车辆悬置刚度系数对 NVH 的影响目录摘要 3关键词解释 4引言 5模拟建模分析 6接触测量点客观参数 8试验的设计（DOE） 8试验结果 11结论 12展望 12参考文献 12摘要为降低车辆NVH,寻找造成车辆噪音的各种因素，驱动系统振动成为主要 因素之一。售后保修显示，在客户对汽车各种噪音的投诉中，驱动系统噪音成为 主要投诉对象之一。这主要是因为驱动系统介于地面与车身之间，直接感受地面 激励，车辆 NVH 的变化频率与地面激励变化频率保持一致。影响这种耦合关系 的一个关键影响因素就是悬置轴支架本身。本文主要研究悬置轴载系统鲁棒性对 驱动系统 NVH 的影响，致力能更好的减少驱动系统振动产生的不良影响。关键词：驱动系统不平衡力，悬置轴刚度系数、汽车响应参数。关键词解释驱动系统不平衡力：汽车悬置系统受到的由发动机活塞振动、前后车桥路面激励， 变速箱、分动箱选换档惯性阻力、驱动半轴惯性阻力共同作用下产生的总的输入 力。悬置轴刚度系数：悬置系统轴向鲁棒性的客观表达，具体指汽车悬置或悬挂隔离 减震时在绝对坐标三轴向上的刚度值，是悬置的固有性能表现。汽车响应参数：指驾驶员或乘员对由驱动不平衡力引起的振动、噪音、乘坐舒适 性(NVH)感受的客观表达。引言随着配有全时四驱(AWD)模式汽车特别是小型多功能越野车越来越流行。在快速 增长的 AWD 市场下，客户对 AWD 汽车 NVH 越来越关注。公布 AWD 汽车 NVH 数据成为汽车制造商们的一个挑战(传统客户难以辨别FWD与AWD汽车的NVH)。 驱动系统 NVH 成为客户了解熟悉汽车的盲区。影响汽车NVH的因素关系如图1 P-diagram所示。它包括了输入信号、信号变化 源、输出信号和错误状态、影响因素和控制因素。稳定性针对输入信号而言。悬 置刚度是控制因素之一。驱动系统稳定性以及车辆对输入的响应程度是直接影响 客户NVH感受的主要原因。悬置轴系统影响带有IRS(独立后悬架)驱动系统NVH 的关键因素。可以利用模拟仿真的办法来预测分析后桥驱动齿轮噪音对高频NVH 的影响。供应商有很多办法去预测分析后桥齿轮噪音与驱动力矩性能之间的关系。 很多文献资料中可以发现悬置轴系统与车桥设计对 NVH 的影响，但是关于带有 IRS的设计资料却非常少。大部门基础设备制造商(OEM)依靠试验工具去研究带有 IRS汽车的NVH。某些OEM关于后桥设计基于zero-roll设计2。当后轮力矩最大 时，后悬置系统承担了所有的传递负载。另外，后悬置轴负载必须避开取力器吸 合颤抖状态。后桥悬置轴系统设计应该在汽车方案设计阶段决定。决定时需要考 虑整体布置与成本最小化。一些悬置系统设计可供参考，其中包括时下最流行的 三点式悬置以及四点式悬置。后者最近被经常使用在高级与豪华汽车上。液压液 阻悬置在隔离后桥及约束各扭矩下后桥运动中的应用说明了悬置系统设计的重 要性。关于驱动扭矩与驱动轴与半轴负载关系3,4，有各种多体建模方法用于模 拟动态分析整个过程。关于发动机悬置支架与排气悬挂支架鲁棒性可以参考文献 5,6。本文主要目的在于分析研究悬置轴系统设计即悬置轴刚度对客户 NVH 感 受水平的影响。Control FactorsError StatesNoise r actorsExtci nal E LiiiomnetLtIsolate &liansinnsion ofAztle Muunt Shilu吋(PT. SI)Mount At chLkcrureT li电 nm I Min xgp nn nt (Packa gG jBony SeiKitBih- at si tlic lime nits MDUllt UltClllntELLDthrLur 匚ghiiH Axle KisLid XfodesAlQdal.uigiiikieDt BodlvG cbil s T c.-ali.mcl IP. strzc&L flcorDan ladjatcr.!rSitframc riEid imde?Center Ben ling1 3fEnjt)crj 31 ff take弘RfSDonseCl)1 VehKlp auises qui-stkacid sinootiilyPiete fa Piece nrintLoniituTalizaftioii mciudLDE Mount atiffiicw TanabihtY* Daitpei xiiwiliiv Drr.r soft 迪 flange Axlr foTuilstrnctiu-e-borne signals* Mowt Sas(3EU1E a: Bear)* Anr-Kiit Teimaiure* Viitfamn i Seat Tiick: Scetfriiit U tieelj图1 P / T驱动NVH影响因素关系图模拟建模分析用作研究建模的驱动系统是两段式驱动轴前轮驱动(FWD)，搭载经典3.0L-V6发 动机配合连续换挡比变速箱(CVT )和动力管理单元(PTU)，后桥有一个动力连接耦 合器(后桥取力器)。