CN104214262B - 一种改善nvh性能的动力吸振器及其匹配方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种改善NVH性能的动力吸振器及其匹配方法，所述动力吸振器包括连接座及多个质量块，所述动力吸振器还包括一端固定连接在所述连接座上的板弹簧且所述板弹簧上沿其长度方向开设有滑槽，与所述多个质量块相可拆卸连接的连接柱且所述连接柱的一端沿着所述滑槽能够滑动地设置在所述滑槽内，与所述连接柱连接用于将所述多个质量块固定连接在所述板弹簧上的紧固件。本发明的动力吸振器可以通过调节质量块的重量和位置，使得本发明的动力吸振器的固有频率可调，并且针对汽车整车的不同系统，可以有一种通用的动力吸振器进行减振匹配，还可以快速找到抑制振动的最佳方案。
Description
技术领域
本发明属于汽车噪声与振动控制领域，涉及一种汽车零部件，具体涉及一种改善NVH性能的动力吸振器及其匹配方法。
背景技术
整车NVH(NVH：噪声、振动与声振粗糙度)测试过程中，针对排气系统、转向系统、悬架系统等各子系统测试时，对于其共振问题往往会提出加装动力吸振器的改进方案。动力吸振器针对不同的子系统往往由零部件厂商来提供，并且专用于不同子系统在动力吸振器又各有不同的设计方案。这样，NVH工程师从提出设计改进方案到向主机厂反馈问题，再由主机厂负责联系供应商提供专用的动力吸振器，过程繁琐，延长了整个项目改进时间。另一方面，动力吸振器属于针对某一共振频率而定制的，一旦设计上与实际存在偏差(因为设计过程有些实际条件无法考虑在内)，不能及时调整与改进，会大大降低NVH工程师的工作效率。
传统的汽车动力吸振器设计方法是基于理论的设计方法，通过测试或者仿真获得汽车某子系统的模态频率和振型，针对某一频率进行动力吸振器设计，避开此频率的振动。但是，整车中某些系统并不是线性的，通过测试仿真获取的数据可能与实际存在偏差，存在阻尼的影响，这就需要通过设计-试测-测试-再试测等一系列的流程，涉及的流程多，耗费人力财力也较多。同时还涉及到整车厂、零部件供应商、动力吸振器供应商之间的沟通协调，这样并不利于共振问题的快速解决。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种频率可调的改善NVH性能的动力吸振器。
本发明还有提供一种动力吸振器的匹配方法。
为解决以上技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种改善NVH性能的动力吸振器，包括连接座及多个质量块，所述动力吸振器还包括：
板弹簧，一端固定连接在所述连接座上，所述板弹簧上沿其长度方向开设有滑槽；
连接柱，与所述多个质量块相可拆卸地连接，且所述连接柱的一端沿着所述滑槽能够滑动地设置在所述滑槽内；
紧固件，与所述连接柱连接用于将所述多个质量块固定连接在所述板弹簧上。
所述板弹簧上沿其长度方向设置有刻度尺。
所述质量块的侧面上设置有与所述刻度尺上的刻度线对齐的标记线。
所述滑槽开设在所述板弹簧的宽度方向的中间部位。
所述连接柱为螺栓，所述紧固件为螺母。
所述质量块上开设有连接孔，所述连接柱的另一端穿过所述连接孔而与所述紧固件连接。
所述板弹簧的另一端悬空设置。
一种上述改善NVH性能的动力吸振器的匹配方法，所述方法包括以下步骤：
(1)绘制所述质量块在不同刻度位置和不同配重质量下的所述动力吸振器的固有频率表，作为所述动力吸振器匹配的依据；
(2)对需要使用所述动力吸振器的系统进行共振频率测试，得到所述系统的固有频率；
(3)建立所述系统的有限元模型，与所述系统的固有频率进行对标，获得所述系统的精确数值模型，通过仿真手段从所述系统的精确数值模型中得到所述模型的共振频率和振型；
(4)依据步骤(3)得到的所述振型选择所述系统的精确数值模型中的改进对象振型反节点位置为所述动力吸振器的安装位置；
(5)找到步骤(1)所述固有频率表中与步骤(3)中得到的共振频率最接近的值，记录此时的所述质量块的刻度位置和配重质量，然后调整所述质量块的位置和配重质量得到匹配的动力吸振器；
