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原文传递微型客车车内轰鸣噪声生成机理研究及其综合控制方法

论文题名：	微型客车车内轰鸣噪声生成机理研究及其综合控制方法
关键词：	微型客车;车内噪声;车身振动;扭转振动;控制策略
摘要：	进入21世纪，微型客车凭借汽车工业快速发展的契机，以“商用为主，兼顾乘用”的特点受到驾乘人员广泛关注。对于前置后驱微型客车传动系统，一般采用分段长传动轴结构，运行时具有显著低频扭转振动的特征，易导致车辆行驶状态出现令驾乘人员不适的车内异常振动与噪声，尤其是生成人耳听觉强压迫感的轰鸣噪声。为有效削减前置后驱微型客车车内轰鸣噪声，并提升该类车型车内声品质，以典型微型客车加速工况车内轰鸣噪声控制方法为对象，本研究开展了车内轰鸣噪声生成机理及其综合控制方法研究。旨在探究微型客车车内轰鸣噪声生成机理，并以整车声振系统的响应特征控制与激励源截断为目标，提出综合车身与传动系统优化/改进方案的控制策略。具体研究如下：　　（1）根据汽车声-振控制理论，探索了微型客车车内轰鸣噪声生成机理、建立了综合控制方法的研究路线。该路线涵盖轰鸣噪声机理分析与诊断、优化方案设计及道路试验验证3阶段。其中，在机理分析及诊断阶段，综合主观驾驶评价与客观测试结果提取得微型客车轰鸣噪声频谱特征参数，进而根据该车典型结构的声振传递路径推演出轰鸣噪声成因及机理；在优化方案设计阶段，从微型客车声振系统响应特征控制、声振激励源截断两方面分别提出针对车身系统、传动系统的设计方法及优化/改进方案；在道路试验验证阶段，对比分析各组道路声学试验结果，获得各方案对车内声品质改善效果，以验证微型客车轰鸣噪声综合控制方法。　　（2）探明了前置后驱微型客车车内轰鸣噪声生成机理。该机理具体为：前置后驱微型客车传动系统在部分频率段受到显著扭转振动激励，该激励经传动轴的传递、放大作用后激起后悬架低阶模态，使振动进一步放大并通过关键接附点传递至车身系统，而车身外部振动激励又与车身板件和驾驶室声腔模态耦合而最终形成轰鸣噪声。根据轰鸣噪声机理，以NVH性能主观驾驶评价结果为基础，建立涵盖道路试验和台架试验的车内噪声诊断分析策略，通过综合整车及相关零部件声振特性，提前表征轰鸣噪声的特征参数、重构声振传递的关键路径。　　（3）在微型客车声振系统响应特征控制方面，构建以车身声振灵敏度控制为目标的微型客车车内噪声控制策略。该策略针对轰鸣噪声特征频率对应的车身声振灵敏度，涵盖有模型搭建、关键板件识别及方案设计3阶段。在模型搭建阶段，建立表征驾驶员右耳位置声振灵敏度特征的内饰车身声-固耦合有限元模型；在关键板件识别阶段，采用面板声学贡献方法识别对轰鸣噪声频率范围车身声振灵敏度占主贡献的结构区域；在方案设计阶段，针对上述结构区域开展基于薄板振动刚度控制理论的优化方案研究。由道路试验结果可得：通过对车身系统声振灵敏度的设计，可实现1050r/min与1650r/min附近轰鸣噪声声压水平分别约降低2.5dB(A)和1.5dB(A)的效果。　　（4）在微型客车声振系统激励源截断方面，构建以隔离或削减传动系统扭转振动激励为目标的车内噪声控制策略。该策略通过建立整车传动系统集中质量模型，挖掘离合器从动盘式减振器对传动系统扭转振动控制的潜力，继而提出多级非线性刚度双质量飞轮与传动系统的匹配设计方法。在车身方案基础上试验传动系统扭转振动控制方案效果，方案对比分析发现：从动盘式扭转减振器在极限大转角下对车内噪声控制效果有限；传动系统匹配多级非线性刚度双质量飞轮减振器后，整车行驶状态下发动机低转速附近轰鸣噪声峰值消除、声压幅值大幅削减。对综合方案主观驾驶评价得，微型客车车内轰鸣噪声得到有效改善。　　各项研究系统的论述了前置后驱微型客车车内轰鸣噪声综合控制方法。该方法针对微型客车车内轰鸣噪声，构建了一套涵盖整车NVH问题诊断流程及方案设计等内容的综合策略。其中，形成有对车内轰鸣噪声评价与表征的整车级、部件级试验诊断分析流程；在声振传递路径模型基础上，建立有以车身系统声振响应特征为控制对象、以传动系统扭转振动为激励源截断对象的优化/设计方法。
作者：	郑灏
专业：	动力机械及工程
导师：	颜伏伍;卢炽华
授予学位：	博士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文