基于动刚度分析优化的汽车怠速噪声控制
Control of the Vehicle Idle Speeding Noise Based on
Dynamic Stiffness Analysis and Optimization
(1.上汽通用五菱汽车股份有限公司，柳州 545007；2. 湖南湖大艾盛汽车技术开发有限公司，柳州 545007)
（1. SAIC GM Wuling Automobile Co.,Ltd.，Liuzhou 545007，China ；
2.Hunan Hu Da Ai Sheng Automobile Technology Development Co., Ltd., Liuzhou 545007，China）
吴亚萍1、秦丽萍2、徐炳桦1
Wu Yaping 1、Qin Liping 2、Xu Binghua 1
摘要：针对某轿车在怠速时驾驶舱内出现“呜呜”声，经测试排查，主要由排气系统激励引起，仿真分析该频率下挂钩与车身安装点动刚度不足，排气系统激励传递到车身上引起振动，产生车内低频噪音。采用ODS 分析优化方法，改进排气吊钩结构，排气吊钩动刚度在181 Hz 频率由385 N/mm 提高到1340 N/subjection
mm。实测对比结果表明，搭载新结构的排气吊钩后，在怠速183 Hz 时驾驶舱内噪声声压级下降8 dB 且“呜呜”声消失，与主观评价一致。新的吊钩解决了怠速噪声问题，验证了该方法的有效性。关键词：怠速噪声；排气挂钩；汽车仿真；动刚度中图分类号：U471 文献标识码：A
Absrtact ：Considering the Idle speeding problem of a car, by test analysis, It is mainly caused by exhaust system excitation. By simulation analysis of this frequency ，the dynamic stiffness of the connection between exhaust hook and body installation point is insufficient. Exhaust system excitation is transmitted to the car body to cause vibration，resulting in low frequency noise inside the car. Though modal analysis and ods optimization，dynamic stiffness of the Exhaust hook was raised from 385 to 1340. Test results indicate that the noise is reduced by 8dB and low frequency noise was disappeared by using new structure of the exhaust hook，as the same with the subjection evaluation. The improved exhaust hook can reduce the Idle speeding noise problem of a car，showing the effectiveness of this method.Key words ：idle speeding noise ；auto simulation ；dynamic stiffness ；exhaust hook
0 引言
汽车工业正在迎来迅速发展，不管是传统的燃油汽车，还是
新兴的混动、纯电动汽车，都已经能够进入寻常百姓家。当汽车
在满足大家对其外表以及动力等的标配需求后，NVH 性能也已成为大众消费者的重点关注对象。所以，整车NVH 性能已经成为各大主机厂在汽车开发设计过程中非常注重的工作[1-2]。而在整
车NVH 问题中，车内怠速噪声是比较难控制的问题之一。这类噪声表现为在怠速起动时，驾驶舱内在某个频率下出现“呜呜”声，
这种噪声使人感觉烦躁，是驾驶员不可接受的主观感受[3-4]。而怠速噪声的产生主要源于动力及排气系统，其传递路径主要为悬置系统、进排气系统和车身系统。
本文针对某款车型怠速存在“呜呜”声异响，利用试验和仿
真结合方法，确定是排气系统上挂钩与车身安装点动刚度不足引
起。本司通过优化挂钩结构，提高安装点动刚度，采用ODS 工作变形分析方法进行诊断，并对有关车身结构进行优化。优化后，该系统在动态激励下的抗变形能力提高，系统因受到激励而产生的振动减小，达到了消除噪声问题，对车内噪声问题解决提供了
有效可行的思路。
1 声源识别
某轿车在怠速时驾驶舱内出现“呜呜”声，经测试排查，发
现声源来自前消的消声器主动端吊钩位置（图1）。该处为响应点，频率为183 Hz，如图2所示。断开前消吊钩后，183 Hz 的声压级降低15 dB，车内“呜呜”声消失（图3）。初步判断噪声是由于挂钩与车身安装点动刚度不足产生，从而传递到车内。
2 动刚度分析
基于测试结果，为进一步确定是否排气系统吊钩安装点不足
而引起车内噪声，对吊钩安装点做动刚度分析。2.1 建立白车身有限元模型及排气挂钩模型
利用HyperMesh 软件进行有限元网格建模。白车身钣金件
采用2D 网格单元属性来建立：网格尺寸10 mm×10 mm ；钣金件所采用的材料为铸铁，弹性模量为2.1×105 MPa，密度为7.83×103 kg/m 3，泊松比0.3；钣金件之间的连接采用Acm 单元模拟焊点连接，RB2单元模拟螺栓连接。排气挂钩采用3D 六
面体网格单元属性来建立，网格尺寸3 mm×3 mm，材料与钣金件相同（图4）。挂钩在白车身地板上的安装位置如图5所示。
低频噪声对车内乘员产生影响。所以对排气挂钩做问题诊断。
清单（图2），能有效指导新项目细节感知质量提升工作。
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