CN109238451B - 一种匀速工况下路噪结构声产生原因的排查方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种匀速工况下路噪结构声产生原因的排查方法，提供一种排查车内路噪结构声产生原因的思路与方法，可通过路噪结构声发生的频率特性快速诊断问题以缩小排查范围，相比于完全根据经验逐一排查来说提升了工作效率。通过一系列测试分析工作，可较为准确的识别异常振动的传递路径，锁定传递路径中的关键要素，并根据实际情况给出经济、有效的合理化改进建议。

Description

一种匀速工况下路噪结构声产生原因的排查方法
技术领域
本发明属于车身及车身附件技术领域，特别是指一种匀速工况下路噪结构声产生原因的排查方法。
背景技术
汽车NVH(Noise、Vibration and Harshness)性能是汽车舒适性的关键因素，振动小、安静的汽车产品已经成为购车者的主要追求，已成为决定汽车品质感最重要的指标。
汽车噪声振动有两个特点。一是与发动机的转速和汽车的行驶速度有关，二是不同的噪声振动源有不同的频率范围。路噪结构声最为凸显的速度段主要集中在60～80km/h工况下，其频率范围一般在20～500Hz。主观感受下，路噪结构声主要体现为低频轰鸣或敲鼓声、中低频“嗡嗡”声以及中高频的轮胎声腔共鸣“呜呜”声。
由于60～80km/h工况是汽车在城市道路的常用工况，如果汽车出现路噪结构声较大的问题，势必会影响整车的驾乘感与舒适性，从而失去市场竞争力。
在NVH领域中，通常将噪声振动传递过程描述为“源-传递通道-接受体”模型。路噪结构声的源为路面与轮胎之间的摩擦振动，传递通道为悬架系统到车身的各条传递路径，接受体为车内乘员耳朵的声音感知。
通常来说，在车身声学性能一定的情况下，路噪结构声的产生为激励源的频率与零部件的模态频率耦合，或者零部件与零部件之间的模态频率耦合，或者三者的频率均耦合所导致。所以路噪结构声排查整改的关键即是找出存在模态频率耦合的零部件并进行整改，使之与激励频率或其他零部件模态频率实现模态解耦的过程。
现有对路噪结构声的排查与整改主要依靠NVH工程师的经验，对可能造成路噪结构声的主要零部件进行排除性试验，如通过对比在前副车架总成上的不同部位增加质量块和原状态的车内噪声测试结果，以确定前副车架总成对路噪结构声的影响程度，从而确认路噪结构声发生的主因。
此种方法以工程师的经验为主导，对于工作经验有限的年轻工程师需要对可能存在风险的各零部件的各项影响因素逐一进行排查确认，需要花费更多的时间与精力。同时，在对相关零部件进行排查的过程中难以保证对比前后的整车状态一致，因此易误导判断与决策，不能提出最经济有效的方案。
发明内容
本发明的目的是提供一种匀速工况下路噪结构声产生原因的排查方法，以解决无法客观的确定车内路噪结构声的频率特性，确定车内路噪结构声强相关振动的零部件及确定车内路噪结构声的振动传递路径的排查问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种匀速工况下路噪结构声产生原因的排查方法，包括以下步骤：
1)在设定路面上，确定相应频率范围内主观感知的路噪结构声，以及相应频率范围产生所述路噪结构声的设定部位；
2)测试车辆在设定路面上匀速以第一设定速度工况下行驶，主观评价车内的路噪结构声的大小及类型；
同时，测试车辆内的设定部位分别设置噪声传感器，分别采集所述设定路面上第一工况下的车内噪声及悬架设定部位振动曲线；
3)将主观评价车内的路噪结构声大小及类型与相应的车内噪声曲线比对，确认在所述第一工况下相应频率范围内是否出现车内噪声峰值；若出现车内噪声峰值，确认测试数据与主观评价结果吻合，并确定步骤1)的设定部位；若没有出现车内噪声峰值，返回步骤2)；
4)针对所述设定部位的各组成部件的静态模态测试结果，同时在所述设定路面上以第一设定速度工况下进行工作变形测试分析，并得到各组成部件的静态模态振型峰值与第一设定速度工况下的振动峰值；
5)将所述振动峰值与所述车内噪声峰值进行比较，其中一致性较高的组成部件为路噪结构声产生的关键部件，并分析出车内噪声结构的关键传递路径。
改变所述关键部件，重复步骤4)，若所述振动峰值与所述车内噪声峰值同时出现偏移或降低，则确认所述关键部件为导致路噪结构声的主要因素。
