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LMS的工程师在中国国产新车上实现车内噪声最小化

作者:Simwe    来源:LMS    发布时间:2008-08-27    收藏】 【打印】  复制连接  【 】 我来说两句:(0逛逛论坛

LMS工程咨询部有效地改善了中国江铃汽车公司(JMC)几款面向国内市场的新车车内噪声和通过噪声。JMC需要降低噪声水平来满足国家标准,并迎合市场需求。LMS的工程师通过优化车辆内饰,提高了30%的语音清晰度指数,但仅仅增加了3kg的重量。他们开发的设计修改大大降低了发动机导致的低频轰声,同时还改进了进气管口和排气系统,将通过噪声从77dB降低到73dB。作为该项目总体服务的一部分,LMS负责样机的改进和测试,验证设计修改的有效性,并与车辆零部件供应商配合以确保其加工制造。

集成的NVH技术

江铃汽车公司——主要生产轻卡、公交车、皮卡和商务车——近期在Isuzu皮卡和Ford Transit商用车基础上开发了几款新车。第一代样车原型不能满足NVH和国家标准的通过噪声的要求,因而JMC寻求工程合作伙伴与其零部件供应商一起,优化零部件和子系统的设计,来满足这几款新车的NVH要求。他们同样想要一个能够密切合作的伙伴,使他们自己的工程师能够参与其中来提高JMC在NVH领域的能力。

江铃产品研发中心副主任,阐述了该公司为什么选择了LMS作为该项目的合作伙伴:“在过去的二十五年中,LMS作为全球主要汽车生产商的项目合作伙伴,已经掌握了丰富的专业经验,其在世界范围内的工程咨询服务,赢得我们江铃将LMS作为合作伙伴,来优化我们即将投放中国市场的几款新车的NVH性能。”

作为合作的一个组成部分,LMS保证这些车辆的通过噪声能够满足中国的国家标准。LMS主要负责制定整个车辆的改进措施,包括内饰、车体结构、进气和排气系统的设计,及其与发动机的集成。LMS还负责提供一款满足JMC的NVH目标的样车,并且满足在组装、制造、发动机冷却和耐久性等方面的要求。

内饰优化

本项目的第一阶段内饰优化。首先,LMS的工程师使用了一种开窗口的方法。即先在所有板件上覆盖一种强吸声材料;然后,顺序地一部分一部分移除板件上的吸声材料;据此识别板件各部分的噪声贡献量。同时,识别出声音的泄漏。通过这个方法,可以揭示出前地板、前门踏板和其它地板对车内噪声分别有多大的贡献量。研究还得出变速杆的抖动也是重要的噪声源。

然后,工程师们通过虚拟仿真方法,大范围地更换阻尼、隔声和吸声方案,评估对车内噪声的影响,从中设计一套方案实现在尽量少改变质量和制造成本前提下,达到车内噪声目标。提出的方案包括在高贡献量的区域增加阻尼层,在板块的接合处增加密封,在车身立柱内添加泡沫以及在内饰板上加装松软的内饰层。LMS的工程师开发出新部件可靠的模型,并与零部件供应商协作,验证成本和制造可行性。新的设计将语音清晰度提高了30%,低频噪声也有实际的改善,这有助于在项目的下一阶段进一步降低低频噪声。LMS工程师使用传递路径分析(TPA)方法进行低频噪声优化,确定哪种结构路径和空气路径对车内噪声产生主要贡献。

降低低频噪声

LMS工程师使用传递路径分析(TPA)方法进行低频噪声优化,确定何种结构路径和空气路径对车内噪声产生主要贡献。他们将隔离主要噪声源的快速方法与精细的传递路径分析方法相结合,识别具体的主要贡献路径,使用这种聚焦式途径,能快速识别出主要的噪声贡献源。

一旦识别出主要的噪声传递路径,课题组着手研究具体的高贡献路径,基于LMS对各类车辆的丰富经验,分析出每一声源的强度等级和相关的传递路径。LMS工程师还评估了和发动机及悬架相连的车身局部刚度以决定可能的修改。利用工作变形分析(ODS)通过识别动态变形和主要共振,研究传动系统和悬架系统的在主要工况时的频率的特性。使用小质量的加速度传感器来检测变形,测量结果可动画显示,以便帮助了解噪声的产生机理。

开始解决问题时,先尝试使用简单的非产品化的修改,诸如在强振动的板上加大质量块或屏蔽主要声源,来评估通过加强每个已识别出的薄弱点来获得改善的潜能。最有效果的初步修改将转变为实际修改,同时与客户密切合作,考虑组装、成本、制造、发动机冷却和耐久性等相关因素的制约。供应商紧跟所作的修改以保证修改质量。

作为车辆研发项目的一个方面,上述方法是用来减少低频噪声。TPA表明进气噪声在转速为2350r/m时其第4阶分量贡献量大,ODS分析显示此时紧靠进气管口的车身板件也有大的振动,因而可以认为车身板件为主要辐射噪声源,可通过修改板件来改善车内噪声。在该板上加一个附加质量就可以验证这种假设,实际验证这种方法有很大的正面效果,从而为该问题的解决找到可行方案。对于另一款汽油发动机汽车,LMS重新设计了进气系统来减小它对噪声的影响。这是通过边界元声学模型来分析和优化主频率下进气系统的声衰减来实现的。两个附加的谐振器大大降低了噪声级。这种改进和其他改进一起大大降低了车辆的低频噪声。

满足通过噪声要求

LMS应用其室内通过噪声技术和设施,在半消声室底盘测功机上重复进行通过噪声级测试,使得在环境良好的控制条件下,进行诊断性试验和修改试验。LMS使用空气声源量化方法对所有噪声源进行细致的排序,发现通过噪声的主要源为进气和排气管口、排气管壁和发动机及变速箱的直接噪声辐射。

LMS工程师确定了通过噪声的主要来源并进行了具体的改进。改变了进气口的位置、进气管的长度和直径、发动机管径、变速器下档板和排气系统,达到了标准要求。

最后,LMS向江铃公司提供了满足公司标准和质量要求的修改样车,同时提交了成本、制造、重量和其他结论的评估。该项目表明,LMS工程服务部的车辆知识、经验、技术、处理方法、人员、设备和项目管理技巧,使得他们对车辆的NVH性能承担起全部责任。LMS通过辨识问题根源的技术途径,在有限时间内达到了预定目标。该项目同时也突出了LMS通过项目来传授技术和处理能力,使客户可以在将来的研发中使用相同的方法来分析解决问题。

 
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