车辆动力总成传递的建议范文

《机电技术杂志》2014年第二期

1理论分析

1.1频响函数测量频响函数测量主要是测量结构—声学传递函数（由结构振动传递引起的噪音）及声—声学传递函数（由空气声引起的噪音）。以下介绍力锤法测量结构—声学传递函数及体积声源法测量声—声学传递函数，本文主要是运用力锤法测量动力总成安装点到车内的结构—声学传递函数。

1.1.1力锤法测量时，力锤在靠近悬置的位置激励，麦克风在乘员耳旁进行信号采集。进行动力总成悬置安装点到车内FRF测量时需将动力总成拆除，否则测量得到的是由多条路径合成的FRF，而不是单一的由某个悬置安装点到车内的FRF。

1.1.2体积声源法根据Maxwell互异性原理，即在q点输入所引起的p点响应，等于在p点的相同输入所引起的q点的响应。一般的系统是使不变的，振动传递不随激励点和观测点的位置变换而变化，这样一个系统就是互异的。测量声—声学传递函数时，根据互异性原理，将高频或者低频体积声源放置在驾驶室内，麦克风放置在发动机仓等位置测量。

1.2激励力测量方法

1.2.1悬置刚度法（Mountstiffnessmethod）依据虎克定律，可得激励力为：式中，Xact、Xpas分别为结构主动端与被动端之位移量；K（ω）为动刚度特性（DynamicStiffness）。动刚度特性由测量得到，但测量时要考虑如下几点：1）正确的预载荷；2）境参数如温度等的影响；3）按实际运行时的边界条件进行X，Y，Z三方向激励。若动刚度特性高，测量得到的主、被动侧位移量相同，则此方法不适合使用。

1.2.2逆矩阵法（MatrixInversionmethod）逆矩阵法假设被测结构均为线性材料。图1所示为激振力求解模型。如图1所示，只要测量得到激励点之FRF及工况下激励点的加速度，即可求得各激励点的激振力。

1.2.3直接测量法（Directmeasuredmethod）使用力传感器（见图2）直接测量在车辆或其他零部件运行时被动侧在耦合点位置的作用力。大部分情况下，为了确保不破坏原有的边界条件，耦合点处的工作力估计往往要采用非直接的办法。

2案例简介

某车型开发，系在已有的车身上手工修改力总成悬置，装备已有的动力总成进行试验，装备的动力总成是废气涡轮增压直列4缸机、6速变速器，采用3点悬置。本次试验有两部分的工作：1）动力总成载荷提取供CAE输入使用；2）分析动力总成对车内噪音及车内振动的贡献量研究。以下主要介绍动力总成对车内噪音的贡献量。本次试验运用LMSTestLab12A软件、LMS32通道数据采集前端、PCB三轴加速度计及麦克风进行量测。路径传递模型如图3所示，只考虑动力总成激励对车内噪音的影响。此模型假想车内噪音只由动力总成工作时产生，不受其他因素影响。动力总成振动及噪音通过4个悬置传递到车内，产生噪音。

2.1工况测试由于只考虑动力总成激励对车内噪音的影响，不考虑路面噪音及风噪，所以本次试验取用的试验工况有：2、3挡全油门及半油门加速，怠速5种工况。在此只列举怠速工况的数据分析。传感器布置如图4所示（每个动力总成悬置被动端都布置2只加速度传感器，驾驶席外耳布置1只麦克风），测试在平直的沥青路面上进行。

2.2传递函数测量如图3路径传递模型，在测量传递函数时，拆除了动力总成及相关的零部件，保留了副车架；将内饰车身使用橡胶绳悬挂，使其处于自由状态；悬置参考点之加速度传感器应尽量与工况测试时的位置相同。详见图5。

2.3数据分析运用LMSTestLabTPA模块，使用逆矩阵法求解激励力。从数据结果看，驾驶席拟合噪音与实测噪音较吻合（见图6）、座椅导轨+Z方向振动实测值与拟合值吻合（见图7）。从数据上可知道，实际测量与拟合出来的值相当吻合，可见这是一种相对准确可行的路径识别方式。由于是直列4缸发动机，怠速为750r/min，怠速的主要问题是由于发动机2阶的不平衡力引起，25Hz及其谐波为主要关注的对象。通过拟合的柱状图可以很清楚的看到每条路径对车内噪音的贡献量（见图8）。如图8中箭头所示，每个路径贡献量由上到下依次递减，左悬置Y方向对车内噪音的贡献量相对较大。

针对左悬置Y方向贡献，再从激励源及路径对此点进行分析（见图9）：激励力有明显峰值，传递路径对车内噪音的贡献几乎没有，可以确定力总成左悬置激励力较大为车内驾驶员外耳噪音的主要贡献。

3小结

本文简单介绍了TPA的相关理论，运用理论结合实际工作情况，进行了一次动力总成单参考TPA试验。LMStestLabTPA模块能很好拟合出车内噪音曲线，说明TPA模型及所量测到的各种数据是正确真实有效的。此方法为后续新车型开发及CAE验证提供了一个可靠的支持。

作者：蒋延国单位：东南（福建）汽车工业有限公司