AAM潛心投入NVH方面研發(fā) 如何創(chuàng)造優(yōu)異NVH性能的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)?

NVH

車輛的NVH問(wèn)題是各大整車制造企業(yè)和零部件企業(yè)都非常關(guān)注的問(wèn)題之一，因?yàn)樾萝嚨南M(fèi)者對(duì)于車輛舒適性有著非常高的要求和期待。此外，有資料顯示，整車約有1/3的故障問(wèn)題與NVH有關(guān)，急需改善和提高?；诖耍陙?lái)各大企業(yè)有近20%的研發(fā)費(fèi)用消耗在解決車輛的NVH問(wèn)題上。

作為世界著名的動(dòng)力傳動(dòng)與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)供應(yīng)商，多年來(lái)，美國(guó)車橋制造國(guó)際控股有限公司(AAM)不僅依靠創(chuàng)新的技術(shù)和產(chǎn)品，贏得了行業(yè)領(lǐng)先的市場(chǎng)地位，與此同時(shí)，AAM也在NVH方面潛心投入，開(kāi)展了卓有成效的研究，為產(chǎn)品帶來(lái)了更加領(lǐng)先的性能，在為客戶提供競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，也很好地實(shí)現(xiàn)了自身價(jià)值的成長(zhǎng)。

參與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的每一個(gè)階段

AAM有一個(gè)專門的NVH團(tuán)隊(duì)，他們參與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的每一個(gè)階段，如圖1所示，其工作流程可以分為三個(gè)階段。



圖1 NVH 團(tuán)隊(duì)的工作流程

從圖1也可以看出，整個(gè)工作流程是一個(gè)閉環(huán)流程，這樣就保證了產(chǎn)品在開(kāi)發(fā)過(guò)程中NVH性能的連貫性和一致性。

NVH團(tuán)隊(duì)的早期參與對(duì)于大多數(shù)的成本權(quán)衡性分析和設(shè)計(jì)方案的敲定起著至關(guān)重要的作用，包括：通過(guò) CAE仿真和實(shí)物試驗(yàn)相結(jié)合的手段可以預(yù)測(cè)和評(píng)估不利于滿足NVH 性能要求的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，判別NVH 風(fēng)險(xiǎn)并向產(chǎn)品工程師和客戶提供設(shè)計(jì)建議以確保動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)得到合理的設(shè)計(jì)和集成等。

多種設(shè)備應(yīng)對(duì)產(chǎn)品多樣化的性能測(cè)試

目前，AAM 的NVH 測(cè)試項(xiàng)目主要關(guān)注在產(chǎn)品魯棒性和系統(tǒng)集成等方面，如：齒輪嚙合能量特性測(cè)試、NVH磨合/穩(wěn)定性測(cè)試、熱敏感性測(cè)試、軸承預(yù)載敏感性測(cè)試、線末檢測(cè)設(shè)備相關(guān)性測(cè)試、整車NVH測(cè)試、頻響函數(shù)、傳遞路徑以及模態(tài)測(cè)試等。



圖2 AAM的NVH測(cè)試設(shè)備

AAM擁有先進(jìn)的NVH 測(cè)試設(shè)備，支持NVH團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)對(duì)產(chǎn)品多樣化的性能測(cè)試：

1.底盤測(cè)試機(jī)主要用于產(chǎn)品或子系統(tǒng)集成、動(dòng)平衡敏感性、傳遞路徑及樣車NVH測(cè)試。

2.動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)測(cè)試機(jī)主要用于早期產(chǎn)品特性、魯棒性能、線末檢測(cè)設(shè)備相關(guān)性、公差極限件、扭矩波動(dòng)及傳動(dòng)軸敏感性測(cè)試。

3.全輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)測(cè)試機(jī)主要用于全輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和子系統(tǒng)不同組合的測(cè)試，如PTU+傳動(dòng)軸系統(tǒng)、RDM+傳動(dòng)軸系統(tǒng)、PTU+傳動(dòng)軸+RDM系統(tǒng)、變速器+PTU+傳動(dòng)軸以及單獨(dú)的傳動(dòng)軸測(cè)試等。

4.便攜式路譜測(cè)量系統(tǒng)主要用于可靠性審計(jì)，裝配工廠審計(jì)，試車道路評(píng)估，質(zhì)量調(diào)查等。

5.線末NVH檢測(cè)機(jī)主要用于產(chǎn)品線上檢測(cè)，如客戶技術(shù)規(guī)范的相關(guān)性測(cè)試，扭矩波動(dòng)、扭轉(zhuǎn)振動(dòng)、線性振動(dòng)的測(cè)試，工藝反饋等。

