进排气系统NVH开发中常见的疑难问题小结

整车开发时,进排气系统的NVH开发是非常重要的一环,本文将对进排气系统NVH开发过程中遇到的疑难问题做一个小结,希望能让NVH工程师在解决类似问题时有一些借鉴作用。

这里把常见的进排气NVH疑难问题分类如下:

一、进排气系统共振问题

二、排气系统轰鸣声特点及原因

三、排气系统啸叫声特点及原因

四、排气系统中间管道常见问题

五、分析案例

然后以一些案例来说明一些以上问题的产生原因及解决措施。

一、进排气系统共振问题

进排气系统共振有两种,一种是由于结构的原因导致的,另一种是由于声学的原因导致的。

1、结构共振

(1) 进排气系统结构共振一般由发动机运转产生的振动引起,当振动频率跟系统固有频率一致时,便产生了共振。

图1排气系统模态共振

(2) 排气系统:安装柔性节(波纹管或者球连接)可以有效降低共振,但需要合理布置吊钩位置和尺寸结构。

图2柔性节示意图

(3) 进气系统:合理设计波纹管基本可以解决共振问题(进气系统模态一般比较高)。

图3进气波纹管

另外:改装排气管时,原厂的连接管管径、消声器大小和尾管一旦发生发化,整个排气系统的固有频率和振动量大小的位置也会发生发化,所以改装车辆容易出现结构共振问题。

2、声学共振

(1) 排气系统声音的共振:发动机的排气声浪频率与排气管中驻波频率吻合时便产生共振。

(2)进气系统管道驻波能量较小,一般不怎么关注。

(3)共振声从排气尾管传播出来进入车厢,如果和车厢的固有频率也正好吻合,那么共振声会被再次放大。

图4消声器内管路断开处声压最低点

图5驻波的计算案例

3、进排气系统共振噪声特点

(1)声音通常表现为嗡嗡声,通常为单一频率噪声。

(2)通常发生在发动机的某一转速附近。

(3)一般低频,车内车外均比较明显,而如果是高频,一般车外比较明显。

4、进排气系统共振噪声产生原因

(1)发动机的激励与排气系统的固有频率产生共振,将某单一频率下的振动及噪声放大。

(2)放大后的噪声可直接传入车内,使车养噪声变大

(3)放大后的振动可通过吊钩传入到车内,引起车内某板件的振动,从而辐射出噪声,使车内噪声变大。

图6有无共振时车内频谱图比较

二、排气轰鸣声特点及原因

1、排气系统轰鸣声的特点

1)声音很沉闷压耳,频率一般较窄,且通常为单一的低频噪声,范围在20-100Hz(见图7)。

2) 通常发生在发动机的某一转速附近。

3)车内外一般都能感觉到。

图7 加速轰鸣声

2、排气轰鸣声产生原因

1)一般是由于发动机的噪声源过大导致的,尤其是阶次噪声过大

2)一般是通过调节消声器的体积及内部结构,比如设置赫姆赫兹调音腔去解决单一频率噪声。

3)一般表现为单一频率处的能量比较高,如图8所示,

4)加上大的后消后,声压级有明显的下降。

图8单一频率处的能量比较高

三、排气啸叫声特点及原因

1、排气啸叫特点

(1)声音通常类似于吹口哨的声音,声音一般很尖且声能量比较高

(2)频率范围较宽,一般在1000-10000Hz范围内。

(3)一般出现在汽车急加速工况下,车内外均较明显,有时怠速深踩油门也能重现。

2、排气啸叫的成因

(1)高速气流穿过带棱角的边缘处便会产生此声音。

(2)一般发生在大孔或者内壁不光滑,有尖角的位置。

图8排气系统有无啸叫频谱图对比

四、排气系统中间管道常见问题见表1

表1排气系统管道异响

五、分析案例

问题描述:用户抱怨异响(类似煮开水),是由于后消音器积水导致腐蚀。

原因排查:摇晃后消声器有水声,剖开发现内部积累800ml冷凝水未排除。

图9后消声器剖分

产生冷凝水原因有以下几种:

1、驾驶习惯

2、低温天气

3、低速城市工况(堵车)

解决措施:在消声器底部增加一个3mm的排水孔。

图10解决措施

福利

扫描添加小编微信,备注“行业+姓名+城市”,加入【汽车NVH云讲堂】,和志同道合的朋友们共同打卡学习!