CN108438052A - 一种优化中低频段噪音的前副车架 - Google Patents

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李智明
殷金祥
李令兵
张涛
刘志鹏
程金英
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    • B62D21/00—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted

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Abstract

本发明公开了一种优化中低频段噪音的前副车架，包括上板和下板，所述前副车架由所述上板和所述下板组合而成，所述上板的前端的两侧分别设置有车身前安装架，所述前副车架的前端通过所述车身前安装架和车身连接，所述上板的后端的两侧分别设置有车身后安装架，所述前副车架的后端通过所述车身后安装架与所述车身连接，所述上板和所述下板合围形成矩形盒体结构。与现有技术相比，本发明通过将其原前副车架的上板和下板合围为矩形盒体结构，优化了前副车架中低频传递特性，降低了整车各工况在中低频段的噪声水平，最终提升了车内加速、匀速声品质。

Description

一种优化中低频段噪音的前副车架
技术领域
本发明涉及汽车结构技术领域，特别是一种优化中低频段噪音的前副车架。
背景技术
前副车架作为汽车上重要的承载部件，支撑连接汽车的多个零部件，包括转向机构、动力总成、稳定杆总成等关键部件。其疲劳寿命、尺寸精度对整车的安全性以及整车性能的发挥起着至关重要的作用。
NVH(Noise、Vibration、Harshness)性能指的是汽车在噪声、振动与声振粗糙度方面的性能，这是衡量汽车制造质量的一个综合性问题，它给汽车用户的感受是最直接和最表面的。
整车NVH性能直接影响了顾客对某款车型的第一印象。有关统计表明，整车约有1/3的故障问题是和车辆的NVH问题有关的，而各大公司有近20％的研发费用消耗在解决车辆的NVH问题上。因此，自主品牌汽车若想提升自身在当今汽车市场中的份额，可将整车NVH性能的提升作为未来的主要研究方向。
然而，悬架系统中副车架的NVH性能是影响整车NVH性能的关键指标。副车架结构噪声会引起加速车内轰鸣声、怠速车内噪声大、匀速噪声大等问题。某车型在全油门工况加速到3500rpm以上，车内存在强烈的共鸣音，压迫耳膜，且匀速工况，车内存在明显的“隆隆”敲鼓声,严重影响整车的NVH性能。通过TPA分析的方法确认是由副车架结构噪声引起。加速噪声峰值表现的方式是发动机二阶次噪声，匀速噪声峰值表现的方式是路面结构声，频率范围在100-150Hz，属于中低频噪声。
发明内容
本发明的目的是提供一种优化中低频段噪音的前副车架，以解决现有技术中的技术问题，它能够优化前副车架悬置安装点到驾驶员位置中低频段的传递特性，从而改善车内相应频段的噪声水平。
本发明提供了一种优化中低频段噪音的前副车架，包括上板和下板，所述上板的前端的两侧分别设置有车身前安装架，所述前副车架的前端通过所述车身前安装架和车身连接，所述上板的后端的两侧分别设置有车身后安装架，所述前副车架的后端通过所述车身后安装架与所述车身连接，其特征在于：所述上板和所述下板合围形成矩形盒体结构。
如上所述的优化中低频段噪音的前副车架，其中，优选的是，所述矩形盒体结构的短边设为83mm、长边设为180mm。
如上所述的优化中低频段噪音的前副车架，其中，优选的是，所述上板和所述下板之间设置有加强板。
如上所述的优化中低频段噪音的前副车架，其中，优选的是，所述加强板为U型结构，所述U型结构的开口端的两侧面分别与所述上板和所述下板的内表面贴合固定。
如上所述的优化中低频段噪音的前副车架，其中，优选的是，所述加强板固定于所述前副车架的后端。
如上所述的优化中低频段噪音的前副车架，其中，优选的是，所述下板的外表面为连续且光滑的平面。
如上所述的优化中低频段噪音的前副车架，其中，优选的是，所述上板的外表面上凹设有两个第一方槽，两个所述第一方槽于所述前副车架的长度方向上对称设置，所述下板的外表面上凹设有两个第二方槽，两个所述第二方槽于所述前副车架的长度方向上对称设置。
如上所述的优化中低频段噪音的前副车架，其中，优选的是，两个所述第一方槽和两个所述第二方槽分别一一对应设置。
与现有技术相比，本发明通过将其原前副车架的上板和下板合围为矩形盒体结构，优化了前副车架中低频(100-150Hz)传递特性，降低了整车各工况在中低频段的噪声水平，最终提升了车内加速、匀速声品质。
附图说明
图1是本发明的轴测图一；
图2是本发明的轴测图二；
图3是本发明的仰视图；
图4是图3的A-A向视图。
附图标记说明：1-上板，2-下板，3-车身前安装架，4-车身后安装架，5-加强板，6-第一方槽，7-第二方槽。
具体实施方式
下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
