1.振动源对车内的振动传递
车身上有很多振动源,本章第一节列出了一些激励点的位置。人体感知振动的部位有转向盘、地板(座椅导轨)、座椅和变速杆。下面以一个振动激励源(一个悬置安装点)和一个响应点(转向盘)为例来说明振动对车内振动的传递过程(图1-31)。
发动机将激励力施加在车身悬置安装点上,振动传递到纵梁,然后通过三条主要路径传递到转向盘,如图5-40所示。下面分别描述这三条路径。
图5-40 振动流在车身上的传递和达到转向盘的三条路径
第一条路径:振动波从激励点出发,首先在纵梁内传播。传递到梁与副车架的连接处时,它跨过车身梁与副车架之间的胶套,振动波衰减一部分,剩下的继续在副车架内传递。转向系统中的齿轮齿条结构安装在副车架上,因此振动波传递到转向管柱上,抵达转向盘,手感知到振动。
第二条路径:纵梁中的振动波传递到A柱上。转向系统中的管梁与车身两侧的A柱相连接,于是振动波传递到管梁上,再传递到管柱和转向盘上,手感知到振动。
第三条路径:纵梁中传递的波激励起纵梁和A柱,然后激励前壁板。转向管柱的支架与前壁板相连接,因此振动波从前壁板传递到管柱上,进一步传递到转向盘上,人感知到振动。
车身承受的其他振动激励对人体感知点(转向盘、地板、座椅和变速杆)的振动传递路径中,有的要经过多条路径(如风扇的激励),有的只有一条路径(如排气挂钩直接激励车底板)。
车身上有N个激励源,而且每一个振动源激励方向都是空间的,即在x、y和z三个方向都有激励,而每个方向的激励都会在感知部位产生三个方向的响应。将图1-31细化,就可以看到一个悬置安装点三个方向的激励引起转向盘三个方向的振动,如图5-41所示。
图5-41 一个悬置在三个方向的激励力引起转向盘三个方向的振动
在N个激励源中,第i个激励源在j方向(x,y,z)的激励力用F i,j表示。它在转向盘x、y和z三个方向上产生的振动速度分别为V stri,j,x、V stri,j,y和V stri,j,z。F i,j对转向盘x方向振动传递的振振灵敏度为
转向盘在x方向上的速度相应表示为
由N个激励源在三个方向的激励而产生的转向盘x方向的振动为
同样,可以得到转向盘在y和z方向上的速度,分别为
转向盘上的总的振动是三个方向振动的矢量和,表达为(www.xing528.com)
用同样的方法,可以得到各个振动源对其他振动感知点(地板、座椅和变速杆)的振动响应,以及响应与源之间的灵敏度。
2.振振灵敏度的测试与分析
车身灵敏度可以通过测试得到,也可以通过计算(如有限元分析)得到。
在转向盘、座椅导轨、座椅、变速杆等人体接触的部位布置加速度传感器,用力锤敲击外界激励力施加在车身上的点(如车身上动力总成的悬置安装点),测量加速度信号和力信号,如图5-42所示。经过数据处理后,即可以得到振振灵敏度。
振振灵敏度的测试对象可以是内饰车身,也可以是整车。如果是内饰车身,可以将它用柔软的绳子吊起或者用弹性垫将它支起来,以便形成“自由”的边界。在整车上测量时,由于其他系统已经占据了激励点,如动力总成的激励点就被悬置占据,力锤无法直接敲击这些激励点。测量时,可以敲击车身上最靠近激励点的位置,有时还需要制作专门的夹具。
有限元计算与测试类似,在相应位置选择激励点和响应点,计算传递函数,就得到车身的振振灵敏度。
振振灵敏度的图形显示形式有两种:曲线图和彩条图。
图5-43为一条振振灵敏度曲线图。横坐标是频率轴,纵坐标是灵敏度值。从这条曲线上,可以看到各个频率下的灵敏度值。
图5-44是一条传递路径振振灵敏度的彩条图。横向表示频率,色彩表示灵敏度的大小。从这张图看,在频率为480Hz时,灵敏度最高。
图5-43 振振灵敏度频谱曲线图
将车身上所有激励源对某个感知点响应的灵敏度绘制在一起,来比较每条传递路径的贡献,从而找到车内某些频率下振动大的传递路径。这种比较可以采用灵敏度曲线,也可以采用彩条图。图5-45显示了一组传递路径的灵敏度彩条。通过彩条组图,可以清晰地看出每个频率下最敏感的通道。例如:在330~350Hz范围内,发动机右悬置在x和y方向的激励是最敏感的通道。如果车内在这个频段内噪声大,那么降低这两条通道的灵敏度对降低噪声的效果最佳。
图5-44 一条振振灵敏度的彩图谱(见彩插)
图5-45 振振灵敏度的彩色频谱组图(见彩插)
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