李忠梅
(奇瑞商用車(安徽)有限公司,安徽 蕪湖 241000)
由于國家的大力支持、能源的緊張、大城市的限行及低碳出行的理念越來越深入人心等,電動汽車被越來越多的人接受和購買。
隨著電動汽車品牌和產量越來越多,顧客購買選擇的機會也越來越多,對電動汽車的舒適性要求越來越高,電動車的NVH要求逐步提高滿足顧客的要求,電動汽車真空泵降噪的問題越來越迫切,如何降低電動汽車的真空泵噪音成為汽車生產廠家研究的課題。
電動汽車采用的真空泵有三類:葉片式真空泵、膜片式真空泵和活塞式真空泵,目前葉片式真空泵的應用范圍最廣,膜片式真空泵噪音低,但是需要布置空間大;活塞式真空泵因為成本和壽命的原因主要應用在低速電動車項目。
圖1 葉片式真空泵示意圖
葉片式真空泵的噪聲來源有電機運轉產生的電磁噪聲、空氣室組件撞擊和摩擦的聲音、進排氣產生的氣流噪聲、總成動不平衡產生的噪聲,如圖1。
膜片式真空泵噪聲來源有電機自身產生的電磁噪聲、振動產生的噪聲、空氣室組件運動產生的噪聲和進排氣產生的氣流噪聲,如圖2。
圖2 膜片式真空泵示意圖
活塞式真空泵的噪聲來源有電機運轉產生的電磁噪聲、進排氣產生的氣流噪聲,如圖3。
圖3 活塞式真空泵示意圖
真空泵運轉產生的噪聲有電機電磁噪聲、空氣室組件相對運動產生的噪聲、進排氣產生的噪聲,這些聲音從前艙通過空氣傳播,透過車身前擋板、車窗和車門等進入駕駛室內被駕駛員感知。
圖4 空氣輻射示意圖
真空泵裝配在車身或者動總上,真空泵運轉產生的噪聲一方面通過真空泵自帶減震墊傳遞到真空泵支架、支架傳遞到車身或者動總,一方面通過真空管路傳遞到真空助力器,進一步傳遞到車身,通過結構輻射傳遞到駕駛艙內被駕駛員感知[1]。
圖5 結構傳聲示意圖
空氣輻射傳遞的聲音大小和真空泵距駕駛員的距離有關,距離越遠,傳遞的聲音越小,所以真空泵布置要遠離駕駛員,最好的布置位置是右后大燈附近區(qū)域。
影響結構輻射的因素很多,簡單以裝配在左縱梁上的葉片式真空泵為例說明優(yōu)化措施。
3.2.1 調整真空泵自帶減震墊
調整真空泵自帶或者真空泵支架自帶的軟墊硬度,通過降低結構傳遞的振動降低傳遞到駕駛艙內的噪聲。某車型將真空泵橡膠軟墊硬度從50改為30~35,車內駕駛員右耳噪聲降低2.94dBA[2]。
圖6 調整軟墊優(yōu)化效果圖
3.2.2 調整真空泵支架+管路和車身的配合結構
通過優(yōu)化真空泵支架的模態(tài)+優(yōu)化真空管路和車身配合的結構,降低結構傳遞的振動,從而降低噪聲。某車型通過優(yōu)化真空泵支架+優(yōu)化管路和車身配合結構實現駕駛員右耳噪聲降低8.54dBA[3]。
圖7 調整真空泵支架+管路和車身配合結構
通過降低真空泵自身產生的噪音值實現整車噪音降低。降低真空泵傳動套的高度、優(yōu)化葉片與定子的配合尺寸、提高空氣室組件的表面粗糙度、更換噪音低的電機總成、增加排氣分流的管路等可以降低真空泵的工作噪音,不同的措施在不同的車型上表現不同,需要根據實車的實際情況制定相應的措施,在降噪和產品性能、成本、開發(fā)周期等中 間平衡[4]。
因電動車項目無發(fā)動機,噪聲源少,真空泵的噪聲更容易被客戶感知,故整車的NVH要求更高,降低真空泵傳遞到駕駛艙內的噪聲成為越來越重要。本文從真空泵的噪聲來源、傳遞路徑等方面分析,提出真空泵降噪的有效措施,并實車驗證可行。項目所處的階段不同,噪音優(yōu)化方案考慮的重點會有所不同,選擇對該項目最有的提升方案即可。本文所述的真空泵噪音優(yōu)化方案通用性強,對電動車噪音提升有一定的參考價值。