NVH 團(tuán)隊(duì)在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的不同階段將進(jìn)行不同的測(cè)試以驗(yàn)證產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝(根據(jù)DVP&R和標(biāo)準(zhǔn)的工程開(kāi)發(fā)流程)。在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的早期和中期，我們將產(chǎn)品在動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)測(cè)試機(jī)(DLD)和全輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)測(cè)試機(jī)(AWD)上進(jìn)行產(chǎn)品魯棒性能測(cè)試，例如齒輪傳遞誤差、軸承預(yù)載、熱敏感以及耐久性等;在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的后期，為制定線末測(cè)試機(jī)(EOL Tester)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，我們會(huì)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行EOL相關(guān)性分析試驗(yàn)，在底盤測(cè)試機(jī)和便攜式路譜測(cè)量系統(tǒng)上進(jìn)行針對(duì)整車水平的NVH測(cè)試和評(píng)估。

NVH的 CAE能力

CAE是NVH研究中非常關(guān)鍵的部分。目前AAM在NVH CAE方面關(guān)注的內(nèi)容主要有：動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)齒輪嚙合動(dòng)態(tài)性能優(yōu)化，殼體剛度，安裝支架移動(dòng)性能設(shè)計(jì)，RDM安裝位置和襯套剛度優(yōu)化，軸承剛度設(shè)計(jì)，動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)第一和第二階動(dòng)態(tài)性能分析以及魯棒系統(tǒng)NVH分析等。

CAE工程師早在項(xiàng)目啟動(dòng)階段就參與其中，以提供必要的設(shè)計(jì)指導(dǎo)并對(duì)設(shè)計(jì)產(chǎn)生有效的影響。AAM的NVH CAE建模方法被稱為“積木法”，在初始模型完成后，通常要進(jìn)行大量的迭代計(jì)算來(lái)調(diào)整模型參數(shù)使其與試驗(yàn)數(shù)據(jù)良好吻合，從而獲得較高可靠性的仿真數(shù)據(jù)，來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化研究和NVH問(wèn)題解決。同時(shí)，CAE模型的復(fù)雜程度會(huì)隨著項(xiàng)目的進(jìn)展而逐步深入。根據(jù)我們公司的標(biāo)準(zhǔn)流程，像這樣與實(shí)物試驗(yàn)數(shù)據(jù)作過(guò)相關(guān)性研究的仿真模型會(huì)應(yīng)用到每一個(gè)項(xiàng)目中，來(lái)支持產(chǎn)品NVH性能的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

這里通過(guò)兩個(gè)案例展示了AAM NVH團(tuán)隊(duì)卓有成效的工作



小齒輪軸徑彎曲相關(guān)性和法蘭結(jié)構(gòu)優(yōu)化

圖3展示了一個(gè)NVH優(yōu)化設(shè)計(jì)的案例。通過(guò)相關(guān)性研究建立了傳動(dòng)系統(tǒng)的CAE模型，用于鑒定和降低NVH風(fēng)險(xiǎn)?；谠撃Ｐ?，工程師對(duì)一個(gè)小齒輪軸法蘭進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，降低重量的同時(shí)改變了系統(tǒng)共振頻率從而降低了振動(dòng)幅值。仿真數(shù)據(jù)曲線與實(shí)物試驗(yàn)曲線良好的吻合性和顯著的優(yōu)化效果通過(guò)實(shí)物試驗(yàn)得到了驗(yàn)證。



車輛動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)相關(guān)性研究和模態(tài)調(diào)配

圖4展示了一個(gè)裝配有副車架的RDM傳動(dòng)系統(tǒng)模型及其仿真和試驗(yàn)數(shù)據(jù)。最初的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)在中頻范圍表現(xiàn)出很高的振動(dòng)水平?；谠撃Ｐ?，通過(guò)對(duì)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的模態(tài)調(diào)配，增大了位于中頻范圍的兩個(gè)振動(dòng)峰值的頻率間隔，從而使振動(dòng)峰值大幅下降，NVH性能得以顯著優(yōu)化。

結(jié)語(yǔ)

多年來(lái)，AAM的NVH團(tuán)隊(duì)?wèi){借豐富的工程經(jīng)驗(yàn)和不斷進(jìn)取的開(kāi)拓精神解決了無(wú)數(shù)的產(chǎn)品噪聲問(wèn)題，從而保證了AAM的產(chǎn)品強(qiáng)有力的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。NVH技術(shù)不僅是創(chuàng)造低噪安靜產(chǎn)品的關(guān)鍵因素，而且是AAM有別于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手在汽車工業(yè)界保持領(lǐng)袖地位的王牌之一!