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乘用車油門(mén)踏板振動(dòng)控制技術(shù)研究

2021-11-08 08:56:07·  來(lái)源：汽車NVH云講堂  
　
【摘要】針對(duì)某轎車開(kāi)發(fā)過(guò)程中加速時(shí)油門(mén)踏板振動(dòng)大的實(shí)際工程問(wèn)題，建立傳遞路徑分析模型，進(jìn)行了結(jié)構(gòu)傳遞路徑試驗(yàn)，找出傳遞路徑上各部件的貢獻(xiàn)量。在分析進(jìn)氣
【摘要】針對(duì)某轎車開(kāi)發(fā)過(guò)程中加速時(shí)油門(mén)踏板振動(dòng)大的實(shí)際工程問(wèn)題，建立傳遞路徑分析模型，進(jìn)行了結(jié)構(gòu)傳遞路徑試驗(yàn)，找出傳遞路徑上各部件的貢獻(xiàn)量。在分析進(jìn)氣系統(tǒng)模態(tài)引起的油門(mén)踏板振動(dòng)特性和影響因素基礎(chǔ)上，提出了油門(mén)踏板振動(dòng)的控制策略，并通過(guò)優(yōu)化進(jìn)氣系統(tǒng)模態(tài)、提升傳遞路徑上的隔振率及提升油門(mén)踏板安裝區(qū)域的剛度，有效解決了油門(mén)踏板振動(dòng)大問(wèn)題。本文為油門(mén)踏板振動(dòng)控制提供了一種思路，在工程應(yīng)用上具有重要的參考意義。

關(guān)鍵詞：進(jìn)氣系統(tǒng)模態(tài)，油門(mén)踏板，赫姆霍茲共振腔

1 前言
汽車噪聲與振動(dòng)是衡量汽車舒適與否的一項(xiàng)非常重要的指標(biāo)。隨著社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展，汽車開(kāi)始進(jìn)入越來(lái)越多的家庭，顧客對(duì)汽車的舒適性的要求也越來(lái)越高，每個(gè)國(guó)家對(duì)噪聲污染的控制越來(lái)越嚴(yán)，因此噪聲與振動(dòng)的大小決定了一部汽車在市場(chǎng)上的前景。

汽車噪聲與振動(dòng)按照結(jié)構(gòu)形式可分為兩大類：動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的噪聲與振動(dòng)和車身與整車的噪聲與振動(dòng)[1]。動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)中，油門(mén)踏板振動(dòng)一直是汽車產(chǎn)品性能開(kāi)發(fā)中比較常見(jiàn)的問(wèn)題，油門(mén)踏板是駕駛員直接接觸的部件，其振動(dòng)的大小直接影響駕駛員的駕駛心情，是體現(xiàn)汽車NVH品質(zhì)的重要因素。
油門(mén)踏板的振動(dòng)激勵(lì)源主要是路面和發(fā)動(dòng)機(jī)，其余影響因素有懸置系統(tǒng)、進(jìn)排氣系統(tǒng)、車身結(jié)構(gòu)等，趙常云等研究了油門(mén)踏板支架模態(tài)及懸置隔振特性對(duì)油門(mén)踏板振動(dòng)的影響[2]。李 志 春等研究了油門(mén)踏板自身模態(tài)引起的振動(dòng)問(wèn)題，指出油門(mén)踏板模態(tài)應(yīng)避開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)常用轉(zhuǎn)速頻率區(qū)域[3]。
本文以管道聲學(xué)理論為基礎(chǔ)，分析了進(jìn)氣系統(tǒng)模態(tài)引起的油門(mén)踏板振動(dòng)的原因，建立傳遞路徑分析模型，進(jìn)行了結(jié)構(gòu)傳遞路徑試驗(yàn)，并通過(guò)優(yōu)化進(jìn)氣系統(tǒng)模態(tài)、提升傳遞路徑上的隔振率及提升油門(mén)踏板安裝區(qū)域的剛度，有效解決了油門(mén)踏板振動(dòng)大問(wèn)題。
2 油門(mén)踏板振動(dòng)機(jī)理分析
電子油門(mén)踏板是通過(guò)支架或者直接安裝在前壁板上，油門(mén)踏板振動(dòng)主要是在踩油門(mén)的過(guò)程中在某個(gè)轉(zhuǎn)速、某個(gè)車速或者使用附件功能時(shí)會(huì)出現(xiàn)“麻腳”、“彈腳”的感覺(jué)，會(huì)引起腳部不舒服而產(chǎn)生抱怨。表1為油門(mén)踏板振動(dòng)問(wèn)題的類型，根據(jù)轉(zhuǎn)速、車速及附件引起的振動(dòng)分為三種類型。

當(dāng)激勵(lì)頻率與油門(mén)踏板或者傳遞路徑上的某些部件固有頻率發(fā)生耦合時(shí)，油門(mén)踏板會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)。圖2-1為針對(duì)油門(mén)踏板振動(dòng)建立的激勵(lì)源-傳遞路徑-響應(yīng)分析模型。圖2-1 油門(mén)踏板振動(dòng)傳遞分析模型油門(mén)踏板安裝在前壁板上，由圖2-1可知，動(dòng)力系統(tǒng)的傳遞主要是通過(guò)懸置系統(tǒng)、進(jìn)排氣系統(tǒng)到車身以及傳動(dòng)系統(tǒng)到懸架系統(tǒng)再到車身，最后傳遞到油門(mén)踏板上；輪胎路面的傳遞主要是通過(guò)懸架系統(tǒng)到車身再到油門(mén)踏板；其他附件的振動(dòng)直接通過(guò)車身傳遞到油門(mén)踏板上。
由于傳遞路徑上的任意部件共振都有可能引起油門(mén)踏板的振動(dòng)，所以找到了振動(dòng)的傳遞路徑之后還需對(duì)路徑上的各個(gè)部件進(jìn)行分析。
3 進(jìn)氣系統(tǒng)噪聲振動(dòng)理論
3.1管道聲學(xué)理論
管道中的聲學(xué)阻抗Z定義為聲壓與質(zhì)點(diǎn)體積速度的比值，即：

式中，u、U和S分別是管道中的速度、體積速度和截面積，體積速度與質(zhì)點(diǎn)速度的關(guān)系為U= Su。進(jìn)排氣系統(tǒng)中管道的長(zhǎng)度都是有限的，假設(shè)長(zhǎng)度為L(zhǎng)的管道兩端的聲阻抗分別已知，即在
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