NVH 性能开发面临的挑战众多,其中最为重要的就是成本和开发周期的挑战。NVH 性能开发过程也面临着周期性的挑战,整车开发周期不断缩短,从 36 个月缩减至 24 个月;详细设计阶段仿真分析和优化的周期压缩;ET 至 SOP 实车阶段 NVH 问题排查和整改的时间大大减少。
为应对更短周期、更低成本的整车开发,需要将 NVH 开发工作的重心再往前移,前移到概念策划阶段,减少设计和实车阶段的返工;提升 NVH 分析和设计方案的精准度,实现 NVH 的精细化开发;建立和完善整车级仿真分析能力,在早期对目标进行准确预测。
1、设计提案:在产品设计之前,考虑对 NVH 性能的影响,对产品结构的选型、布置、尺寸空间等向产品部门提出设计建议,作为设计的参考;
2、设计提案:选型类提案 - 副车架选型
换代车型前后副车架与车身连接形式,刚性连接、柔性连接;
前后副车架连接形式对整车 NVH 性能的影响识别;仿真 or 试验,前后副车架柔性、刚性方案适用性分析。
表1 不同连接方案的对比
柔性连接方案 | 刚性连接方案 | |
前副车架 | 对 150Hz 左右 路噪影响较大, 其它频段基本 没有影响; | 更利于操稳与加 速性能; |
后副车架 | 对路噪多个频 段影响大,有 效降低路噪水 平; | 利于操稳; |
选型方案 | 结合仿真验证,确认:前副车架采用刚性连接方案;后副车架采用柔性连接方案; |
3、设计提案:后悬架拉杆布置
表2 不同方案对指标的影响
拉杆结构形式 | 拉杆长 (mm) | 拉杆模态(Hz) | 拉杆模态(Hz) |
车型 1(横置) | 220 | 7.3 | 110 |
车型 2(横置) | 187 | 11.6 | 148 |
车型 3(竖置) | 75 | 77.4 | 230 |
设计车(竖置) | 110 | 34.1 | 201 |
设计车(竖置) | 120 | 28.5 | 195 |
表3 不同方案对 NVH 性能的影响
方案 1 | 方案 2 | |
优点 | Z 向隔振好 | 拉杆模态高 |
缺点 | 拉杆模态低 | Z 向隔振差 |
适用于 | 利于怠速振动 | 利于加速轰鸣 |
4、设计提案:布置类提案 - 转向系统布置
表4 仿真验证分析对比
拉杆结构形式 | 原状态 | 悬距缩短 30mm | 模态变化 |
车型 1 | 36.8HZ | 39.6Hz | 2.8Hz |
车型 2 | 36.9Hz | 40.2Hz | 3.3Hz |
5、设计提案:布置类提案 - 驱动轴角度布置
普通节型驱动轴,夹角在大于 X 度时滑移力开始突变。因此驱动轴夹角需控制在 X 度内,或采用高成本的节型, 如 AAR 节型。
表5 不同方案对指标的影响
测量值 | 测量空载 | 测量半载 | 测量满载 | 节型 |
车型 1 | 6.8° | 5.5° | 4.8 | GI |
设计车 | 设计空载 | 设计半载 | 设计满载 | 节型 |
车型 1 | 4.97° | 设计半载 | 2.51° | GI |
6、概念仿真:基于基础车,根据初版收集构想,完成设计方案的概念模型及性能仿真验证;
系统优化:结合激励源和响应目标要求,通过仿真分析实现系统或部件设计参数的最优设计,不同于传统的系统、零部件 NVH 指标的仿真分析;
7、悬置支架仿真优化
为了提高 NVH 开发质量,满足成本递减、周期缩短的整车开发需要,NVH 开发重心不断前移是今后 NVH 工作重要方向。
1、方法1:第1种方法相对较为简便,直接从转向节或指定位置采集相应路况(50或60km/h)的加速度载荷,然后加载在仿真模型中的对应位置进行路噪仿真,可得到路噪仿真结果,如下所示:
图1 方法1的路噪仿真与试验结果对比图
2、方法2:采用路面载荷谱(或VPG)加载,可以考虑轮胎结构的特性(如轮胎的模态、刚度、传递率等)。路面谱的建模方法及数据技巧,以及基于路面的整车路噪仿真建模及分析;