发动机振动引起车内噪声控制研究.pdf

　第 21 卷第 1 期 振动、测试与诊断 V o l. 21 N o. 1　 　2001 年 3 月 M ar. 2001　 Jou rnal of V ib ration ,M easu rem en t D iagno sis 发动机振动引起的车内噪声控制研究 张立军　周　钅宏　余卓平　靳晓雄 ( 同济大学汽车工程系　上海, 200092) 摘要　系统研究了某轿车发动机振动引起的车内噪声控制问题。通过试验分析, 确定发动机二阶 振动是引起车内噪声的主要原因, 识别出发动机固体振动向车内传递的传递途径, 并且确定了对 车内噪声有较大贡献的车身板件。在此基础上, 通过对发动机、副车架橡胶支承元件弹性特性的修 改, 控制发动机振动向车内的传递, 通过对车身顶棚结构板件的动力修改控制车身板件的振动。经 样车试验得到满意的结果, 证明上述研究是十分成功的。 关键词　车内噪声　声源识别　振动控制　噪声控制 中图分类号　 270. 1　 53 U TB 引　言 汽车振动和噪声特性是影响汽车行驶舒适性的主要因素。随着人们对汽车舒适性要求的 不断提高, 对汽车减振降噪的研究也受到越来越多的重视。汽车振动和噪声的主要振动源是路 面不平度激励和发动机振动。其中, 发动机的振动对汽车车内声学品质的影响很大, 因此控制 发动机振动对车内振动和噪声的影响也非常重要。针对发动机振动的减振降噪方法很多, 例如 为了减轻发动机振动对车内噪声影响而采取的发动机整体封包技术, 以及为衰减发动机振动 [ 1, 2 ] 向车体的传递而应用先进的发动机液压弹性支承元件等等 。但是, 系统研究汽车发动机振 动对车内噪声的影响理论在国内仍然比较缺乏。本文根据振动噪声的基本理论, 利用现代工程 信息处理技术和先进可靠的大型计算机结构分析软件, 系统研究了某车发动机对车内噪声的 影响机理, 识别了发动机固体振动向车内传递的途径, 并确定了对车内噪声具有较大影响的车 身板件。在此基础上, 从控制发动机振动传递途径和车身板件结构振动两个方面着手, 改变发 动机和副车架支承元件的刚度特性, 修改车身顶棚的固有结构振动特性, 取得了良好的降噪效 果。 1　发动机振动对车内噪声影响的试验研究 试验研究的目的在于探究发动机振动对车内噪声的影响机理, 识别发动机振动向车内传 递的途径, 并确定对车内噪声有显著影响的车身壁板件。这样, 可以为针对发动机引起的汽车 减振降噪提供依据。 收稿日期: 修改稿收到日期: 60 振　动、测　试　与　诊　断　　　 　　　　　　　　　第 21 卷　 ( ) 试验系统主要测定动力总成 发动机和变速箱 、副车架、承载式车身纵梁和乘坐室各车身 结构板件的振动加速度信号, 同时利用测速电机测定发动机转速, 利用声级计传声器按照国标 的要求测量驾驶员右耳侧附近的噪声信号。按照上述试验设定, 分别进行车辆定置和车辆加速 行驶工况下发动机由怠速逐渐加速到最高转速两种工况下的试验。试验场地及测量条件满足 噪声测试要求。 1. 1　车内噪声特性分析 图1 所示为车辆定置工况下的车内噪声三维谱阵。由图可见, 车内噪声能量主要分布在发 动机二阶振动和部分高阶振动相应的频段和转速范围内, 尤其是在发动机的转速达到 3000 r m in 以上时。试验得到的车辆加速工况时车内噪声的主要能量分布在低频段和发动机二阶振