所述设定路面包括水泥起伏路面及粗糙沥青路面。
所述相应频率范围为40-60Hz，且路噪结构声为轰鸣或敲鼓声，所述设定部位为悬架所涉部件与车身局部板所涉部件；
所述相应频率范围为60-200Hz，且路噪结构声为嗡嗡声，所述设定部位为悬架所涉部件；
所述相应频率范围为200-250Hz，且路噪结构声为呜呜声，所述设定部位为悬架所涉部件与轮胎所涉部件。
所述第一设定速度为60km/h或80km/h。
所述设定部位至少包括悬架系统及车身。
所述悬架系统包括轴头、下摆臂、前副车架中一个或一个以上。
本发明的有益效果是：
本技术方案提供一种排查车内路噪结构声产生原因的思路与方法，可通过路噪结构声发生的频率特性快速诊断问题以缩小排查范围，相比于完全根据经验逐一排查来说提升了工作效率。通过一系列测试分析工作，可较为准确的识别异常振动的传递路径，锁定传递路径中的关键要素，并根据实际情况给出经济、有效的合理化改进建议。
附图说明
图1为本发明排查方法程序图；
图2为路噪结构声原因初步分析表；
图3为车内噪声、悬架振动与后扭力梁总成SUM频谱；
图4为车内噪声与后扭力梁总成ODS频谱。
具体实施方式
以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。
在本申请的静态模态是指在静态情况下测试，即静态测试；工作变形分析即为动态测试；关键部位振动(也为动态测试，可与工作变形分析合并测试)数据比对。
本申请提供一种匀速工况下路噪结构声产生原因的排查方法，如图1所示，包括以下步骤：
1)在设定路面上，确定相应频率范围内主观感知的路噪结构声，以及相应频率范围产生所述路噪结构声的设定部位；
2)测试车辆在设定路面上匀速以第一设定速度工况下行驶，主观评价车内的路噪结构声的大小及类型；
同时，测试车辆内的设定部位分别设置噪声传感器，分别采集所述设定路面上第一工况下的车内噪声及悬架设定部位振动曲线；
3)将主观评价车内的路噪结构声大小及类型与相应的车内噪声曲线比对，确认在所述第一工况下相应频率范围内是否出现车内噪声峰值；若出现车内噪声峰值，确认测试数据与主观评价结果吻合，并确定步骤1)的设定部位；若没有出现车内噪声峰值，返回步骤2)；
4)针对所述设定部位的各组成部件的静态模态测试结果，同时在所述设定路面上以第一设定速度工况下进行工作变形测试分析，并得到各组成部件的静态模态振型峰值与第一设定速度工况下的振动峰值；
5)将所述振动峰值与所述车内噪声峰值进行比较，其中一致性较高的组成部件为路噪结构声产生的关键部件，并分析出车内噪声结构的关键传递路径。
改变关键部件，重复步骤4)，若振动峰值与车内噪声峰值同时出现偏移或降低，则确认关键部件为导致路噪结构声的主要因素。
如图2所示，相应频率范围为40-60Hz，且路噪结构声为轰鸣或敲鼓声，设定部位为悬架所涉部件与车身局部板所涉部件。
相应频率范围为60-200Hz，且路噪结构声为嗡嗡声，设定部位为悬架所涉部件。
相应频率范围为200-250Hz，且路噪结构声为呜呜声，设定部位为悬架所涉部件与轮胎所涉部件。
分别在水泥起伏路面、粗糙沥青路面以匀速60km/h、80km/h工况下行驶，主观评价车内路噪结构声的大小及类型。路噪结构声大小主观评价路噪在乘员主观感受上所占比重的大小；路噪结构声类型主观评价在乘员主观感受上路噪低频轰鸣或敲鼓声、中低频“嗡嗡”声或中高频的轮胎声腔共鸣“呜呜”声之中哪一种声音更为突出。结合车内噪声客观测试数据，确认相应工况下车内噪声在对应频率段是否出现峰值，若出现则说明测试数据与主观评价结果吻合。
通过对各工况下车内噪声数据进行频率区间分析，可初步确认车内路噪结构声产生的原因，快速锁定排查范围。
以下为某测试车辆在粗糙沥青路面上以匀速60km/h工况下行驶的车内噪声曲线，主观评价车内存在较为明显的轮胎声腔共鸣“呜呜”声，且后排比前排感受更为强烈，经对比与客观测试数据吻合。
如图3所示，由测试数据可知，轮胎声腔频率为229.5Hz，而悬架系统后扭力梁总成在229.5Hz处也存在峰值，即轮胎声腔与后扭力梁总成形成耦合导致共振放大。通过右后轴头与后扭力梁总成上的右后拖曳臂Z向振动加速度曲线也可以看出在229.5Hz处当振动传导至后扭力梁总成时被放大。