总体布置见图 2。耦合器的作用是按行车需要选取驱动扭矩。 研究采用的三点式悬置，即包含二个后悬置点与一个前悬置点。三点式悬置采用 橡胶连接，橡胶刚度变化范围控制在+/-10%。同一台车上的悬置刚度也会因为悬 置设计的材料、安装位置的不同而不同。这就很容易让人理解，左后、右后悬置 在 Y、Z 方向上的刚度系数更容易调整。如果悬置实际安装位置不按照设计位置 与角度，将会使得我们可以根据自己定义的悬置刚度矢量方向去安装，从而使得 汽车响应参数发生变化。研究建模需要假定许多种情况，假设后桥悬置系统采用 了如图2 的布置，将会对后续的动态分析有益。图 2 典型四驱 AWD 布置 假定左后悬置轴安装的刚度和右后悬置轴安装在 X 方向是相同的 即 kx2 = kx3 。一个典型的悬置X向装配如下图3所示。在y和z方向的刚度值可以通过绕X轴旋转悬置来调整。基于这个结果，由于悬 置在轴向安装上存在间隙，可以通过保持悬置X向轴向位置不变，调整悬置沿着 轴向安装角度来调整Y、Z方向上的刚度系数。表1中包含了调整过后的不同刚度值。在上面提到的三点式悬置系统，每个悬置安装系统在X、Y、Z方向各自有 三个刚度，这样各自独立的刚度系数一共达到9个。如果按照上述假设条件，独 立的刚度系数可以减少到 8 个。车辆的客观测量点： 采用一定的客观方法比如在汽车中使用一定的接触测量点来记录与反映司机及 乘客的主观感受。通过在接触点识别不同人的客观测量参数的来认识驾驶员与乘 客的主观感受。这些客观测量参数不仅包括以下几种。接触测量点客观参数1. 声压级（SPL）2. 轨道振动（ST）3. 方向盘振动（SW）4. 地板振动（FP）声压级测量帮助我们了解驾驶员与乘客的噪音感受。通过CAE模拟测量后桥悬置安装点的反馈参数获得噪声传递函数（NTF即P/F） 和触觉振动传递函数（即点导纳V / F）。在模拟假定条件下，使用CAE工具得到 NTF和和触觉振动传递函数（即点导纳V / F ）。然后，动力驱动及半轴产生的各 种不平衡的力施加在前悬置、中后悬置安装平面上，在不平衡力及不同悬置刚度 系数的影响下，使我们能够获得不同的汽车响应参数。试验的设计（DOE）模拟后桥三点式悬置系统的8个变化刚度系数在16种驱动不平衡力激励工况下，汽车响应参数的变化。 8 个变量参数与 16 种运行工况组成的参数矩阵，矩阵中 8 个变量参数没有一阶耦合性。矩阵模型有利于我们我们了解每一个变量参数对最 后汽车响应参数的影响。然后，汽车驱动力变化范围内对每种工况进行试验，在 接触测量点处获取汽车响应参数。试验过程中定义的参数，调整的参数，最后获 取的参数等详细如下面图表所示：MountStiffnessxyzFront Axle Mount50001BOD1000Rear Axle mount (Left)2501950450Rear Axle Mount (Right)250195D450表 1 悬置系统轴向刚度使用参数=? jr Uo.Frorl AkIe Moun:ear Ail mountEKxiKyiKziK-Ky：+4-+-14+15+4+15+444-+-負吨口护-12幻115528D.5214S4552144Average -CS1345229.51754DS175c4疋表 2 DOE 矩阵 -8 变量参数 16 种运行工况-ccr Pan Seat E:eering irrri.M 飞应；h 兰D06 iuD47 _ D o o D a Ab .3 Do 5 4 3 6 nu o -u nu 0 L I. -D o1 oo6 3 nu n-QODD 7 1 D 3 5 5 nV nu nu a Go D Ab oa no3 s 40 nu 0 机G aSeat wik -rnrr-sZee叩AhpplmrTsi600.ufiwu iMu-bo i600flfl fl Q CJ _UJfl.o別nJr-011dBuToDoC.1-D .u n- .u_b AZnoD-HiL.1HU nV nu .u -he 3- 1- -3&nu-kJM 紡94 D D D BQu Ku u5 9 4 8 JI .u JI .u nu *u u nWflu 卩 n- c i Q3* AJ nu nu flu o 0 anu nu n- nu nu flunu nu flu陆冏e4.M.coHuAu oo bAu nu y fnu o DnhnL-*u55nuvJ-.-25-o50-bo80-3oa2DDoJ50A3fKJ2u nu o- 52 2 8 4 JI r nV u nu o nW 債mm Q01r山20u n