汽车车身异响控制的方法和分析

异响是指汽车行驶中出现的非正常的、没有规律的声音。异响的随机性很强，重复的一致性差。异响不同于发动机、路面和风激励产生的噪声，噪声是有一定规律的、持续时间长的声音。比如发动机产生的噪声通常与阶次和/或共振有关。异响的研究包括三个方面：

□异响的机理

□异响的识别

□异响的控制

1.异响的种类和机理

异响分为两类：尖叫异响和撞击异响。

两个相邻部件相互接触，有相对运动并产生摩擦，发出的高频率响声被称为尖叫异响，英文用Squeak描述，如图1-39a所示。金属与金属之间的摩擦、金属与橡胶之间的摩擦、橡胶与橡胶之间的摩擦都可能产生尖叫异响。车身上发生的异响比较普遍，比如汽车运行过程中，前车门与A柱发生变形而碰在一起，它们相对运动并相互摩擦，就会发出尖叫异响声。

图1-39 尖叫异响和撞击异响

在冲击力的作用下，两个相邻的部件发生碰撞，发出的敲击声音被称为撞击异响，英文用rattle描述，如图1-39b所示。金属与金属、金属与橡胶之间的碰撞都可能发出撞击异响。比如杂物箱卡板和锁扣之间发生碰撞时，就会发出撞击异响声。再比如仪表板内的螺钉和结构松动，汽车在凸凹路面行驶时，路面的冲击会激起仪表板内部部件间的碰撞，发出撞击异响。(www.xing528.com)

2.异响的识别

异响可以通过试验来识别，也可以通过CAE计算来预测。

试验识别有两种：道路识别和四通道激振台识别。道路识别是在各种不同的道路上驾驶汽车，通过主观评价和客观测试来识别异响。有些异响是在所有道路上都可以听见，有的异响只是在某种特殊的道路上才能听见。因此，异响的试验一定要在尽可能多的道路上进行。识别异响的道路包括粗糙水泥路面、波纹路面、随机冲击路面、鹅卵石路面、比利时路面、石块路面、碎石路等。异响的出现还与车辆的行驶速度有关，即在有些速度下出现异响，而在其他速度下异响消失。

在道路上识别异响，通常采用主观打分来评价。分别在平滑路面、粗糙路面和坏路面驾驶汽车，根据异响的严重程度打分，然后通过加权方法得到汽车的异响指数。异响指数是各个部件出现异响贡献的总和。异响指数越低，表明汽车异响越少。在确定了异响部位后，还可以通过测量结构的振动加速度和车内声音来定量判定异响大小，并根据分析结果来控制异响。

在四通道激振台上识别异响也是常用的方法。四个轮胎分别放置在四个激振器上，输入给激振器的信号可以是采集的路谱，也可以是随机信号、正弦信号等。与在道路上识别异响相比，在激振台上试验的好处是人可以在车外和车内仔细听异响，并且可以用听诊器来寻找异响部位。

异响的CAE分析是采用有限元法来分析可能出现异响部位的响应，并根据响应来预测发生异响的概率。异响有限元分析包括：车身刚度与模态分析、子系统的模态分析、车身异响灵敏度分析、整车异响响应分析。车身刚度不足是产生异响的重要原因，因此分析车身刚度、门框变形就可以预测车门和车身是否发生碰撞。子系统模态分析是分析闭合件、仪表板、转向支撑等系统的模态振型和频率，这些系统共振会带来异响。车身异响灵敏度分析是分析车身上的卡扣和螺栓连接部位在外力作用下的灵敏度，灵敏度大，表明发生异响的可能性大。整车异响响应分析是指在路面激励下，分析整车上的卡扣、螺栓连接部位以及一些关键部位的响应，通过响应大小来判断产生异响的可能性。

3.异响的控制

产生异响的主要原因：间隙的设计不合理、尺寸公差控制得不好、装配精度不高或者安装不牢固、接触面材料的兼容性差、结构的刚度和模态不合理等。

异响控制不仅仅是在样车出来之后，通过试验来寻找发生异响的部位，而且是在整个汽车开发过程中都要进行异响控制。在设计阶段，要确定相邻部件之间的间隙、材料的兼容性、卡扣和螺栓的分布。通过DMU检查来发现部件结构之间的间隙和搭接关系是否合理，线束、管道之间的布置是否会带来干涉问题，以及非金属件的要求是否合理。用有限元法来进行车身刚度、灵敏度等异响分析，通过相邻部件的模态解耦、提升刚度、降低卡扣等处的灵敏度来降低出现异响的概率。在样车阶段，通过道路试验和四通道激振台试验来确定异响产生的部位。在量产阶段，要进行入厂零部件的质量检查、整个生产过程的质量控制、出厂的性能检查。