1.独立式车架
非承载式车身具有独立的车架,在货车、大型乘用车上使用得较多。车架与车身之间通过衬套连接,衬套构成了车身的第一道隔振系统。如图3.3.30所示为独立式车架。
独立式车架属于细长框形结构,本身具有频率较低的弯曲和扭转模态。这些模态对动力总成激励和路面激励向车身的传递具有放大作用,一旦被激励起来,会引起严重的问题。
如图3.3.31所示为某款SUV在缓加速时的车内噪声测试结果。主观评价显示发动机转速1500r/min和1800r/min时有噪声峰值,与测试结果非常一致。通过问题排查,发现车架在64.5Hz附近具有明显的弯曲模态(图3.3.32)。在车架中间位置安装了62Hz的动态减振器后,车内噪声峰值消失。这说明正好是车架弯曲模态引起了车内的峰值噪声。
图3.3.30 独立式车架
车架的模态应该在设计阶段规划好,与相关的模态和激励要避开,如车身的模态、排气系统的模态等,这样才能将风险点降到最低。
图3.3.31 缓加速时车内噪声
图3.3.32 车架弯曲模态(64.5Hz)(www.xing528.com)
2.副车架
承载式车身的车架与车身集成到一起,即纵梁结构。为了搭载动力总成和悬架系统,都设计有前、后副车架。副车架承担了一部分车架的功能,它是动力总成激励和路面激励的主要传递通道,起第一道隔振作用。
而副车架本身具有弯曲和扭转模态,特别是弯曲模态,对激励传递和振动衰减起主要作用。因此,在副车架设计过程中,要尽量提高刚度,避免与发动机激励耦合。
副车架与车身的连接方式主要有两种:刚性连接和弹性连接。刚性连接是副车架与车身直接通过螺栓连接,弹性连接是指副车架与车身通过衬套连接,相对于刚性连接方式,又多了一道减振系统,特别是对于高频激励,减振效果更好。
刚性连接的副车架,要求模态处于常用发动机主阶次激励以外,否则会激起副车架模态,引起严重的问题。如图3.3.33所示为副车架模态对路面噪声的影响。如有的车型要求副车架模态不低于180Hz。
弹性连接的副车架,除了弹性模态以外,还具有刚体模态。该模态是由副车架的重量和衬套及车身安装点的刚度决定的,一般低于100Hz。刚体模态对激励的传递的影响也很大,对模态的分布也要重点关注。如图3.3.34所示为副车架刚性连接与弹性连接的减振效果对比。可以看出弹性连接在100Hz以上时具有更好的减振效果。
图3.3.33 副车架模态对路面噪声的影响
图3.3.34 副车架模态与隔振效果
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