某款MPV车型在1200-1400r/min范围内全油门加速时，第一排和第三排位置出现了令人不适的轰鸣声，二阶噪声高达61dBA，远超56dBA的目标值。这种低频轰鸣严重影响了驾乘舒适性，特别是在变速箱处于四挡到八挡范围内时，随着挡位升高，轰鸣声愈发明显。
某 MPV 样车在进行全油门加速工况下车内噪声和振动水平测试评价过程中，发现当发动机转速处于 1200-1400r/min 范围内，车内前排和第三排出现沉闷轰鸣声，主观感觉较明显，严重影响驾乘舒适性。通过对比评价，发现在变速箱处于四挡到八挡范围内，均有轰鸣声存在，而且，随着挡位的升高，轰鸣声程度也越来越明显。
选取典型工况八挡做为评价工况，测试八挡工况下，加速车内噪声，发现第一排和第三排车内二阶噪声达到 61dBA 左右，远大于目标值 56dBA。如图 1 所示。
图 1 八挡全油门加速车内噪声测试结果（红线：总声压级；蓝线：二阶噪声）
该车的轰鸣声表现形式为：在 1200-1400r/min 范围前排和后排二阶次噪声大、中排二阶次噪声小，这种表现形式与车内声腔一阶模态表现形式相似。在图 1 中， 前排和后排二阶噪声峰值点在 1350r/min 左右，此时的发动机二阶激励频率为 45Hz。因此，此轰鸣声与发动机激励相关。使用振动噪声测试设备，对八挡加速工况下发动机悬置被动端振动量进行测试，可以发现左悬置被动端 Y 方向振动在此转速位置存在峰值。如图 2 所示。
图 2 八挡全油门加速悬置被动端振动测试结果（红线：左悬置被动端；绿线：右悬置被动端；蓝线：后悬置被动端）
根据失效库问题横展，可以得出悬置被动端 Y 向振动为变速箱内斜向齿激励产生的。 使用 HyperMesh 软件，建立整车的声腔模型和整车结构模型，对车内空腔建立有限元模型，进行仿真分析，可以得到车内一阶声腔模态为 45Hz，模态振型为一阶纵向弯曲，如下图 3 所示：
对车身结构进行仿真分析，拾取45Hz附近车身结构局部模态，发现前门内板在此频率下存在局部模态。与声腔模态频率耦合。45Hz整车局部模态振型如下图4所示：
经对比，在此转速范围内的轰鸣声峰值频率，正好和发动机二阶激励频率、车门内板局部模态和一阶声腔模态频率对应。因此可以初步判断轰鸣声产生原因为动力总成二阶激励引起车内声腔一阶模态产生共振，从而导致人耳旁产生轰鸣问题 4，如下图 5 所示：
解决此高挡低速车内声腔轰鸣有以下两种方法。1)、降低激励源。2)、切断传递路径。
降低激励源的主要方法就是降低动力总成系统的输出扭矩波动，可以通过两种方式来实现。第一种方案，调整离合器的滑磨策略，来降低动力总成输出扭矩的波动。通过测试发现，此样车动力总成系统在 1300-1400r/min 转速范围内发动机转速与变速箱输入端转速完全对应，无相对滑磨。此时，监控变速箱输入轴位置扭矩波动，相对与动力总成二阶次激励下的扭矩波动，在 1350r/min 左右最大。
在 1300-1400r/min 范围增加 50r/min 滑磨策略后，发动机转速和变速箱输入轴存在50r/min 滑差，此时可发现二阶扭振激励大幅降低。如下图 6 所示。
另外，为了保证在此转速范围，动力总成处于一个低扭矩激励状态，将整个加速过程中的换挡曲线进行微调，保证在此转速时，发动机的踏板处于一个小油门、小激励状态。当进行大油门加速工况时，变速箱会自动跳至低挡位，从而使动力总成避开此工作转速。具体挡曲线调整如下图 7 所示。
对比增加滑磨策略和调整换挡曲线前后车内噪声测试结果，在低转速段车内噪声降低
图 8 标定策略实施前后车内噪声对比图（红线：原状态，蓝线：实施后）
降低激励源的方案，其基础原理是降低动力总成输出激励，减少动力总成在高挡低速工况减少扭矩输出。这样虽然能够提升 NVH 水平，但相应会会降低整车的动力性，带来驾驶性问题。
此问题的传递路径是：动力总成—悬置—车身局部模态—声腔模态，由于整车项目已经处于样车阶段，车内的空间尺寸已经固定，车内的一阶声腔模态也随之固定，无法通过更改声腔模态频率、避开共振区间来规避此问题。因此，对传递路径上的优化工作只能在悬置系统优化和车身局部模态优化上做工作。
根据经验数据可知，悬置被动端振动水平处于 0.2m⁄𝑠𝑠!以下时，悬置被动端的振动对车内振动和噪声影响就会很微弱，而此 MPV 在悬置被动端增加 45Hz 动力吸振器，来衰减悬置被动端振动激励。车内人耳旁噪声水平在此转速范围内变化不大 5。
基于有限元分析，对车内噪声进行板件贡献量分析，可以发现前门内板在 45Hz 节点贡献量最大。其主要原因时前门门板存在 45Hz 局部模态。它和车内声腔模态耦合。来自动力总成的激励，通过前门内板将车内声腔模态激励起来，导致车内前排二阶大。 将前门门板部分节点进行刚性连接，然后进行仿真分析。车内前排内耳二阶噪声有明显降低，在 45Hz 附近噪声值降低 6dBA 左右。效果非常明显。如下图所示：
基于仿真分析结果进行实车实验验证，将车门内板上增加加强筋，用来提升车门内板模态。另外，在车门板件上增加阻尼材料。阻尼材料能够很好的将车门板件的振动转变为热能，从而达到耗散振动能量、降低振动速度的目的。然后对八挡加速工况车内前排噪声进行对比测试，其二阶噪声在 1350r/min 附近有大幅降低。具体方案及对比结果见下图：
结合以上两个方案，同时体现了标定策略和车内门板加强方案，然后对比低转速段车内二阶噪声水平，在 1350rpm 附近车内二阶噪声降低 9dBA 左右。主观评价轰鸣声消失，问题解决。对比图如下图所示。
图 12 车内二阶噪声对比图（红线：原状态，蓝线：优化后）
本文通过对高挡位加速工况下轰鸣声产生的源、路径、响应进行分析，结合 CAE 仿真分析结果和试验测试结果，定位了车内轰鸣声产生的原因是动力总成激励引起的车内声腔模态共振。通过使用标定策略来降低动力总成激励，结合加强车内钣金件模态来避开声腔模态频率，将车内阶次噪声降低 9dBA 左右，解决了车内轰鸣声问题。
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