汽车车身异响分析：客观测试与控制

客观测试的目的是从测试数据来判别异响源、特征和严重度。由于异响是非线性很强的信号，而且规律性不强，因此要找到合适的测试信号来评价和分析是很难的。尽管如此，还是可以寻找一些近似的方法来评价异响，这与CAE分析类似。

与主观评价一样，客观测试也是在各种路面和四通道激振台上进行。除了整车测试外，还可以在特定的振动台架上进行各个车身子系统的测试。

1.加速度功率谱密度分析

异响是由于结构碰撞或摩擦而产生的，这说明异响与结构振动是有关系的，因此分析结构的振动特征对了解异响特征是有帮助的。

部件之间连接点的加速度可以用CAE模型计算，但是很难测量。结构表面的加速度容易测量，于是通过表面加速度来判断内部连接点的振动。经验表明，表面加速度功率谱大，内部连接点的加速度也大，出现异响的可能性就大。

假设测量加速度信号为a（t），则它的自相关函数为

加速度功率谱密度为

在车身表面布置加速度传感器，如图8-32所示。在道路上驾驶汽车或在四通道激振台上激励汽车，就可以获取车身表面和子系统表面加速度信号。用测量的功率谱密度，从两个纬度来判定异响：

第一个纬度是用表面加速度功率谱来推断内部连接点的振动情况，大量试验数据和经验表明，表面加速度功率谱与子系统连接点的加速度有着密切关系，而连接点的加速度大小直接决定了异响。

图8-32 车身表面布置加速度传感器（见彩插）

第二个纬度是比较不同车身同一位置的功率谱密度，通过有和没有异响车身加速度功率谱的比较，就可以得到产生异响的加速度域值。(www.xing528.com)

这里举两个例子来说明加速度功率谱与异响的关系。第一个例子是在编号为A、B、C和D的四辆车中，A车、B车和C车都有仪表板异响，而D车没有。图8-33是这四辆汽车仪表板表面加速度功率谱密度的测量曲线。在25～100Hz范围内，D车的功率谱密度比其他车小，而仪表台板和很多内部部件的固有频率都在这个范围内。这四款车表面功率谱密度的大小与内部异响的对应关系很好，即表面功率谱密度大，异响大；反之也一样。

图8-33 仪表板表面加速度功率谱密度

第二个例子是一辆车的杂物箱有异响。经过结构优化后，消除了异响。图8-34是原状况和优化结构后的杂物箱表面加速度功率谱密度曲线。在25～50Hz范围内，优化后的功率谱密度与原状况相比，明显下降。

从以上两个例子看，表面加速度功率谱很好地反映了异响的特征，因此可以将加速度功率谱作为异响敏感度的客观评价指标。

图8-34 杂物箱有异响和没有异响的功率谱密度

2.异响的噪声分析

在道路上驾驶汽车时，异响与其他声音混在一起，很难从声音大小上识别出来。尽管异响的声音并不大，但人耳却能分辨出来。比如，座椅皮革之间摩擦出“吱吱”的声音比发动机的声音小得多，但是人耳却能分辨出。异响的频率成分很宽，因此用声压级、响度、尖锐度等指标来定量评价异响非常难。

在四通道激振台上，排除了发动机噪声、路面噪声等，就只剩下异响声音。这样就可以用响度等物理指标来评价异响的大小。同时测量异响部件近场噪声和/或车内噪声来分析异响特征。例如，在驾评某款车时，发现发动机液压悬置有异响。用四通道激振台来激振该车，在悬置附件测量近场声音，异响的频率集中在300～400Hz范围内。解析了悬置后，发现里面的压片松动。修改了设计后，这个异响消除。图8-35是有异响和没有异响的声压级曲线。

图8-35 某车悬置近场声压级曲线：有异响和没有异响

除了在试验室进行整车异响测试与分析外，还可以用小型激振台来激励部件。测量到部件异响的声音信号后，用响度、声压级、尖锐度等指标，即可确定异响的部位和特征。