随着城市SUV车型的普及，大家对SUV车型的NVH性能越来越关注，车内噪声是衡量汽车NVH的重要指标。某城市SUV车型在怠速关空调工况下，车内会听到“咕噜、咕噜”异响声音，影响乘坐舒适性。本文对该车型在开发过程中出现的怠速异响问题进行了重点分析，并通过工程经验加CAE仿真分析手段，找出异响原因，经过优化整改，提升了NVH品质。

传递路径排查

发动机作为一个主要振源，其振动传递路径主要是通过悬置传递到车身，并由车身辐射到车内，引起车内噪声。怠速关空调车内的“咕噜、咕噜”异响，很有可能是正时系统的异响通过悬置传递到车内。打开SUV的发舱盖，站在车辆前方，经过主观评价发现发动机的异响主要集中在前端，去除动力附件的皮带后，让发电机、水泵和空调压缩机不工作，发现异响依然存在，可以排除是动力附件产生的异响，初步判定是正时轮系产生的“咕噜、咕噜”异响声音。

进一步用噪声诊断仪寻找噪声源，测量结果表明，异响声音是由发动机的前悬置发出(见图1)。对前悬置周围的噪声进行频谱分析，这个噪声的频率在320 Hz左右，恰好与这款车怠速时的正时系统共振频率相吻合。因为前悬置支架上安装有正时系统的张紧器和惰轮，必须解决该共振噪声，否则会严重影响车内乘客的舒适性。

CAE仿真分析

由于该发动机前悬置支架是通过螺栓与发动机机体相连接，因此分析前悬置支架的模态，必须将前悬置支架与发动机机体作为一个整体进行分析。

此次计算使用HyperMesh生成六面体为主的计算网格(见图2)，进行CAE计算结果分析。

1.评价标准

对于发动机前悬置支架而言，其固有频率比发动机正时系统最大啮合频率至少大于倍，才能满足设计要求。

发动机正时系统啮合频率f=N×n/60，式中，N为齿形轮的齿数，n为发动机转速。该发动机曲轴正时皮带轮齿数为24个，怠速为750 r/min，故该发动机正时系统怠速时的最大啮合频率f=300 Hz。

发动机前悬置支架的固有频率只有不小于，即840 Hz，才能满足设计要求，否则发动机前悬置支架会与正时系统产生共振。

2.计算结果

一般分析前两阶固有频率，前悬置支架固有频率如表所示。

图3～图6为发动机前端悬置支架的第1阶和第2阶模态振型。第1阶模态振型是悬置支架绕Y轴往复摆动;第2阶模态振型是悬置支架绕X轴往复摆动。

从分析结果看，前悬置支架的一阶固有频率不满足要求，一阶模态位移明显偏大，会产生共振。

优化措施

考虑到前悬置支架的布置空间及工艺的可实施性，对悬置支架的结构进行了优化，并增加蜂窝状结构设计，改进前后的前悬置支架模型对比，如图7所示。通过CAE分析，改进后的前悬置支架一阶固有频率可以提高约200 Hz。为了验证方案的有效性，将加强后的前悬置支架安装到城市SUV车上，车内“咕噜、咕噜”异响声音消除，怠速声品质改善明显。

结语

针对某城市SUV的怠速关空调工况下，车内存在“咕噜、咕噜”异响声音，通过对发动机前悬置支架的仿真分析，发现原设计方案固有频率偏低，会与正时系统产生共振，进而传递到车内。通过CAE分析找到共振原因，并对前悬置支架进行改进设计，经过实车验证，消除了异响，提升了驾乘人员的舒适性。在以后设计悬置支架时，需注意固有频率至少大于正时系统最大啮合频率倍，才不会发生共振噪声。