CN108492813B - 一种消除汽车高速拍频噪声的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种消除汽车高速拍频噪声的方法，在样车制造之前，设计阶段，通过传动比分析，确定轮胎高阶力与动力总成激励的耦合，产生拍频噪声的风险，并对存在的风险通过优化传动比，避免轮胎高阶激励与动力总成激励耦合的产生，避免车内高速拍频现象。通过该方法的前期设计，避免后期车内出现拍频现象，提高车内声品质以及避免提高轮胎工艺要求来解决拍频现象，避免增加制造成本。

Description

一种消除汽车高速拍频噪声的方法

技术领域

本发明涉及一种消除汽车高速拍频噪声的方法，属于汽车振动噪声设计领域。

背景技术

汽车市场对汽车NVH（noise,vibration,Harshness）性能日益趋严，有部分轿车由于设计不合理，在高速工况，车内存在周期起伏波动的噪声，俗称拍频声。目前对该部分问题的解决，通常是提高轮胎的工艺，降低轮胎高阶激励（轮胎旋转频率的整数倍频率的激励）解决。车内高速出现拍频现象，由动力系统激励频率与轮胎高次谐波激励频率耦合导致，在车内形成周期起伏的噪声，影响车内声品质。目前行业内的现状是，在样车制造后，出现该问题了再解决，解决的方法是优化轮胎，提高轮胎的高阶均匀性，降低轮胎高次谐波力，以达到消除与动力系统合拍的激励源的目的。

提高轮胎高阶均匀性，降低轮胎工作时高次谐波力，对轮胎材料、成型工艺以及检测手段均有比较高的要求，对轮胎的制造成本有明显的增加，且在车辆使用一定里程后，更换非原厂轮胎，该问题又会重新呈现。通过对轮胎工艺、质量与检测工艺提出更高的要求，延长了生产时间，增加了制造成本。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的不足，提供一种缩短问题解决周期，降低制造成本，避免对轮胎工艺、质量与检测工艺提出更高的要求，避免车辆到达一定里程后，更换轮胎的问题。

要解决以上所述的技术问题，本发明采取的技术方案为：

一种消除汽车高速拍频噪声的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）在高速（大于等于100km/h）工况条件下，通过变速器与主减速器传动比分析发动机激励与轮胎高阶激励的对应关系，

发动机点火激励频率fe=rpm/(60*n/2)，其中rpm 为发动机转速，n为发动机缸数；

轮胎高阶激励fi=rpm/(60*nt*nr)*i，其中nt为变速器与主减速器传动比，nr为主减速比，i为阶次，取正整数；

2）比对fe与fi的关系，评估轮胎高阶激励频率与发动机点火激励频率的间隔；

3）若存在发动机点火激励频率与轮胎高阶激励频率间隔在3Hz以内，则车内存在拍频噪声风险；

4）调整变速器与主减速器传动比，改变轮胎高阶激励频率与发动机点火激励频率的间隔关系，保持轮胎高阶激励频率与发动机点火激励频率间隔5Hz以上。

传统的车用发动机为四冲程发动机，曲轴旋转两圈为一个工作循环，这个过程气缸内产生一次点火燃烧，这个点火燃烧过程产生的振动激励为发动机点火激励。由于轮胎其结构、材料以及工艺原因，轮胎旋转过程，产生周期性激励，其激励的频率与旋转的频率成整数倍关系，高于轮胎旋转频率一倍及以上的频率对应的激励，成为轮胎高阶激励。

进一步，所述i为1-10的正整数。

进一步，nr为主减速器主动齿轮齿数与从动齿轮齿数之比。

在设计前期，通过设计参数的分析与调整，对车内高拍频声进行预测评估，并通过传动比参数优化设计解决该问题，达到解决车内拍频噪声的产生。在样车制造之前，通过传动比分析，确定轮胎高阶激励与动力总成激励的耦合，产生拍频噪声的风险，并对存在的风险通过优化传动比，避免轮胎高阶力与动力总成激励耦合的产生，避免车内高速拍频现象。对样车制造后，解决高速车内拍频声，同样可行。

本发明一种消除汽车高速拍频噪声的方法，避免对轮胎工艺、质量与检测工艺提出更高的要求，缩短问题解决周期，降低制造成本，且避免了车辆达到一定里程后，更换轮胎后该问题的重现。

