汽车路噪

对复杂的汽车系统来说，如何找到一种既能较好地表征整车振动噪声特性，而其实现起来又较为简明、迅速的方法，一直是...



对复杂的汽车系统来说，如何找到一种既能较好地表征整车振动噪声特性，而其实现起来又较为简明、迅速的方法，一直是汽车NVH研究人员孜孜以求的目标。近年来，基于频率响应函数（FRF）的车内噪声传递路径分析方法成为各大汽车公司和汽车研发中心的主要研究方向之一，这种方法从子结构传递函数的角度出发，在频域上描述了系统的振动噪声特性，为汽车噪声预测、振动噪声快速诊断等工作提供了一种快捷、精准的有利工具。此方法建立的模型中，一般把整个系统划分为几个较为独立的子结构，每个子结构都以频响函数来表征其结构特性，各子结构之间通过各种弹性元件相联结来传递信息。一个由动力总成和车身组成的简单汽车模型，在这模型里，汽车被划分成两个子结构，一个是车身子结构，另一个是动力总成子结构，二者之间通过动力总成悬置相联结。在研究过程中，可将此系统进一步理论化，把各子结构简化成一个个结构块，把联结子结构的各弹性元件（如动力总成悬置）简化成各个标量弹簧。

所谓传递路径分析

Transferpath analysis -TPA就是指通过试验来跟踪由源经过一系列已知结构或空气传播路径传递到指定接收点能量流的分析方法。当存在多个部分相关的源发生作用时,则需要采用更加先进的传递路径分析技术或者使用更为有效的空气传播源定量分析技术。

在类似与汽车、飞机或潜艇一类的复杂结构中,常常包含了大量的子部件,而在某个位

置的观察者,很容易就能感受到来自若干距离之外振源所引起的振动或噪声。例如,汽

车中某个源的能量可以通过若干路径传递到车内,通过发动机悬置或排气系统悬吊点

甚至通过传动轴或车轮悬架间接传递到车内。在有些情况下进气系统或排气系统的空气

传播噪声Airborne贡献同样是十分重要的。在所有的路径中,有些是重要的而有些则不重要。一些传递路径会在特定的频率上产生干涉,以致于观察者很难注意到它们,而当观察者移动位置时,它们有变得明显起来。传递路径分析方法用于对激励源与接收位置之间的结构传播Structureborne和空气传播Air borne能量路径进行评价。

TPA的目的

是为了评价由源到接收点每个路径能量的矢量贡献从而确定为了解决特定的问题路径上哪些部件需要进行修改或者通过优化设计使这些部件得到理想的性。

尽管TPA的概念十分简单,但实际试验非常耗时需要测量数百个FRFs,测量操作也比较困难能够安装传感器的位置空间受到很大限制,同时试验将产生大量的数据,必须对数据进行仔细的管理以免丢失重要的细节。而另一方面,进行传递路径分析又是非常有价值的,因为无论是对解决特定问题、改进部件甚至是振动/声学设计,它都能给出直接的指导。LMS工程服务部大量采用了TPA方法,例如,曾经针对一款已经调校非常好的四门豪华轿车,应用传递路径分析对车内噪声的主观感知度做了更进一步的改进。LMS CADA-X 传递路径分析软件集成了许多高效的数据处理和可视化功能,无论对于试验工程师还是设计工程师,它都是十分实用的工具。

通常情况下,我们会采用主观评价和客观评价的方法来评定车内的声学响应,包括确定

恼人的谱成份和或者是否缺少屏蔽成份,并针对这些频率综合使用实际工作数据和试验

室数据对各种声源及其路径进行评估确定,哪些声源和路径是重要的,哪些声源和路径

对恼人谱成份具有比较大的贡献,哪些具有抵消效应,之后我们可以使用传递路径分析

对从激励源到接收位置的结构传播和空气传播能量路径进行评价。一旦完成了激励源及

其路径的定量分析并建立了相应的模型之后,对系统的优化设计任务相对就变得很直观了。典型的设计修改包括对悬置件或车身零件的修改,车身联结点局部刚度的修改或者在更后期的开发阶段用可调吸振器tuned vibration absorber进行减振等等。

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