复杂路面环境下乘用车轮胎噪声特性研究

发布时间：2020-03-26 19:46

【摘要】：随着新能源车型的崛起以及NVH行业的发展使得发动机噪声、车身相关噪声研究的地位有所下降,此时,轮胎路面噪声的研究价值越来越明显。近年来,中国市场在全球乘用车市场中的份额越来越大。因此,不少国内外汽车企业开始将研发重点投入到适合中国人驾驶的乘用车研究上来。2015年,上汽大众声学中心对中国乘用车用户噪声抱怨率报告进行了研究,发现了在中国路面中较为典型的、轮胎噪声抱怨率较高的三种复杂路面:水泥刻槽路路面、橡胶减速带路面、粗糙沥青路面。为了对其进行深入研究,声学中心在试车场中建立了此三种路面模型的NVH试验道。本课题依托于此三种复杂试验道,匹配企业研究需求,对三种路面的轮胎振动噪声进行了研究。主要的研究工作如下:1.提出了一种基于Hayden模型的在水泥刻槽路面上的轮胎噪声发声模型;建立了轮胎的胎面花纹冲击振动噪声的有限元模型;运用声波叠加的基本原理将泵吸噪声与轮胎冲击振动噪声进行叠加,作为水泥刻槽路面上的轮胎总噪声;设计了车外轮胎近场声源测点的水泥刻槽路面轮胎噪声试验,对比了水泥刻槽路面实车测试噪声与仿真噪声结果,对比结果表明了所建立的泵吸噪声模型与轮胎振动噪声有限元模型的叠加结果与试验结果具有良好的一致性。2.基于减速带基本尺寸参数,建立了拥有四自由度的非线性半车模型;建立了橡胶减速带试验的相关试验体系,布置了多个测点对车身、车轮的加速度响应进行测试;根据实车试验结果与数值仿真结果的对比,验证了四自由度半车模型的有效性。3.设计了粗糙沥青路面的四驱转鼓轮胎噪声试验,试验中较为全面地覆盖了车内外测点;研究了四驱转鼓试验与室外试验道试验结果的匹配度,为粗糙沥青路面室外轮胎噪声试验,获得了与之相匹配的多测点的室内试验工况,减少了对环境的依赖性,降低了试验的危险系数以及相关试验成本。本文通过对上述复杂路面轮胎噪声特性研究,可为中国典型性道路下的乘用车轮胎噪声改善提供参考。
【图文】：

噪声机理

图 1-15 泵吸噪声机理[31]Fig. 1-15 Pumping noise mechanism气压力降低，其周边的空气受力被推入到腔体内，发出“噗”声。槽体内不断地进出形成了泵吸噪声。Hayden 根据以上机理导出的算公式为( ) 68.5 20log( / ) 10log 20 ( . .)40log 20logSPL r gw S n log f cV r 中，g 代表轮胎凹槽的深度，w代表轮胎沟槽的长度，S 代表沟槽间n代表轴向上的沟槽数目， f .c . 代表轮胎滚动时，沟槽变化的体积滚动速度，r代表观测点距离发声点的距离。2）槽沟气柱共鸣声胎滚动过程中，路面和轮胎胎面部分的花纹沟槽接触时，，会形成管子空气具有弹性体的特性，其空气柱发声的频率往往取决于模型的长端口开放程度[31]。管腔只有一个端口处于开放状态时，基频以及谐振频率可以表示为

示意图,轮胎,三维模型,刻槽

图 2-1 矩形刻槽示意图Fig. 2-1 Rectangular groove矩形刻槽，在空间坐标系下，可以用函 1( 1) ( mnh U x a n L U x a b n x 处的竖向位移；a 表示开始刻槽的别表示刻槽的槽宽、槽深、槽间距、刻
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U467.493

【参考文献】