【摘 要】
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排气系统作为燃油汽车的重要组成部分之一,其主要起着降噪和尾气处理等作用。在发动机正常的工作下,其产生的振动经过排气系统,由系统上的隔振结构传递到汽车底盘及车身,对车辆的NVH特性产生影响。在发动机工作时,由于其产生的扭矩的影响,在一定程度上会加大排气系统吊钩传递到汽车底盘的动态反作用力,当这个力过大时,不但会对车辆的乘坐舒适度产生一定的影响,而且还会使吊耳和系统的疲劳寿命下降。随着驾乘人员对车辆乘
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排气系统作为燃油汽车的重要组成部分之一,其主要起着降噪和尾气处理等作用。在发动机正常的工作下,其产生的振动经过排气系统,由系统上的隔振结构传递到汽车底盘及车身,对车辆的NVH特性产生影响。在发动机工作时,由于其产生的扭矩的影响,在一定程度上会加大排气系统吊钩传递到汽车底盘的动态反作用力,当这个力过大时,不但会对车辆的乘坐舒适度产生一定的影响,而且还会使吊耳和系统的疲劳寿命下降。随着驾乘人员对车辆乘坐舒适性要求的增加,排气系统的振动控制具有十分重要的现实意义。本文以某型汽油车排气系统“冷端”结构为研究对象。在设计需求中,通过数值仿真和试验验证,发现了其系统结构存在怠速共振和系统隔振性能不符合设计要求等问题。针对系统所存在的问题,结合振动分析理论与国内外研究成果,开展了基于排气系统振动特性的研究。基于传统的平均驱动自由度法（ADDOFD）与均方根值法（RMS）两种不同的设计方法,优化了排气系统的吊钩位置,并根据约束模态仿真与试验、1G静力分析等验证了确定吊钩位置的合理性。结果表明:相较于传统的ADDOFD法,RMS法所得的设计方案更适合该车型吊耳位置的优化设计,且在结果处理速度上要稍优于平均驱动自由法,然后结合车身底盘的布置情况,确立了排气系统吊钩位置。在Hyper Study软件的基础上,建立排气系统的DOE设计模型。通过灵敏度分析以波纹管XYZ三个方向的刚度、排气管厚度、以及吊耳Z向的刚度作为设计变量,以吊耳的动态传递力小于等于10N作为目标函数,基于多目标遗传算法与全局响应面法对排气系统隔振性能进行优化设计,并通过一系列的CAE仿真验证。结果表明:所有吊耳的动态传递力都小于企业标准10N,满足隔振设计要求,从而证明了该优化设计方案的可行性,达到了改进排气系统结构NVH性能的目的。
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