动力总成作为汽车的激励源，其自身会产生多种形式的振动。从振动形式来划分，可以分为刚体振动和弹性振动。
1.刚体模态
由动力总成的质量、悬置刚度构成的振动系统，存在六阶刚体模态。这六阶刚体模态因动力总成的类型、布置方式等对整车的影响各不相同，因此，对模态的分布要求也不尽相同。如对于常用的四缸直列发动机，上下跳动模态（Bounce）和侧倾模态（Roll）对车身的弯曲模态影响最大，因此对这两阶模态需要重点关注。
如图3.3.11所示为动力总成刚体模态对车身振动的影响。发动机在起动过程中，刚体模态会被激发起来，但是由于时间短，振动能量很快就会散失掉，所以车内乘员一般感觉不到。路面激励频率通常较低，很容易激发起动力总成的刚体模态。悬架系统、排气系统的模态也分布在附近，产生模态耦合的风险很高。因此，在设计整车模态规划表时，对这些相关模态要重点监控，避免产生共振。
图3.3.11 动力总成刚体模态的影响
车辆通过路面接缝、凸起时，动力总成刚体模态会被激发起来，振动通过悬置系统向车身传递，引起车身的振动，如车身抖动、动力总成冲击等。这些振动的频率较低，正好落到人体敏感区域，常常会引起乘员的不适。
动力总成的刚体模态可以在整车上测试，但是测试过程复杂、费时，模态不容易辨别，悬架模态、附件模态常常会耦合在其中。采用有限元方法可以快速得到结果。一种简易的动力总成刚体模态计算方法应用范围最广，即使用简易模型，只包括动力总成的质量和转动惯量、悬置的动态刚度构成单自由度模型。通过该模型可以快速得到动力总成刚体模态结果，以及各阶模态之间的解耦，如果未达到目标要求，还可以很方便地进行优化。
值得注意的是上述简易模型与实车状态有一定的差距，计算出来的动力总成刚体模态与实车状态通常会有1～2Hz的误差，这一点要加以注意。
2.弹性模态
动力总成弹性模态包括整体模态、局部模态和构成零部件的模态。整体模态是指动力总成垂向或者横向弯曲模态，以及扭转模态。局部模态是指局部的振动模态，如缸体裙部模态、油底壳局部模态、机油泵局部模态。这些局部模态都很高，是动力总成放射噪声的主要原因。
动力总成的整体模态包括弯曲和扭转模态，频率高、振动能量大。振动会通过悬置系统向车身传递，(www.xing528.com)
动力总成是由数量众多的零部件构成的，如缸体、缸盖、曲轴、连杆、活塞等。这些零部件本身也都有各自的模态，并且频率很高。如曲轴的弯曲模态，它所产生的激励通常都很高，除了会产生振动噪声问题以外，还会产生过大的变形和应力，造成疲劳和密封方面的问题。
曲轴弯曲模态还是影响发动机声品质的重要因素。曲轴弯曲模态被激发起来时，会产生半阶次激励，它所引发的声音中掺杂着半阶次成分，同简谐阶次成分声音相比，显得嘈杂。如图3.3.12所示为四缸发动机工作过程中曲轴的弯曲振动模式。在气缸爆发压力的作用下，曲轴的弯曲模态被激发起来。气缸位置及点火顺序不同，所激发起来的弯曲模态也是不同的。
缸体裙部有弯曲和扭转模态。如图3.3.13所示为2L、4缸发动机在4000r/min/全负荷运转时的缸体实际振动模态测量结果。类似这种模态是发动机辐射噪声的主要原因。
图3.3.12 曲轴振动与半阶次噪声
图3.3.13 缸体裙部扭转模态
变速器壳体上也存在局部模态，如图3.3.14所示，为变速器壳体模态的分析结果。变速器内部齿轮啮合过程中，在啮合面上会产生啮合敲击力，特别是齿轮副的啮合公差较大时，敲击力更大。敲击力通过轴、轴承传递到壳体，引起壳体局部模态共振，产生辐射噪声。这就是变速器齿轮敲击噪声的产生原理。
动力总成弹性模态可以通过测试手段得到，但是测试过程复杂、费时。随着有限元方法计算精度的不断提高，使用范围越来越广泛。利用有限元方法可以快速得到模态结果，还可以对结构进行优化。
图3.3.14 变速器壳体局部模态
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
