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乘用车油门踏板振动控制技术研究

2021-11-08 08:56:07·  来源：汽车NVH云讲堂  
　
【摘要】针对某轿车开发过程中加速时油门踏板振动大的实际工程问题，建立传递路径分析模型，进行了结构传递路径试验，找出传递路径上各部件的贡献量。在分析进气
【摘要】针对某轿车开发过程中加速时油门踏板振动大的实际工程问题，建立传递路径分析模型，进行了结构传递路径试验，找出传递路径上各部件的贡献量。在分析进气系统模态引起的油门踏板振动特性和影响因素基础上，提出了油门踏板振动的控制策略，并通过优化进气系统模态、提升传递路径上的隔振率及提升油门踏板安装区域的刚度，有效解决了油门踏板振动大问题。本文为油门踏板振动控制提供了一种思路，在工程应用上具有重要的参考意义。

关键词：进气系统模态，油门踏板，赫姆霍兹共振腔

1 前言
汽车噪声与振动是衡量汽车舒适与否的一项非常重要的指标。随着社会的进步和发展，汽车开始进入越来越多的家庭，顾客对汽车的舒适性的要求也越来越高，每个国家对噪声污染的控制越来越严，因此噪声与振动的大小决定了一部汽车在市场上的前景。

汽车噪声与振动按照结构形式可分为两大类：动力传动系统的噪声与振动和车身与整车的噪声与振动[1]。动力传动系统振动中，油门踏板振动一直是汽车产品性能开发中比较常见的问题，油门踏板是驾驶员直接接触的部件，其振动的大小直接影响驾驶员的驾驶心情，是体现汽车NVH品质的重要因素。
油门踏板的振动激励源主要是路面和发动机，其余影响因素有悬置系统、进排气系统、车身结构等，赵常云等研究了油门踏板支架模态及悬置隔振特性对油门踏板振动的影响[2]。李 志 春等研究了油门踏板自身模态引起的振动问题，指出油门踏板模态应避开发动机常用转速频率区域[3]。
本文以管道声学理论为基础，分析了进气系统模态引起的油门踏板振动的原因，建立传递路径分析模型，进行了结构传递路径试验，并通过优化进气系统模态、提升传递路径上的隔振率及提升油门踏板安装区域的刚度，有效解决了油门踏板振动大问题。
2 油门踏板振动机理分析
电子油门踏板是通过支架或者直接安装在前壁板上，油门踏板振动主要是在踩油门的过程中在某个转速、某个车速或者使用附件功能时会出现“麻脚”、“弹脚”的感觉，会引起脚部不舒服而产生抱怨。表1为油门踏板振动问题的类型，根据转速、车速及附件引起的振动分为三种类型。

当激励频率与油门踏板或者传递路径上的某些部件固有频率发生耦合时，油门踏板会产生较大的振动。图2-1为针对油门踏板振动建立的激励源-传递路径-响应分析模型。图2-1 油门踏板振动传递分析模型油门踏板安装在前壁板上，由图2-1可知，动力系统的传递主要是通过悬置系统、进排气系统到车身以及传动系统到悬架系统再到车身，最后传递到油门踏板上；轮胎路面的传递主要是通过悬架系统到车身再到油门踏板；其他附件的振动直接通过车身传递到油门踏板上。
由于传递路径上的任意部件共振都有可能引起油门踏板的振动，所以找到了振动的传递路径之后还需对路径上的各个部件进行分析。
3 进气系统噪声振动理论
3.1管道声学理论
管道中的声学阻抗Z定义为声压与质点体积速度的比值，即：

式中，u、U和S分别是管道中的速度、体积速度和截面积，体积速度与质点速度的关系为U= Su。进排气系统中管道的长度都是有限的，假设长度为L的管道两端的声阻抗分别已知，即在
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