如图1至图4所示，本发明的实施例提供了一种优化中低频段噪音的前副车架，包括上板1和下板2，所述前副车架由所述上板1和所述下板2组合而成，所述上板1的前端的两侧分别设置有车身前安装架3，所述前副车架的前端通过所述车身前安装架3和车身连接，所述上板1的后端的两侧分别设置有车身后安装架4，所述前副车架的后端通过所述车身后安装架4与所述车身连接，其特征在于：所述上板1和所述下板2合围形成矩形盒体结构。
在本实施例中，通过将其原前副车架的上板1和下板2合围为矩形盒体结构，加大其纵向截面积，改善整车加速过程中车内噪声水平，车内原模态频率对应的3500rpm、3800rpm、4200rpm等转速的加速轰鸣声消失，最大下降5dB(A),同时加速工况车内嘈杂声减弱，声品质提升；同时改善整车匀速过程中车内噪声水平,匀速60km/h工况，噪声频谱幅值在100-150Hz内显著下降，最大下降10dB(A)，匀速隆隆敲鼓声明显减弱，声品质提升显著。
进一步地，所述矩形盒体结构的短边设为83mm、长边设为180mm。截面积由原先的(185-48)×59≈8083mm2提升至180×83≈14940mm2，提升约1.85倍，从而优化副车架中低频段(100-150Hz)传递特性，NTF最大由59.9dB降至51.4dB。
其理论依据为：第一步，假定前副车架简化为梁结构，根据伯努利-欧拉梁的横向运动方程可知，横截面积越大，需要激发梁模态的激励力越大。梁的横向运动方程公式如下：
其中：为梁的密度；S为梁的截面积；为梁Z方向上的变形，t为时间，x为梁的长度，E为杨式模量，I转动惯量；f为随时间和长度变化的力。
第二步，前副车架悬置激励点的噪声传递特性可用下式表示：
其中：p车内噪声响应为驾驶员位置的噪声响应声压，f后悬置激励力为副车架悬置激励点激励力。
第三步：由以上两式，假定前副车架为简化梁结构，x为前副车架梁的长度不变，则f后悬置激励力为随时间变化的力，可推出：
即前副车架悬置安装点到车内的噪声传递特性大小与其横截面积大小成反比。
为加强前副车架的横向强度，所述上板1和所述下板2之间设置有加强板5，加强板5的延伸方向与上板1和下板2的延伸方向相平行，可以在不增加前副车架车辆长度方向强度基础上，显著提高前副车架在车辆宽度方向的强度，能同时满足安全性能和NVH性能的要求。
进一步地，所述加强板5为U型结构，所述U型结构的开口端的两侧面分别与所述上板1和所述下板2的内表面贴合固定，优选为焊接固定方式，加强板5的设置，一方面可以增加宽度方向上的强度，另一方面，可以使得前副车架内部形成两个相邻空间，当前副车架受到撞击时，前副车架后端能够作为一个整体去承受前副车架前端传来的力，能够更好地使前副车架在碰撞时发生溃缩，提升车辆的安全性能。
再进一步地，所述加强板5固定于所述前副车架的后端。
所述下板2的外表面为连续且光滑的平面，将前副车架结构的下板2平整度进行优化，取消现有技术中的前副车架下板2的中间镂空的半封闭式加强结构；将底板整体拉平，这样可最大限度的增加其横截面积，从而降低噪音。
所述上板1的外表面上凹设有两个第一方槽6，两个所述第一方槽6于所述前副车架的长度方向上对称设置，所述下板2的外表面上凹设有两个第二方槽7，两个所述第二方槽7于所述前副车架的长度方向上对称设置。第一方槽6和第二方槽7的作用是提高前副车架平板件的局部模态，这样设计既保证了横截面积最大化，又不至于引起局部平板件的局部模态共振。
进一步地，两个所述第一方槽6和两个所述第二方槽7分别一一对应设置。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种优化中低频段噪音的前副车架，包括上板(1)和下板(2)，所述上板(1)的前端的两侧分别设置有车身前安装架(3)，所述前副车架的前端通过所述车身前安装架(3)和车身连接，所述上板(1)的后端的两侧分别设置有车身后安装架(4)，所述前副车架的后端通过所述车身后安装架(4)与所述车身连接，其特征在于：所述上板(1)和所述下板(2)合围形成矩形盒体结构。
2.根据权利要求1所述的优化中低频段噪音的前副车架，其特征在于：所述矩形盒体结构的短边设为83mm、长边设为180mm。
3.根据权利要求2所述的优化中低频段噪音的前副车架，其特征在于：所述上板(1)和所述下板(2)之间设置有加强板(5)。
4.根据权利要求3所述的优化中低频段噪音的前副车架，其特征在于：所述加强板(5)为U型结构，所述U型结构的开口端的两侧面分别与所述上板(1)和所述下板(2)的内表面贴合固定。
5.根据权利要求4所述的优化中低频段噪音的前副车架，其特征在于：所述加强板(5)固定于所述前副车架的后端。
6.根据权利要求1所述的优化中低频段噪音的前副车架，其特征在于：所述下板(2)的外表面为连续且光滑的平面。
7.根据权利要求1所述的优化中低频段噪音的前副车架，其特征在于：所述上板(1)的外表面上凹设有两个第一方槽(6)，两个所述第一方槽(6)于所述前副车架的长度方向上对称设置，所述下板(2)的外表面上凹设有两个第二方槽(7)，两个所述第二方槽(7)于所述前副车架的长度方向上对称设置。
8.根据权利要求7所述的优化中低频段噪音的前副车架，其特征在于：两个所述第一方槽(6)和两个所述第二方槽(7)分别一一对应设置。
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