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

NVH

車輛的NVH問題是各大整車制造企業(yè)和零部件企業(yè)都非常關(guān)注的問題之一，因為新車的消費者對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的故障問題與NVH有關(guān)，急需改善和提高?；诖耍陙砀鞔笃髽I(yè)有近20%的研發(fā)費用消耗在解決車輛的NVH問題上。

作為世界著名的動力傳動與驅(qū)動系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)供應(yīng)商，多年來，美國車橋制造國際控股有限公司(AAM)不僅依靠創(chuàng)新的技術(shù)和產(chǎn)品，贏得了行業(yè)領(lǐng)先的市場地位，與此同時，AAM也在NVH方面潛心投入，開展了卓有成效的研究，為產(chǎn)品帶來了更加領(lǐng)先的性能，在為客戶提供競爭優(yōu)勢的同時，也很好地實現(xiàn)了自身價值的成長。

參與產(chǎn)品開發(fā)的每一個階段

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



圖1 NVH 團(tuán)隊的工作流程

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

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

多種設(shè)備應(yīng)對產(chǎn)品多樣化的性能測試

目前，AAM 的NVH 測試項目主要關(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試、NVH磨合/穩(wěn)定性測試、熱敏感性測試、軸承預(yù)載敏感性測試、線末檢測設(shè)備相關(guān)性測試、整車NVH測試、頻響函數(shù)、傳遞路徑以及模態(tài)測試等。



圖2 AAM的NVH測試設(shè)備

AAM擁有先進(jìn)的NVH 測試設(shè)備，支持NVH團(tuán)隊?wèi)?yīng)對產(chǎn)品多樣化的性能測試：

1.底盤測試機主要用于產(chǎn)品或子系統(tǒng)集成、動平衡敏感性、傳遞路徑及樣車NVH測試。

2.動力傳動系統(tǒng)測試機主要用于早期產(chǎn)品特性、魯棒性能、線末檢測設(shè)備相關(guān)性、公差極限件、扭矩波動及傳動軸敏感性測試。

3.全輪驅(qū)動系統(tǒng)測試機主要用于全輪驅(qū)動系統(tǒng)和子系統(tǒng)不同組合的測試，如PTU+傳動軸系統(tǒng)、RDM+傳動軸系統(tǒng)、PTU+傳動軸+RDM系統(tǒng)、變速器+PTU+傳動軸以及單獨的傳動軸測試等。

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

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

NVH 團(tuán)隊在產(chǎn)品開發(fā)的不同階段將進(jìn)行不同的測試以驗證產(chǎn)品設(shè)計和工藝(根據(jù)DVP&R和標(biāo)準(zhǔn)的工程開發(fā)流程)。在產(chǎn)品開發(fā)的早期和中期，我們將產(chǎn)品在動力傳動系統(tǒng)測試機(DLD)和全輪驅(qū)動系統(tǒng)測試機(AWD)上進(jìn)行產(chǎn)品魯棒性能測試，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)品開發(fā)的后期，為制定線末測試機(EOL Tester)測試標(biāo)準(zhǔn)，我們會對產(chǎn)品進(jìn)行EOL相關(guān)性分析試驗，在底盤測試機和便攜式路譜測量系統(tǒng)上進(jìn)行針對整車水平的NVH測試和評估。

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：動力傳動系統(tǒng)齒輪嚙合動態(tài)性能優(yōu)化，殼體剛度，安裝支架移動性能設(shè)計，RDM安裝位置和襯套剛度優(yōu)化，軸承剛度設(shè)計，動力傳動系統(tǒng)第一和第二階動態(tài)性能分析以及魯棒系統(tǒng)NVH分析等。

CAE工程師早在項目啟動階段就參與其中，以提供必要的設(shè)計指導(dǎo)并對設(shè)計產(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)行大量的迭代計算來調(diào)整模型參數(shù)使其與試驗數(shù)據(jù)良好吻合，從而獲得較高可靠性的仿真數(shù)據(jù)，來進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化研究和NVH問題解決。同時，CAE模型的復(fù)雜程度會隨著項目的進(jìn)展而逐步深入。根據(jù)我們公司的標(biāo)準(zhǔn)流程，像這樣與實物試驗數(shù)據(jù)作過相關(guān)性研究的仿真模型會應(yīng)用到每一個項目中，來支持產(chǎn)品NVH性能的優(yōu)化設(shè)計。

這里通過兩個案例展示了AAM NVH團(tuán)隊卓有成效的工作



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NVH優(yōu)化設(shè)計的案例。通過相關(guān)性研究建立了傳動系統(tǒng)的CAE模型，用于鑒定和降低NVH風(fēng)險?；谠撃Ｐ?，工程師對一個小齒輪軸法蘭進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，降低重量的同時改變了系統(tǒng)共振頻率從而降低了振動幅值。仿真數(shù)據(jù)曲線與實物試驗曲線良好的吻合性和顯著的優(yōu)化效果通過實物試驗得到了驗證。



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

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

結(jié)語

多年來，AAM的NVH團(tuán)隊?wèi){借豐富的工程經(jīng)驗和不斷進(jìn)取的開拓精神解決了無數(shù)的產(chǎn)品噪聲問題，從而保證了AAM的產(chǎn)品強有力的市場競爭力。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有別于競爭對手在汽車工業(yè)界保持領(lǐng)袖地位的王牌之一!