附图说明

下面对本说明书各附图所表达的内容作出简要的说明：

图1为实施例一车内存在拍频噪声图；

图2为实施例一存在拍频噪声的轮胎7阶激励与发动机2阶点火激励频谱图；

图3为实施例一存在拍频噪声的fe与fi的关系对比图；

图4为实施例一改进后fe与fi的关系对比图；

图5为实施例一车改进后的噪声图。

具体实施方式

下面结合附图给出一个非限定的实施例对本发明作进一步的阐述。但是应该理解，这些描述只是示例的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

实施例一

如图1、2所示，在车速高速工况下，存在的周期起伏波动的噪声，由发动机与轮胎高阶激励合拍形成，

通过高速档传动比（包括变速器与主减速器）计算发动机激励与轮胎高阶激励（10阶以内）的对应关系，

发动机点火激励频率fe=rpm/(60*n/2)，其中rpm 为发动机转速，n为发动机缸数；

轮胎高阶激励fi=rpm/(60*nt*nr)*i，其中nt为高速档传动比，nr为转速比，i为阶次，取整数1-10。

如图3所示，分别绘制发动机点火激励频率与转速关系曲线，轮胎各阶激励频率与转速关系曲线。评估轮胎高阶激励与发动机激励的间隔程度，

若有存在发动机激励与轮胎某一高阶激励重合或者接近的情况，则车内存在拍频噪声的风险极高。

如图4、5所示，调整该档位的齿数，优化传动比，改变轮胎高阶激励频率与发动机点火激励频率的关系，保持高速工况下，频率间隔5Hz以上，车内拍频风险得以避免。

用本发明的方法，在某自主品牌轿车中进行实践应用。

某手动挡轿车，匀速120Km/h，车内存在明显的拍频声，如图1所示，车内声音周期性起伏波动，严重影响声品质。经过分析，以本发明的设计方法，计算高速档工况下，发动机与轮胎高阶激励频率。 绘制发动机点火激励频率与轮胎各阶激励频曲线，如图2、3所示，轮胎7阶激励与发动机2阶激励间隔不足2Hz。轮胎7阶与发动机2阶激励合拍，形成车内拍频噪声。

如图4所示，微调该档位齿数，调整传动比之后，重新绘制发动机激励与轮胎高阶激励频率曲线，发动机点火激励频率在轮胎7阶与8阶激励频率之间，间隔均超过5Hz，评估拍频风险消失。

按照该方案实施工程化改进与验证，车辆120km/h车内噪声正常，如图5所示，拍频现象消失，车内声品质改善。

实施例二

用本发明的方法，在某轿车中进行实践应用。

某手动挡轿车，匀速100Km/h时，车内周期性起伏波动的噪声，存在拍频现象。

通过该工况传动比计算，分析发动机与轮胎高阶激励频率间隔，轮胎8阶激励与发动机2阶激励间隔不足1.5Hz，即轮胎8阶激励与发动机点火2阶激励合拍，导致拍频噪声。

调整该工况下档位的传动比，重新排列发动机2阶点火频率与轮胎高阶激励频率，确保该工况下，轮胎高阶激励频率与发动机2阶点火频率间隔均超过5Hz。，车内拍频风险消失。

方案实施后，车辆100km/h车内噪声正常，拍频现象消失。

以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

Claims (3)

1.一种消除汽车高速拍频噪声的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）在车速大于等于100km/h条件下，通过变速器与主减速器传动比分析发动机点火激励频率与轮胎高阶激励频率的对应关系，

发动机点火激励频率fe=rpm/(60*n/2)，其中rpm 为发动机转速，n为发动机缸数；

轮胎高阶激励fi=rpm/(60*nt*nr)*i，其中nt为变速器与主减速器传动比，nr为主减速比，i为阶次，取正整数；

2）比对fe与fi的关系，评估轮胎高阶激励频率与发动机点火激励频率的间隔；

3）若存在发动机点火激励频率与轮胎高阶激励频率间隔在3Hz以内，则车内存在拍频噪声风险；

4）调整变速器与主减速器传动比，改变轮胎高阶激励频率与发动机点火激励频率的间隔关系，保持轮胎高阶激励频率与发动机点火激励频率间隔5Hz以上。

2.如权利要求1所述的一种消除汽车高速拍频噪声的方法，其特征在于，所述i为1-10的正整数。

3.如权利要求1所述的一种消除汽车高速拍频噪声的方法，其特征在于，nr为主减速器主动齿轮齿数与从动齿轮齿数之比。

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