(6)在所述系统的精确数值模型中的所述改进对象振型反节点位置上配置所述匹配的动力吸振器，并测试安装所述动力吸振器的模型的共振频率，当安装所述动力吸振器的模型的共振频率避开所述系统的固有频率1Hz或1Hz以上时，完成匹配，否则，移动所述质量块位置，观察匹配效果，直至匹配成功。
步骤(2)中，所述系统的固有频率的获得采用的是数据采集设备对所述系统进行模态测试。
步骤(3)中，从所述系统的精确数值模型中得到所述模型的共振频率与所述系统的固有频率误差在10％以内。
由于上述技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：
本发明的动力吸振器可以通过调整质量块在板弹簧上的位置及质量块的配重来改变该动力吸振器的固有频率。
本发明的动力吸振器针对汽车整车的不同系统，可以有一种通用的动力吸振器进行减振匹配。
通过本发明的动力吸振器的匹配方法，技术人员可以快速找到抑制振动的最佳方案。
附图说明
图1为本发明的动力吸振器的立体图；
图2为本发明的动力吸振器的主视图；
图3为本发明的实施例一的排气系统的结构示意图；
图4为图3中a处的动力响应曲线图；
图5为图3中b处的动力响应曲线图；
图6为图3中c处的动力响应曲线图；
图7为图3中d处的动力响应曲线图；
图8为图3中e处的动力响应曲线图；
图中数字所表示的名称为：
1、连接座；2、质量块；3、板弹簧；4、连接柱；5、滑槽；6、紧固件；7、刻度尺；8、动力吸振器；9、中消声器；10、后消声器；11、第一排气管；12、第二排气管；13、第三排气管；14、排气尾管；15、催化器。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步描述。
如图1～2所示，一种改善NVH性能的动力吸振器，包括连接座1、多个质量块2、板弹簧3、连接柱4及紧固件6。板弹簧3的一端固定连接在连接座1上，且板弹簧3上沿其长度方向开设有滑槽5，而板弹簧3的另一端悬空设置；连接柱4与多个质量块2相可拆卸地连接，且连接柱4的一端沿着滑槽5能够滑动地设置在滑槽5内；紧固件6与连接柱4连接用于将多个质量块2固定连接在板弹簧3上。
滑槽5开设在板弹簧3的宽度方向的中间部位。
连接柱4为螺栓，紧固件6为与螺栓配合的螺母，质量块2上开设有连接孔，连接柱4的另一端穿过连接孔而与紧固件6连接。质量块2具有多种规格，如0.5kg、1kg、2kg等。
板弹簧3上沿其长度方向设置有刻度尺7，如刻度尺7的长度为30mm。
在质量块2的侧面上设置有与刻度尺7上的刻度线对齐的标记线。
下面结合实施例1对本发明的动力吸振器的匹配方法作进一步描述。
实施例1
某车型的排气系统的上需要安装动力吸振器。
如图3所示，该排气系统包括催化器15、中消声器9和后消声器10，催化器14的一端通过第一排气管11连接在汽车发动机的出气端，催化器14的另一端与中消声器9的一端通过第二排气管12连接，中消声器9的另一端与后消声器10的一端通过第三排气管13连接，后消声器10的另一端连接有排气尾管14。
动力吸振器的匹配方法，步骤如下：
(1)绘制质量块2在板弹簧3上的不同刻度位置和不同配重下的动力吸振器的固有频率表(如表1所示，在此要说明的是，表1只列出部分不同刻度和不同配重质量下对应动力吸振器的固有频率)，作为动力吸振器匹配的依据，其中，对动力吸振器的固有频率采用捶击法测试；
表1为质量块在不同刻度位置和不同配重下的动力吸振器的固有频率表
(2)采用数据采集设备对排气系统进行模态测试，得到排气系统的固有频率为48.4Hz；
(3)建立排气系统的有限元模型，与排气系统的固有频率进行对标，获得排气系统的精确数值模型，通过仿真手段从模型中得到该模型的共振频率48.2Hz和三阶垂向弯曲振型；
(4)依据步骤(3)得到的三阶垂向弯曲振型选择模型中改进对象振型反节点位置为动力吸振器的安装位置；
(5)找到表1中的与步骤(3)中得到的共振频率48.2Hz最接近的值为48Hz，记录此时的质量块2的刻度位置为10mm和配重质量为0.5kg，然后将质量块2调整到刻度位置为10mm和配重质量为0.5kg得到匹配的动力吸振器；
