动力总成引起的轿车乘员室结构噪声传递路径分析与控制

动力总成振动引起的轿车乘员室结构噪声往往经过多维路径进行传递,对结构噪声传递路径的辨识和控制是减少结构噪声的有效措施之一。文中以尚处于设计中的某轿车车身结构为研究对象,采用实验数据与有限元模型相结合的方法,将动力总成及其悬置装置的动态特性引入到车身结构的设计过程中,依据各传递路径对乘员室结构噪声的贡献度,辨识结构噪声的主要传递路径及关键影响因素,进而指导车身结构的设计,达到控制结构噪声向轿车乘员室传递的目的。

怠速工况下车内结构噪声传递路径分析与控制研究

以控制怠速工况下车内结构噪声为研究目标,采用子结构模态综合法和边界元法建立基于试验仿真数据的传递路径分析模型,分析怠速工况下驾驶员右耳位置20~100Hz频率范围内各路径的激励力及声学灵敏度,计算各路径结构噪声贡献情况。通过对发动机右悬置车身侧支架进行结构改进、提高其1阶固有频率,使怠速工况下目标响应点主要峰值频率最大降幅为3.72d B,整体噪声水平下降2.50d B。

一种基于传递路径分析的车身钣金振动对车内噪声影响分析及控制方法

为解决某车型在粗糙沥青路面30 km/h时速下产生的35-40 Hz频段路噪问题,通过仿真与测试的方法进行分析。基于结构噪声传递路径分析(TPA)理论与节点贡献量分析,确定问题频率噪声主要由车身钣金件的低频振动导致。为此,根据局部共振原理,设计了一种可根据钣金形状及钣金局部空间进行工业化设计的局部共振结构,该结构由金属支架与金属块组成。将该结构添加至贡献较大的钣金处,通过仿真得到,该结构降低了钣金的振动,从而优化了车内噪声,前排与后排噪声峰值分别降低了8.6和6.4 dB。同时,实车试验结果表明车内噪声前排与后排噪声峰值分别改善了7.0和5.8 dB。为控制钣金部件振动和辐射的低频噪声提供了一种新的研究方法和优化方案。

基于传递路径分析某油混SUV车型怠速车内噪声优化

车内噪声特性作为评判汽车舒适性的一项重要指标,是各大主机厂角逐产品核心竞争力的重点研究对象之一。对于汽车行驶时存在的车内噪声,往往是由多个激励源沿不同路径传递至目标位置交汇堆叠而成,因其传递路径多、排查量大,工程上常使用传递路径分析(TPA)加以诊断。通过搭建“振源-传递路径-响应”模型,借助一系列输入点到输出位置的声振传递函数矩阵(NTF)加以分析,识别出关键路径对车内噪声水平的贡献量,从结构上寻找对策,有的放矢地优化设计。针对某款油混SUV车型怠速充电时车内噪声大且存在低频轰鸣问题,通过实车NVH测试,识别出问题主要频率为发动机二阶,结合传递路径分析及噪声传递函数(NTF)测试,对所梳理出可能存在贡献的传递路径进行扰动方案排查,锁定悬置系统传递路径对怠速车内噪声水平贡献较大,即该问题主要是因为怠速充电时低转速高扭矩下发动机二阶激励通过悬置传递至车身,引起顶棚背门等钣金振动,向车内辐射噪声所致。对此,就振源、传递路径端分别提出相应的改善对策:振源端采用降低动总充电功率优化方案,传递路径端采用调低悬置软垫刚度优化方案。经实车验证,相关优化方案可大幅降低前后排二阶噪声,主观评价怠速车内噪声改善显著且低频轰鸣问题可接受。

基于OPAX的驾驶舱内结构噪声传递路径研究

对车内结构噪声进行合理降噪的有效方法是阻断振动能量传递最大的路径,为此建立传递路径模型并进行噪声贡献量分析。首先,基于发动机舱内机械构造规划出由振源到驾驶舱的多级传递路径,并在振动能量传递的连接点处设置路径拐点;然后,采用扩展工况传递路径分析(operational path analysis with exogeneous inputs,OPAX)方法确定路径中各拐点对车内噪声的贡献量,并将噪声拟合值与实测值进行分析对比。结果表明,不同路径拐点对车内结构噪声影响明显不同,其中橡胶悬置拐点对车内噪声影响最大,该处噪声拟合值与实测值也最为接近,噪声峰值达到63.5 dB,副车架拐点对车内噪声影响次之,噪声峰值为53.2 dB,排气吊耳拐点对车内噪声影响较小,噪声峰值仅为38.7 dB。采用本文方法可有效确定对车内结构噪声影响最大的路径。

