轻型商用车加速噪声降低方法研究

【摘要】在一汽技术中心从事出口车产品的前期规划及出口认证及设计研究工作期间，参与了一汽多款车型的出口策划及前期认证开发的工作，亲身经历了一汽商用车从被动适应法规认证工作到主动前期策划规避开发风险的过程。在产品开发过程中，遇到了很多问题。其中，我们的产品在参与出口欧洲车法规认证时，最令人担心的就是噪声超标。因为，噪声本身具有很鲜明的特点，它成因复杂、更改困难，如发动机导致的噪声大或大总成导致的噪声大等，更改试制周期长，成本高，难修复，影响进度，而且噪声本身涉及的因素非常多，在发现问题原因和解决问题过程中难度很大，很难总结出定性的规律等。因此，每次在出口噪声认证方面，都是摸着石头过河，只有到最后产品开发完成后才能得出结论，使降低噪声发面的设计工作变得十分被动。本课题来源于实际工作需要，通过对某些车型的不同配置组合加速噪声的测量，希望能够总结出开发前期通过参数配比的更改，在不影响成熟总成的前提下总结出降低加速噪声的规律，进而扩展到能够找出加速噪声组成模型，争取在以后前期产品策划过程中就规避开发风险，尽量避免发生产品设计后期大规模的更改成熟总成的事情，故拟定本次论文课题。车外加速噪声作为衡量车辆对环境干扰的重要因素一直是业界比较重视的一个指标。噪声本身是一个测量指标，有一定的相对性，同时测量方法本身对噪声来说也有很大的差别，比如静止噪声，加速噪声，驾驶室内噪声等等，欧洲R51作为世界加速噪声测量的重要标准之一，在今年推出了新的测量方法（下文简称方法B），这种测量方法本身有一定的先进性，弥补了老方法（下文简称方法A）的不足，作为比较先进的测量方法，已经被国内标准引用，预计在2016年在国内实施，可以看出该方法在普及性，不仅仅针对出口车，国内车辆也慢慢进入法规的视野。方法A一直由W29组织提出,并持续更新,在欧洲汽车发展史上方法A在车辆加速外噪声对环境的影响方面做出了极大的贡献,持续降低这噪声限值,某种程度上促进了欧洲相关技术的革新。但随着内燃机技术的逐渐成熟，整车制造工艺的局限性，导致方法A所能做出的贡献越来越小，那么方法B就应运而生下，方法B在测试方法，测试条件上均优于方法A，更加能够体现现代汽车的驾驶习惯，方法B为了更好的体现城市典型工况，即车辆在行进过程当中，城市中较多发生的情况，从一定的初始速度开始加速，快速加速到目标值，实现“跟车”，虽然方法B没有从根本上限值车辆加速外噪声的总值，但视角已经于方法A不同，方法A为测量高速下，进行节气门全开的方式加速至某一限值，且该限值速度较高，不符合城市典型工况，对现实中城市噪声污染的降低没有实际的帮助意义。总得来说方法B更加“实用”，更加能够体现用户及城市人群对车辆的直观感受。方法主要在进线速度、档位选择、车辆状况、出现状态上有方法A有本质上的不同，方法B对档位的要求相对方法A相比有一定的先进性，方法B更加强调的是最终的状态，即达到城市常见的工况，相对于方法A来说，更加灵活，那么档位的选择就是本文讨论的重点之一。车辆的状态上方法A强调的空载，方法B强调的加载，在实际的生产生活当中，空载行驶在城市的道路上的状态比较少，方法A噪声的降低并不能提高用户及城市人群对噪声的切实感受。方法B有一定的加载量，而且是根据发动机的功率有一定的配比关系，这种工况在某种程度上就能体现城市中典型工况。进线速度与出线状态，两种方法也有根本上的不同方法A更加强调的进线速度，及开始加速的状态，而方法B强调的是出线的状态，及最终加速到的状态，在实际生活当中方法B的最终状态是比较常见的，方法A的速度有些车辆相对于商用车来说速度很高，并不能体现典型工况。所以总得来说方法B更加的“接地气”。方法B本身的出现就需要工程设计人员对其充分的解读，因为法规标准本身就是车辆设计的法律，其指导意义重大，尤其是技术开发方向上有决定性的意义。方法B相对于方法A来说灵活的几点，将都是本文讨论的重点。那么作为测试方法，针对测试方法本身的优化就显得尤为必要且立竿见影了，但法规本身就是严谨的，那么我们需要在其中看到什么呢，这就是本文讨论的重点，车辆加速噪声的降低方法的研究。车辆在加速过程的噪声是非常复杂的，在整车级别下，噪声本身来源于多个方面，发动机工作产生的噪声、传动系包括变速箱后桥工作产生的噪声、轮胎与地面摩擦产生的噪声、汽车迎风产生的风噪、排气系统产生的噪声、整车各部分组件在一定频率下产生的震动及共振噪声等几大部分噪声。因此，试制完成后的车辆一旦发生噪声超标，想要从技术层面上降低噪声是非常困难的。为了能够更有效的解决噪声超标的问题，我想通过对某些车型不同配置的各大总成进分析、实验、对比和总结，希望能够发现并梳理出可以有效降低车辆加速噪声的有效参数配置组合并规避因法规认证带来的开发风险，进而有效的降低噪声或开发成本及周期。通过对本课题的研究，希望能够总结出影响整车加速噪声的关键因素，在开发前提通过调整成熟总成的关键参数，比如在一定工况下的发动机扭矩、变速箱某档位的速比、或者后桥的速比、或者标称载重等参数，实现对整车噪声的有效控制，避免在开发后期进行验证时，因不合格导致重新修改重要参数，导致大量设计变更，拖延开发周期及增加开发成本。由于车辆加速外噪声过高的问题已经给国内汽车产品开发带来很多负面影响，因此能够有效的、有价值的、低成本的解决车辆加速外噪声过高的问题，一直是各大汽车设计公司共同追求的目标。本课题的工程应用价值就在于，如果通过本课题的研究，其形成的成果能够在产品开发初期就对轻型商用车的开发工作进行有效的指导，使其设计者能够在策划初期给各大总成以一定的约束条件来有效的降低消车辆加速外噪声过高的隐患，能够应用合理的设计流程来规范部分总成设计参数，甚至在出现车辆加速外噪声过高时能够在小成本、小范围、小周期的情况下降低车外加速噪声的实验测量值，这样无论是在质量、成本还是设计周期等各个方面，都有很大的工程应用价值。
【作者】张强；
【导师】于多年；
【作者基本信息】吉林大学，车辆工程，2014，硕士
【关键词】轻型车；加速噪声；方法B；测量；

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