 T/M 结合刚性 UP、支撑的弯曲 fnUP、平衡发动
机、柔性飞轮、2 分传动轴等。
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驱动系的扭振
概要 关于起因于驱动系扭转系的振动噪声,就现象、发生机理、减低方法进行说明。
驱动系的扭振和相关现象
次数
驱动系扭振 振动状态
频率 根据 T/M 齿轮 比变化
dB-c
3. 车内音 图 b 表示约3700rpm高速空转的前座声的分析结果(YB4G3图2C 不嗡嗡平音衡发生1时根的传车动内音轴分)析。(03.6590次rp(m r约acing) 30Hz)跳动的声音大体同水平的大小下发生,听到的不是嗡嗡声而是隆隆声,间隔30~50Hz 有 2 个以 上的相同程度的声音的情况下发出隆隆声,50~Hz 的情况下发出 GO 声(如果低频间隔 2 个以上的声音 合成的话,与发出 BITE 声同原理。)。
・如果 1 节和 2 节弹簧常数比增加,振动输入 增加。 3) 2 折点位置 ・ 折点位置接近平均值时,振动输入最大。
发动机 差速器
轮胎
发动机扭矩
扭矩反力
离合器
变速箱
驱动系扭转系 1 次振动模式
曲柄轴 飞轮
轮胎
驱动轴 车轮
动力总成和驱动系扭转系
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加减速振动
现象
加速或减速时,急剧的发动机扭矩在悬架前后方向变成驱动力,从传动系传达给车体。而且,其反力作 用于动力总成,由发动机悬架传达给车体,发出伴随咚或者 DONSUN 等声音的冲击性振动。
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离合器振动 clutch judder
现象 发进时,离合器分离的过程或者结束时,驱动系的扭振发达,在车辆的前后方向发生的剧烈振动的现象。
发生机理 离合器分离时,急剧传达发动机扭矩的同时,由于离合器推动力、离合器片和飞轮、与压盘的摩擦,离合 器片发生打滑的现象。 在这种情况下,传达急剧的发动机扭矩,诱发驱动系的振动,变成自励振动。虽然驱动系的扭振是最 低次数的驱动系扭转 1 次振动,但是因为离合器打滑,在没有曲轴的惯量的情况下的 10Hz 前后的振动出 现,如果动力总成的共振助长离合器接合的话,就变成通常的扭转振动的 1 次 2~3Hz(1挡)的低频振动。 颤振按发生的方法分为以下 3 种。
扭 矩
撞。
特性、滞后扭矩)变
适当化。减小齿 动
轮啮合间隙等。
4 缸车的发动机 C2 扭矩变动
发动机转速 rpm
传动轴 1节
传动轴的扭转 1 节共振
500~1000 Hz
差速器 声
齿轮的啮合起振力诱发 传动轴的扭转振动,受驱
由于传动轴的振动,1、2节成为问题。缘于差速器的 动系、悬架等的弯曲振动
小齿轮的齿数的频率依赖于车速,发生车速在 40~50、 特性、车体的振动音响特
发生机理
急剧的发动机扭矩的变动传递给曲轴时,诱发驱动系扭转系的振动,通过悬架传递给车体。同时,驱动系 扭转系的反力作用于动力总成,产生动力总成的侧倾装置的振动。因此,受这些振动的影响,车辆伴随前 后振动加速。
图 a 表示从2nd 2000rpm 滑行到全开加速时的 驱动轴、动力总成、车体的振动。 通过发动机的扭矩,我们明白了驱动轴中驱动系 的扭振 1 次、动力总成的振动变成以侧倾装置振 动为主体的振动。
扭转
目标
1节
1速
1~2Hz
Leabharlann Baidu
2速
2~4Hz
主要是扭转系的等价刚性 3 速
中最低的驱动轴的刚性(离 4~5 Hz
合器的刚性低时,双方的直 4 速
排弹簧)和 F/W 的惯量引起。 5~7 Hz
根据 T/M 齿轮
比 FF、FR 车
扭转
变化
3节
作为离合器、驱动轴的并列 弹簧和 T/M 齿轮、传动轴惯 量的振动
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