(6)在模型中的改进对象反节点位置上配置步骤(5)得到的匹配的动力吸振器，并测试安装动力吸振器的模型的共振频率为47.1Hz，安装动力吸振器的模型的共振频率47.1Hz避开排气系统的固有频率48.4Hz的值为1.3Hz，完成匹配。
上述匹配方法中，对模型的排气系统在安装动力吸振器之前和安装动力吸振器之后进行分析，结果如下：
如图3所示，先对排气系统模型中的第二排气管12、中消声器9的进气口端、中消声器9的出气口端、第三排气管13及排气尾管14进行分析，测试点分别为a、b、c、d及e，然后在排气系统模型的改进对象反节点位置安装动力吸振器8，再对排气系统模型中的测试点a、b、c、d及e进行分析，结果如图4～8所示的动力响应曲线图，图4～8中的横坐标为频率(Frequency，单位为Hz)、纵坐标为约束点受力(SPC force，单位为N)。结果表明，加装动力吸振器后，排气系统的48Hz频率峰值有1Hz的偏移。
实施例2
对另一车型的排气系统采用本发明的匹配方法匹配动力吸振器，在未装动力吸振器时，频率为24Hz，正好在发动机激励频率范围24～26Hz之内，存在共振隐患，加装动力吸振器后，频率减小为20.35Hz，有效避开了发动机激励频率。
综上所述，对于汽车整车的不同系统，如排气系统、转向系统、悬挂系统等，可以有一种通用的动力吸振器，只需根据不同系统的固有频率，采用本发明的匹配方法，调整质量块在板弹簧的位置及质量块的配重获得匹配的动力吸振器，可以快速高效的解决共振问题，具有很高的应用价值。
以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种改善NVH性能的动力吸振器的匹配方法，所述动力吸振器包括连接座及多个质量块，所述动力吸振器还包括：
板弹簧，一端固定连接在所述连接座上，所述板弹簧上沿其长度方向开设有滑槽；
连接柱，与所述多个质量块相可拆卸地连接，且所述连接柱的一端沿着所述滑槽能够滑动地设置在所述滑槽内；
紧固件，与所述连接柱连接用于将所述多个质量块固定连接在所述板弹簧上；
其特征在于，所述匹配方法包括以下步骤：
(1)绘制所述质量块在不同刻度位置和不同配重质量下的所述动力吸振器的固有频率表，作为所述动力吸振器匹配的依据；
(2)对需要使用所述动力吸振器的系统进行共振频率测试，得到所述系统的固有频率；
(3)建立所述系统的有限元模型，与所述系统的固有频率进行对标，获得所述系统的精确数值模型，通过仿真手段从所述系统的精确数值模型中得到所述模型的共振频率和振型；
(4)依据步骤(3)得到的所述振型选择所述系统的精确数值模型中的改进对象振型反节点位置为所述动力吸振器的安装位置；
(5)找到步骤(1)所述固有频率表中与步骤(3)中得到的共振频率最接近的值，记录此时的所述质量块的刻度位置和配重质量，然后调整所述质量块的位置和配重质量得到匹配的动力吸振器；
(6)在所述系统的精确数值模型中的所述改进对象振型反节点位置上配置所述匹配的动力吸振器，并测试安装所述动力吸振器的模型的共振频率，当安装所述动力吸振器的模型的共振频率避开所述系统的固有频率1Hz或1Hz以上时，完成匹配，否则，移动所述质量块位置，观察匹配效果，直至匹配成功。
2.根据权利要求1所述的匹配方法，其特征在于，所述板弹簧上沿其长度方向设置有刻度尺。
3.根据权利要求2所述的匹配方法，其特征在于，所述质量块的侧面上设置有与所述刻度尺上的刻度线对齐的标记线。
4.根据权利要求1所述的匹配方法，其特征在于，所述滑槽开设在所述板弹簧的宽度方向的中间部位。
5.根据权利要求1所述的匹配方法，其特征在于，所述连接柱为螺栓，所述紧固件为螺母。
6.根据权利要求5所述的匹配方法，其特征在于，所述质量块上开设有连接孔，所述连接柱的另一端穿过所述连接孔而与所述紧固件连接。
7.根据权利要求1所述的匹配方法，其特征在于，所述板弹簧的另一端悬空设置。
8.根据权利要求1所述的匹配方法，其特征在于，步骤(2)中，所述系统的固有频率的获得采用的是数据采集设备对所述系统进行模态测试。
9.根据权利要求1所述的匹配方法，其特征在于，步骤(3)中，从所述系统的精确数值模型中得到所述模型的共振频率与所述系统的固有频率误差在10％以内。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |