汽車減振技術(shù)的案例
干貨│汽車發(fā)動機(jī)減振技術(shù)分析
文章介紹了汽車振動產(chǎn)生的原因, 利用動力學(xué)理論, 建立了單缸發(fā)動機(jī)振動模型, 計(jì)算出了發(fā)動機(jī)不同轉(zhuǎn)速下的振動加速度。然后, 重點(diǎn)分析了發(fā)動機(jī)減振技術(shù), 對發(fā)動機(jī)整體設(shè)計(jì)、雙質(zhì)量飛輪及發(fā)動機(jī)平衡軸技術(shù)進(jìn)行重點(diǎn)分析, 為工程人員提供了技術(shù)參考。
隨著汽車行業(yè)近年來的高速發(fā)展, 汽車舒適性越來越受到人們的重視, 汽車的舒適性顯得越發(fā)重要, 舒適性好的車輛, 會直接影響消費(fèi)者購買的心理。根據(jù)ISO2631-1:1997 (E) 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定, 振動頻率在4~8Hz時(shí), 人的心臟會發(fā)生共振, 長期會對臟器損壞。在8~12.5Hz時(shí), 會對人的脊椎系統(tǒng)影響較大。在低頻振動下, 超過暴露極限后, 人還會產(chǎn)生焦慮, 煩躁不安的癥狀, 影響駕駛安全。汽車上的振源主要由發(fā)動機(jī)、變速器、路面激勵等原因造成, 其中發(fā)動機(jī)振動是整車振動里的主要根源。本文首先分析了發(fā)動機(jī)振動產(chǎn)生的原因, 然后對發(fā)動機(jī)整體和部件等減振技術(shù)進(jìn)行了分析, 為發(fā)動機(jī)減振研究提供了參考。
一、發(fā)動機(jī)振動原因分析
發(fā)動機(jī)振動是由于燃燒的混合氣在氣缸中產(chǎn)生爆發(fā)力, 爆發(fā)壓力推動活塞運(yùn)動, 活塞通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)帶動曲軸產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動, 由于點(diǎn)火時(shí)刻的間歇性, 活塞的上下變速運(yùn)動和曲軸的旋轉(zhuǎn)變速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的不平衡力和力矩導(dǎo)致了發(fā)動機(jī)振動。針對三缸機(jī), 曲軸旋轉(zhuǎn)一圈, 每120度產(chǎn)生一次點(diǎn)火, 點(diǎn)火會導(dǎo)致扭矩波動。對于四缸機(jī), 曲軸旋轉(zhuǎn)一圈, 每90度產(chǎn)生一次點(diǎn)火;對于六缸機(jī), 曲軸旋轉(zhuǎn)一圈, 每60度產(chǎn)生一次點(diǎn)火, 發(fā)動機(jī)相對運(yùn)動就更能平穩(wěn)些。因此, 對發(fā)動機(jī)振動力學(xué)的機(jī)理進(jìn)行動力分析對減振也相當(dāng)重要。
1.汽車發(fā)動機(jī)動力分析
為了方便計(jì)算, 我們作兩個(gè)假設(shè)和兩個(gè)簡化:曲軸作勻速運(yùn)動, 角速度為常數(shù)ω;把連桿簡化成小孔中心處的m2和大孔中心處的m1, 如圖1所示。
展開 關(guān)注3·15 | 基于NVH測試技術(shù)的汽車減振器咕嚕聲異響問題排查與分析
摘 要：結(jié)合具體案例， 利用NVH測試技術(shù)對減振器咕嚕聲問題進(jìn)行排查分析，將樣件與臺架測試結(jié)果以及實(shí)車驗(yàn)證進(jìn)行比對，形成驗(yàn)證閉環(huán)；探索一種具有實(shí)際指導(dǎo)意義的減振器異響問題排查思路，并對異響機(jī)理進(jìn)行分析。
關(guān)鍵詞：減振器咕嚕聲異響；NVH測試；臺架測試；異響機(jī)理
0 引 言
減振器對于車輛的重要性不言而喻，在二十世紀(jì)初減振器被裝到車輛懸架上[1]。近年來消費(fèi)者越來越注重汽車NVH（Noise、Vibration、Harshness，噪聲、振動與聲振粗糙度）性能，底盤異響更是不被容忍；電動汽車由于整車靜音性能好，所以異響問題更加突出。各主機(jī)廠以及主要零部件廠商已經(jīng)認(rèn)識到此問題的重要，成立了專業(yè)的異響分析團(tuán)隊(duì)（隸屬NVH部門），但懸架系統(tǒng)減振器異響與一般NVH問題的分析手段和解決方法有所不同，前者更多依賴人員經(jīng)驗(yàn)和換件驗(yàn)證。NVH測試技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用極大地促進(jìn)了減振器異響問題的解決和機(jī)理探究。
本文結(jié)合具體案例，利用NVH測試技術(shù)對減振器咕嚕聲異響問題進(jìn)行排查分析，并對比臺架測試以及實(shí)車驗(yàn)證，形成驗(yàn)證閉環(huán)；探索一種具有實(shí)際指導(dǎo)意義的減振器異響問題排查思路和異響機(jī)理分析過程。
1 減振器異響問題分類
減振器異響在懸架系統(tǒng)異響甚至底盤異響故障中占有相當(dāng)高的比例，在售后故障統(tǒng)計(jì)中一直是主要問題。
減振器總成由多個(gè)零件組成，如圖1所示，可產(chǎn)生多種模式的異響，但每種異響的產(chǎn)生機(jī)理不盡相同，減振器（滑柱總成）常見異響分類如圖2所示。
圖1 滑柱總成結(jié)構(gòu)圖
圖2 減振器常見異響分類
2 咕嚕聲異響問題排查
2.1 問題描述
某車型進(jìn)行動態(tài)路試過程中，當(dāng)以5～7 km/h車速通過雙扭曲路面時(shí)，車輛右前部出現(xiàn)咕嚕聲異響。扭曲路面如圖3所示。
展開 減振圈解決汽車傳動軸的NVH問題
減振圈解決汽車傳動軸的NVH問題<BR><Font color=#FF0000><B>.PS.:</B>該帖附件于2006-09-16 14:21:16被starliu評為4星級，為發(fā)貼者加分80。</Font><BR><Font color=#FF0000><B>點(diǎn)評:</B></Font>
減振圈解決汽車傳動軸的NVH問題.pdf
電驅(qū)動減振降噪關(guān)鍵技術(shù)
來
源： 恒潤科技授權(quán)發(fā)布
減振降噪高分子阻尼材料技術(shù)說明
減振降噪高分子阻尼材料技術(shù)說明
作者： 出自：http://www.chinatech.com.cn
高分子阻尼材料主要是從低聚物出發(fā)，通過固化、共混、互穿網(wǎng)絡(luò)接枝、嵌段等方法，研制出多種阻尼材料。有膠片型、涂料型、泡沫型和壓敏型等，這些阻尼材料有的用于艦船柴油機(jī)減振降噪；有的用于艦艇導(dǎo)流罩阻尼，透聲涂層；還可用于汽車、飛機(jī)、機(jī)械的減振降噪處理。可根據(jù)需要，調(diào)節(jié)阻尼系數(shù)(tanδ)和使用溫度范圍。
1．膠片型采用普通橡膠板生產(chǎn)工藝，需硫化機(jī)、煉膠機(jī)，原料為各種橡膠，硫化劑，促進(jìn)劑，填料等。
2．涂料和膠粘劑型主要是混料釜。 原料在市場上均可購到。
展開 國外潛艇減振降噪技術(shù)之隔振浮筏
英國與美國共享了此項(xiàng)技術(shù)，幾乎同時(shí)應(yīng)用于英美兩國的攻擊型核潛艇上。
潛艇用的隔振裝置
國外潛艇隔振浮筏大致經(jīng)歷了兩個(gè)階段：
下圖為美國“弗吉尼亞”級和法國“凱旋”級核潛艇整體式隔振浮筏，浮筏與殼體連接時(shí)，會使用隔振裝置(隔振裝置包括鋼制彈性體、空氣彈簧、鋼絲繩隔振器、橡膠隔振器等);筏體上的機(jī)器與浮筏連接時(shí)，同樣會使用隔振裝置，起到二次隔振的效果。雙層隔振效果較好，最多可降低40分貝的噪聲。如果早期核潛艇噪聲為160分貝，只要采用二次隔振的減振浮筏，就能將噪聲降低至120分貝，結(jié)合消聲瓦，完全可以將噪聲控制在110分貝之下。
“弗吉尼亞”級核潛艇正在安裝整體式隔振浮筏
法國“凱旋”級彈道導(dǎo)彈潛艇用于浮筏的框架式底盤
最初，只有潛艇的推進(jìn)裝置和噪聲大的機(jī)器是安裝在浮筏上的，一些潛艇高速運(yùn)行時(shí)，必須將其鎖定?，F(xiàn)在，一些潛艇整個(gè)甲板模塊都是筏式安裝的，甚至包括指揮室和住艙。
英國“機(jī)敏”級核潛艇的整個(gè)甲板都是筏式安裝
俄羅斯“亞森”級可能采用了雙層減振浮筏，浮筏的筏架采用六邊形結(jié)構(gòu)(艙筏)，可以方便地“塞”進(jìn)耐壓殼體，動力設(shè)備可根據(jù)需要安裝在上下層不同位置。
展開 BWI憑借HCS技術(shù)成為BMW的減振器供應(yīng)商
BWI憑借HCS技術(shù)成為BMW的減振器供應(yīng)商，首個(gè)應(yīng)用車型是G20新3系(包括M SPORT).
