汽车NVH综合技术-缠绕振动及改善方案

车辆前进加速时，除了上述的车身振动以外，还经常发生悬架系统绕车轴中心的缠绕振动（wind-up振动），以及转矩过大时，由于驱动轴的万向节角度而造成的2阶振动。驱动轴的2阶振动在后面的章节里叙述，此处仅对缠绕振动加以详细说明。缠绕振动是采用板簧结构悬架系统的典型的绕车轴中心的振动，弹簧式悬架结构有时也会发生，如图6-3所示。在振动的同时，振动会通过悬架的安装点向车身传递，引起车身的弹性振动及车内噪声。因此而引起的车内噪声称为缠绕轰鸣声（wind-up boom），如图6-4所示。对于缠绕振动，如果考虑到差速器齿轮的作用，归根结底是由于发动机的转矩变动而产生的。另外，传动轴的弯曲振动发生时，通过传动轴与后桥的连接点，也可能引起悬架系统绕车轴中心线的旋转振动。传动轴的弯曲振动是由于传动轴的旋转不平衡引起的，而发动机的转矩变动和传动轴的旋转不平衡是经常存在的。

图6-3 缠绕振动示意图

图6-4 缠绕振动引起的车内噪声

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图6-5 缠绕振动改善方案

虽然缠绕振动一般都在常用的频率范围以下，但是还会经常发生缠绕共振，从发动机低转速开始加速时，整个车身大幅度摇摆振动。发动机低转速时的转矩变动，受气缸内气体压力的影响最大，在加速时伴随着负载的增加，增大了缠绕振动产生的概率。

发动机转矩变动引起的后桥及后悬架绕车轴中心线的旋转振动，作为传递系统的驱动系统振动特性的影响是最大的。常用频率范围内的激励，驱动系统的扭转固有振动（扭转1次）频率如果能设定得较低，可以保证较小的振动传递。因此，增加飞轮的惯性矩、降低离合器和后桥的扭转刚度等方法通常是改善缠绕振动的有效措施。另外，采用双质量飞轮等追加振动系统的方法可以从根本上改善发动机转矩的变动，这方面有很多的实际应用案例。除此以外，作为有效的解决方案，还有安装液压万向节、大冲击刚度离合器等。配有转换器的自动变速器，缠绕振动就很少发生。悬架系统的减衰特性也与缠绕振动有关，板簧式悬架的板间摩擦、衬套的减衰特性等，都是调节缠绕振动的有效参数，如图6-5所示。

由缠绕振动造成的振动噪声问题，在设定目标值和评价标准时，需要参考缠绕振动的固有振动频率、车身的振幅、车内轰鸣噪声等多个性能指标，进行综合的讨论，如图6-6所示。