基于阶次和传递路径分析的电驱动总成对车内噪声影响

为了探究电驱动总成对车内噪声的影响,对某纯电动汽车进行急加速工况下的试验研究。基于阶次分析确定车内噪声与电驱动总成振动噪声之间的关联,并识别电驱动总成对车内噪声影响较大的激励;基于奇异值分解改进的工况传递路径分析(Operational Transfer Path Analysis,OTPA)方法,分析对车内噪声影响最大的激励通过结构路径和空气路径对车内噪声的贡献情况。结果表明由空间0阶径向电磁力引起的频率24阶激励和48阶激励对车内噪声影响较大,其中24阶激励影响最大。在低转速区间,24阶振动激励和24阶声学激励通过结构路径对车内噪声贡献和通过空气路径基本一致;在中高转速区间,24阶声学激励通过空气路径对车内噪声贡献较大;在高转速区间,24阶振动激励通过后悬置Z方向结构路径对车内噪声贡献较大。研究结果从激励源和传递路径两个方面为降低纯电动汽车车内噪声指明方向。

轮胎振动噪声结构传递路径分析

简要介绍结构传递路径分析的基本理论,在分析车轮激励力及其传递的基础上,建立了轮胎噪声的结构传递路径分析模型,进行了轮胎噪声的结构传递路径试验,得到车内目标点由结构传递的合成声,在300 Hz以下,合成结果与实测声压在主要峰值附近吻合很好。利用频谱贡献云图和矢量叠加图分析了各结构传递路径对车内噪声的贡献,并采用矢量叠加及数据对比的方式详细分析了25 Hz时各传递路径对目标点的声贡献,从传递路径的角度找出了对车内噪声起主导作用的环节,通过控制这些环节,可以降低由轮胎引起的车内噪声。

时域工况传递路径分析方法

针对非稳态工况振动噪声的传递路径分析需求,将频域工况传递路径分析方法推广到时域,利用指示点和目标点的时域工况数据实现路径分解,提出了时域工况传递路径分析方法。利用时域传递率函数建立了目标点与指示点时域工况数据的卷积关系,并将其离散化后以矩阵方程的形式表示,然后采用Tikhonov正则化求解,即可利用不同工况下目标点和指示点的时域响应数据计算出时域传递率函数,能进行振动噪声的分解和预测。通过九自由度集中质量块模型仿真与简易车身骨架模型试验进行检验,结果表明所提出的方法具有较好的精度,可以准确地进行时域传递路径分析,并能准确预测目标点在非稳态工况下的响应。

轮胎/路面噪声的结构传递路径分析

阐述了噪声的结构传递路径分析基本理论,详细分析了激励力的测量方法。以某车型的轮胎/路面噪声为例,建立了传递路径分析模型,进行了结构传递路径试验。同时通过计算得到车内目标点的合成噪声,计算结果与实测数据吻合很好。通过耦合激振力和声-振传递函数的计算,找出对车内噪声贡献量最大的传递路径为通过左、右后桥和左减振器与车身连接点的路径。通过对后桥结构进行改进,成功解决了该车的轮胎/路面噪声问题。

车内噪声传递路径分析方法探讨

为了指导汽车NVH工程师更好地进行故障诊断和声学设计,介绍了传递路径分析(TPA)方法的基本原理,详细分析传递函数和激励力的测量方法,并以某型汽车发动机振动噪声向车内传递为例,介绍TPA方法的应用。试验结果表明,应用TPA方法可有效、方便地进行噪声源识别和贡献分析。

船舶振动噪声源传递路径分析及试验验证

针对工况传递路径分析(Operational transfer Path Analysis OPA)方法在工程应用中虽具吸引力、尚存准确性难以满足船舶实际应用需求等问题,将多源信号视为卷积混叠,提出耦合振动噪声源分离方法。建立船舶OPA模型,结合船舶传递路径振声测试试验对模型可行性、正确性进行验证。讨论观测点数目及不同工况组合对新OPA模型影响,给出有效选取原则。结果表明,新OPA模型可准确、高效进行船舶噪声源识别、声场预报及状态监测,工程应用前景广阔。

车内噪声时域传递路径分析

与传统的频域传递路径分析相比,时域传递路径分析能够对噪声及其各路径贡献进行回放试听及进一步的声品质分析,能更直观、全面地理解和掌握噪声及其路径贡献特性。基于结构声的阻抗矩阵传递路径分析方法和空气声的替代源传递路径分析方法,给出一种综合考虑结构声和空气声的车内噪声时域传递路径分析方法,并阐明了其实现流程。在此基础上,建立某汽车发动机对车内副驾驶位置噪声的时域传递路径分析模型,分析了发动机悬置结构声传递路径和表面辐射空气声传递路径贡献。结果表明:在整个升降速过程中,该发动机的结构声对车内目标点的贡献显著大于空气声,右上悬置和左上悬置是其主要传递路径,且路径频率响应函数高是造成贡献量大的根本原因。为后续的噪声控制方案的制定指明了方向。