HCS-液壓壓縮止動器，用液壓緩沖墊代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硬碰撞擋塊（通常是聚氨酯緩沖塊）,可以減少從懸架傳遞到車身的峰值力，因?yàn)槟芰繉⒆鳛镠CS阻尼消散。因此，在相同的耐久型和剛度及強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)下，車身結(jié)構(gòu)可以更輕。此外，HCS不僅比傳統(tǒng)的減震更容易調(diào)節(jié)，導(dǎo)致更好的車輛動態(tài)性能，它還改善了噪音，振動和不平順性（NVH）。HCS提高了乘員的舒適度和底盤控制精度，同時(shí)確保在不將破壞性載荷傳遞到車身結(jié)構(gòu)的情況下，提高了其懸架的載重量（或者適合更重的車型）；
結(jié)構(gòu)見圖1
，具備兩種直徑鍛造內(nèi)筒，桶芯有兩個(gè)閥門，較大的直徑是主阻尼閥，在達(dá)到限制行程之前，進(jìn)入小直徑內(nèi)筒處接合第二閥。
壓縮阻尼分兩種，
一個(gè)是HCS LD:由HCS閥門控制的低阻尼 - 在使用標(biāo)準(zhǔn)基閥時(shí)，額外的HCS活塞閥會產(chǎn)生額外的壓縮阻尼；圖2
另一個(gè)是HCS HD:最大壓縮阻尼力不受阻尼器閥門的限制 - 在單獨(dú)的腔室中產(chǎn)生額外的阻尼；圖3
以上說的是壓縮阻尼；
回彈阻尼也運(yùn)用了類似方法HRS液壓回彈止動器，變小的內(nèi)徑管以及筒芯上的附加環(huán)，筒芯回彈到這個(gè)位置阻尼變大,圖4
HRS的主要作用：液壓回彈停止的目的是改善整個(gè)減震器行程的行駛質(zhì)量，同時(shí)消除完全伸展位置的沖擊和頂部噪音。在HRS中產(chǎn)生的行程阻尼結(jié)束消耗了能量，當(dāng)通過傳統(tǒng)的回彈停止傳遞時(shí)，該能量通常表現(xiàn)為能量尖峰。
液壓回彈停止與內(nèi)部回彈彈簧兼容。圖4
圖5和圖6是寶馬G20動態(tài)工程師Rothmiller用鉛筆給媒體解釋HCS和HRS的手繪圖
圖7是日本寶馬給媒體的PPT
BWI是著名的電磁流體減振器MagneRide提供商（圖9），他們認(rèn)為通過HCS和HRS技術(shù)，可以低成本改善普通中級車的行駛質(zhì)量.
展開 三缸發(fā)動機(jī)降振技術(shù)研究
隨著駕乘人員對汽車NVH 特性關(guān)注度越來越高，如何降低此部分震動并進(jìn)行傳遞過程的隔離和切斷時(shí)整車設(shè)計(jì)的關(guān)鍵內(nèi)容。根據(jù)三缸發(fā)動機(jī)的機(jī)構(gòu)振動原理建立有限元模型，并進(jìn)行仿真分析。對發(fā)動機(jī)的振動優(yōu)化進(jìn)行探討，完成發(fā)動機(jī)的減振優(yōu)化過程。為發(fā)動機(jī)降低振動，提高汽車舒適性提供參考。
引言
汽車NVH 的意思是噪音（Noise）、振動（Vibration）和聲振粗糙度（Harshness），由于它們同時(shí)產(chǎn)生和對車輛進(jìn)行干擾，并且在車輛等機(jī)器中不可分割，所以NVH 經(jīng)常被放在一起研究。一般來說，所有與汽車振動和噪聲類似的問題都屬于汽車NVH 特性研究的對象。以汽車NVH為研究對象，汽車是一個(gè)由激發(fā)源（發(fā)動機(jī)、變速器等）、振動傳感器（由懸架系統(tǒng)和側(cè)接器組成）和噪聲發(fā)射器（車身）組成的系統(tǒng)。本文以某汽車三缸發(fā)動機(jī)為研究對象，運(yùn)用多體動力學(xué)理論分析了發(fā)動機(jī)缸蓋、缸體和側(cè)蓋處的振動和噪聲源特性。利用有限元理論分析了氣缸蓋、缸體和側(cè)蓋在振動噪聲源頻段內(nèi)的模態(tài)。最后，利用邊界元法對優(yōu)化后的車身覆蓋層效果進(jìn)行了預(yù)測。從仿真的角度對三缸發(fā)動機(jī)機(jī)體各部分的模態(tài)進(jìn)行了研究，并提出了改進(jìn)措施，對汽車發(fā)動機(jī)減振技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。
1 三缸發(fā)動機(jī)的機(jī)體振動噪聲源的仿真分析
1.1 影響因素分析
發(fā)動機(jī)的輻射噪聲與結(jié)構(gòu)振動密切相關(guān)。忽略噪聲的方向性影響，本文采用1/3 倍頻帶分析，該方法適用于分析機(jī)械的噪聲。建立在這個(gè)基礎(chǔ)上，利用振動速度法確定了輻射噪聲的主要來源。這些部件合成的發(fā)動機(jī)總聲功率級，是指用振動速度法得到的各部件聲功率計(jì)算合成的整機(jī)總聲功率，測量的總聲功率是指發(fā)動機(jī)在消聲室中測量和計(jì)算的總聲功率。
1.2 整機(jī)有限元建立
本文研究對象是三缸渦輪增壓式直列發(fā)動機(jī)，發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)與四缸發(fā)動機(jī)除缸數(shù)不同，其余皆相同。
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