更详细的是，本实施例对比了后扭梁模坊、后扭梁工作变形分析(ODS)、轴头(激励源)与后拖曳臂被动端振动(路径关键点)的振动，三者在229.5Hz均有峰值对应，说明相关性高，可判断关键零部件为后扭梁，关键路径为轴头-后扭梁-车身，从而形成车内噪声。下一步通过配重改变零部件的模态频率从而实现避频，如出现峰值降低或移频，则说明分析结论正确。
车内路噪结构声的主要激励源为路面激励，路面激励下产生的结构振动通过各传递路径传导至车身从而形成车内结构声。通过在特定工况下的工作变形分析(ODS)测试分析，对各路径上零部件振动进行相干性分析，找出测点振动峰值、ODS SUM峰值与车内噪声峰值一致性较高的零部件并结合零部件模态信息，即可分析出导致车内路噪结构声的关键传递路径，并可确认引起车内噪声峰值的底盘件弱点，在传递路径上进行弱化或消除。
采集在粗糙沥青路面上匀速60km/h工况下行驶的车内噪声频谱及后扭力梁总成ODS SUM频谱，结合实际工作状态下右后轴头、后右拖曳臂被动端的振动频谱，若峰值一致性说明其相干性较高，结合后扭力梁总成测试数据可知，导致229.5Hz的车内路噪结构声的传递路径为“轮胎轴头-后扭力梁总成-车身”，如图4所示。
对相干性较高的零部件模态特性进行改变，通过ODS测试得出的工作变形振型，在变形最大的部位施加如配重、增加动力吸振器等措施改变其频率或抑制其振型，同时监控该零部件振动与车内噪声数据。若振动峰值与车内噪声峰值同时出现偏移或降低，则确定该零部件为导致路噪结构声的主要因素并制定针对性改进措施。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (7)

1.一种匀速工况下路噪结构声产生原因的排查方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)在设定路面上，确定相应频率范围内主观感知的路噪结构声，以及相应频率范围产生所述路噪结构声的设定部位；
2)测试车辆在设定路面上匀速以第一设定速度工况下行驶，主观评价车内的路噪结构声的大小及类型；
同时，测试车辆内的设定部位分别设置噪声传感器，分别采集所述设定路面上第一工况下的车内噪声曲线；
3)将主观评价车内的路噪结构声大小及类型与相应的车内噪声曲线比对，确认在所述第一工况下相应频率范围内是否出现车内噪声峰值；若出现车内噪声峰值，确认测试数据与主观评价结果吻合，并确定步骤1)的设定部位；若没有出现车内噪声峰值，返回步骤2)；
4)针对所述设定部位的各组成部件的静态模态测试结果，同时在所述设定路面上以第一设定速度工况下进行工作变形测试分析，并得到各组成部件的静态模态振型峰值与第一设定速度工况下的振动峰值；
5)将所述振动峰值与所述车内噪声峰值进行比较，其中一致性较高的组成部件为路噪结构声产生的关键部件，并分析出车内噪声结构的关键传递路径。
2.根据权利要求1所述的匀速工况下路噪结构声产生原因的排查方法，其特征在于，改变所述关键部件，重复步骤4)，若所述振动峰值与所述车内噪声峰值同时出现偏移或降低，则确认所述关键部件为导致路噪结构声的主要因素。
3.根据权利要求1所述的匀速工况下路噪结构声产生原因的排查方法，其特征在于，所述设定路面包括水泥起伏路面及粗糙沥青路面。
4.根据权利要求1所述的匀速工况下路噪结构声产生原因的排查方法，其特征在于，所述相应频率范围为40-60Hz，且路噪结构声为轰鸣或敲鼓声，所述设定部位为悬架所涉部件与车身局部板所涉部件；
所述相应频率范围为60-200Hz，且路噪结构声为嗡嗡声，所述设定部位为悬架所涉部件；
所述相应频率范围为200-250Hz，且路噪结构声为呜呜声，所述设定部位为悬架所涉部件与轮胎所涉部件。
5.根据权利要求1所述的匀速工况下路噪结构声产生原因的排查方法，其特征在于，所述第一设定速度为60km/h或80km/h。
6.根据权利要求1所述的匀速工况下路噪结构声产生原因的排查方法，其特征在于，所述设定部位至少包括悬架系统及车身。
7.根据权利要求6所述的匀速工况下路噪结构声产生原因的排查方法，其特征在于，所述悬架系统包括轴头、下摆臂、前副车架中一个或一个以上。
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