基于传递路径的加速行驶车外噪声源识别与改进

为降低某乘用车加速行驶车外噪声,通过加速行驶车外噪声试验采集目标点数据,分析目标点噪声曲线及车辆位移曲线,得出目标点最大噪声时的车辆位置;建立车辆加速行驶车外噪声主要声源部件到车外目标点传递路径模型,通过频谱分析噪声频率;利用传递路径分析判断主要噪声源,并对主要噪声源发动机进行优化。结果表明:最大噪声时车辆位于超过测试场地中心线4.6 m处,最大噪声源为发动机,噪声频率为140~180 Hz;将发动机转速为4500 r/min时转矩上升初始值减小后,车外噪声降低了2.6 dB,满足标准限值要求。传递路径分析方法可为加速行驶车外噪声源识别和改进提供参考。

基于传递路径分析的车内噪声源识别

简述了车内噪声的产生机理和传递路径分析试验的基本原理。针对某国产试制SUV在怠速和三档急加速工况下车内噪声偏大的问题,建立传递路径分析模型,进行传递路径分析试验。根据试验结果识别出车内噪声的主要传递路径,找出主要传递路径贡献量大的具体原因。最后提出降低车内噪声的修改建议,为降低车内噪声提供依据。

燃料电池轿车车内噪声传递路径分析研究

介绍了传递路径分析(TPA)方法,对结构传递和空气传播噪声理论分析和试验方法进行探讨,通过燃料电池轿车怠速工况车内噪声的传递路径试验,测量并计算得到传递函数,结合实际激励进行车内噪声合成,合成结果和原始声音比较接近,结构传递噪声是主要成分,最后通过路径贡献分析识别出主要传递路径。

车内低频振动噪声的虚拟传递路径分析

传递路径分析法是诊断汽车振动噪声问题准确有效的方法。试验传递路径分析耗时耗力且需要实制样车,为在整车开发初期诊断汽车振动噪声问题,对整车虚拟传递路径分析法进行了研究。首先建立了包含底盘的整车声固耦合有限元模型,采用频率响应法预测车内声学振动响应,发现驾驶员右耳声压在38 Hz处以及驾驶员座椅导轨振动在59 Hz处存在较大峰值。在有限元模型基础上建立了整车虚拟传递路径分析模型,该模型合成的声学振动结果与频率响应法结果吻合较好,验证了模型的正确性。利用虚拟传递路径法对两处峰值作诊断分析,根据分析结果对贡献量大的路径进行优化。优化结果表明,38 Hz处驾驶员右耳声压降低2 dB,59 Hz处座椅振动改善效果明显。

传递路径分析在车内噪声分析中的应用

阐述了传递路径分析(OPAX)的估算方法及载荷力识别方法。针对某车辆全负荷加速行驶到为3 650 r/min时驾驶员附近4阶噪声大的问题,建立了"激励源-驾驶员位置"传递路径模型,并进行了传递路径数据分析。结果表明,导致该车激励力变大的原因是发动机4阶激励与发动机左悬置支架模态重合产生共振。在发动机左悬置支架安装动态吸振器并进行了整车试验。结果表明,车内噪声整体下降2.4 dB(A),满足相关要求。

运行工况下车内噪声的能量传递路径分析

传递路径分析是分析车辆噪声的重要手段。针对在中高频范围内,产品不同个体的频率响应函数的幅值和相位均存在较大差异的现象,提出了运行工况下的能量传递路径分析。并应用于某重型商用车的车内噪声分析,对分析结果进行了验证。结果表明,和传统的传递路径分析结果相比,在同样的求解条件下,能量传递路径分析得到的传递函数的稳定性更好。

基于SEA赋权图的舱室噪声传递路径分析

振声能量传递路径是船舶舱室噪声控制的重要依据之一。对中高频振声问题采用统计能量分析(SEA)求解,引入SEA系统传递路径的概念,并结合图论提出了舱室噪声传递的SEA赋权图法。将SEA系统等效为结点和有向边组成的有向图G_(SEA),噪声传递路径问题转变为求解G_(SEA)中的最大权重路径问题,通过偏离算法得到的K主要路径即为能量传递的主路径。以某船机舱传递到住舱中的能量传递路径为例,首先确定不同振声源在目标舱室中产生的噪声分量,选取对目标舱室影响最大子系统为路径分析对象,然后使用SEA赋权图法求解主要传递路径,从而揭示能量在结构和声腔中的传播机理,为船舶降噪优化提供指导。

传递路径分析用于车内噪声贡献量的研究

论述了传递路径分析(TPA)的基本原理。建立了TPA模型,并通过在实际工况下的测量和计算,验证了该模型的正确性。基于该模型进行了某车车内噪声各条传递路径贡献量的分析。结果表明,排气管悬置4的Z向、发动机右悬置Z向及发动机左悬置Y向的贡献量最大,为主要的噪声传递路径。对车内噪声主要贡献量路径进行的频响函数与工作力的分析结果表明,在频率为26.7Hz时,排气管吊点Z向的贡献量主要是由其工作力所引起的,即发动机2阶频率时的振动所产生的力;发动机悬置与发动机表面声辐射亦是如此。