一種排氣系統吊耳及改善排氣系統NVH性能的匹配方法與流程

2023-05-29 02:18:36 1

技術領域

本發明具體涉及汽車配件技術領域，具體涉及一種排氣系統吊耳及改善排氣系統NVH性能的匹配方法。

背景技術：

汽車排氣系統是進行汽車尾氣淨化、降低排氣噪聲、滿足國家排放和噪聲法規必不可少的汽車環保系統，而通過排氣系統直接傳遞到車內的振動也是影響車內乘客舒適度的重要因素之一。排氣系統一端與發動機相連，另一端則通過掛鈎與車體相連，發動機的振動傳遞給排氣系統，然後再通過掛鈎傳給車身，車身的振動通過車身、方向盤和地板直接傳給乘客，同時車身的振動也會輻時出去，在車內產生噪聲。傳遞到乘客艙內的振動源主要分為兩種，第一種振動源為發動機工作產生的振動，尤其是車輛緊急制動或緊急加速時，振動尤為劇烈，發動機懸置可削減這種振動，而排氣系統中的柔性節是中斷發動機振動通過排氣管傳遞到車內的主要減振裝置。第二種振動源為路面激勵傳遞到車身的振動，主要通過減振器的阻尼衰減進行減振，而排氣管受到路面激勵產生的振動則需要排氣系統的吊耳進行降低。

對排氣系統、轉向系統、懸架系統等各子系統進行NVH測試時，通常用加裝振動吸振器的方法才能解決其共振問題。然而針對不同的子系統所適用的振動吸振器需要不同的零部件廠商來提供， NVH工程師從提出設計的優化方案向主機廠反饋問題，再到由主機廠負責聯繫供應商提供專用的振動吸振器，其過程繁瑣，耗時長。並且，振動吸振器還具有隻針對某一共振頻率減振的特點，一旦設計上與實際存在偏差（因為設計過程有些實際條件無法考慮在內），不能及時調整與改進，會大大降低NVH工程師的工作效率。

另外，傳統的汽車振動吸振器設計方法是基於測試和仿真的手段獲得汽車某子系統的模態頻率和振型，設計與共振頻率相同的振動吸振器，避開此頻率的振動。但是，測試仿真獲取的數據可能與實際存在偏差，而且還存在阻尼的影響，這就需要經過設計一試測一測試一再試測等一系列的流程，不僅涉及的流程很多，而且耗費大量的人力財力。同時還涉及到整車廠、零部件供應商、動力吸振器供應商之間的溝通協調，增大了延遲項目節點的可行性。

如果設計一種質量可變的振動吸振器，通過仿真分析的結果自行進行質量調整來調整排氣系統的振動頻率，使其避開發動機的激勵頻率範圍，這將大大提高了排氣系統NVH優化的效率。然而有些排氣系統由於底盤布置過於緊湊，給布置掛鈎的位置帶來了很大的難度，無法調整掛鈎的位置或者無法通過調整掛鈎位置實現避開發動機激勵頻率的目的。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的問題，提供一種具有振動吸振器功能且可自行調整頻率的排氣系統吊耳。

為達到上述目的，本發明採用的技術方案是：

一種排氣系統吊耳，包括吊耳本體，所述吊耳本體包括位於所述吊耳本體相對兩端的第一端面和第二端面，所述第一端面和所述第二端面相平行設置，所述吊耳還包括能夠調節質量的質量塊組件，所述質量塊組件分別設置在所述第一端面和所述第二端面上，且在所述第一端面和所述第二端面上的所述質量塊組件的質量相同。

優選地，所述質量塊組件對稱設置在所述第一端面和所述第二端面上。

優選地，所述質量塊組件包括質量塊，在所述第一端面和所述第二端面上均設置有至少一個所述質量塊。

優選地，所述質量塊組件包括質量塊，所述質量塊具有至少一種質量規格。

優選地，所述吊耳本體上設有用於安裝掛鈎的安裝孔，所述安裝孔貫穿所述第一端面和所述第二端面，且所述安裝孔的中心軸線垂直於所述第一端面和所述第二端面，所述安裝孔有兩個，兩個所述安裝孔間隔設置在所述吊耳本體的相對兩側，所述質量塊組件的中心位於兩個所述安裝孔中心連線的中部。

進一步地，所述吊耳本體呈圓柱形結構，兩個所述安裝孔分別位於所述吊耳本體的直徑方向上的兩端部，所述質量塊組件的中心位於所述圓柱形的圓心位置處。

進一步地，所述吊耳本體上還設有中心軸線與所述安裝孔的中心軸線平行且位於兩個所述安裝孔中心連線的中部的通孔，所述通孔貫穿所述第一端面和所述第二端面，所述質量塊組件包括質量塊、穿設在所述通孔中的螺杆、與所述螺杆通過螺紋配合的螺母，所述螺杆的兩端部分別伸出所述第一端面和所述第二端面，所述質量塊套設在所述螺杆上，通過螺母與所述螺杆的配合將所述質量塊分別壓緊在所述第一端面和所述第二端面上。

優選地，所述吊耳本體還包括包覆在所述吊耳本體的外側面上的金屬薄片。

進一步地，所述吊耳本體呈圓柱形結構，所述金屬薄片包覆在整個所述吊耳本體的外圓周面上。

本發明還提供一種改善排氣系統NVH性能的匹配方法，所述排氣系統上設有如上述任一項所述的多個吊耳，所述匹配方法為：

（1）將各個所述吊耳上的所述質量塊組件去掉；

（2）計算所述排氣系統在所述吊耳上未安裝所述質量塊組件時的約束模態；

（3）對計算結果進行分析，找出落在發動機激勵頻率範圍內的振動發生的位置；

（4）在步驟（3）中得到的位置處的所述吊耳上安裝所述質量塊組件，並調整所述質量塊組件的質量，重新計算所述排氣系統的約束模態。

由於上述技術方案的運用，本發明與現有技術相比具有下列優點：本發明的排氣系統吊耳結構簡單，通過在吊耳上加裝質量可調的質量塊組件，使吊耳具有振動吸振器的功能，通過選擇合適的質量塊組件可使整個排氣系統有效地避開發動機的激勵頻率，而且還合理地節省了底盤的空間。

附圖說明

附圖1為本發明的排氣系統吊耳的立體圖；

附圖2為本發明的排氣系統吊耳的主視圖；

附圖3為本發明的排氣系統的結構示意圖；

附圖4為本發明的排氣系統的計算模態圖（全部吊耳上均未安裝質量塊組件）；

附圖5為本發明的排氣系統的計算模態圖（部分吊耳上安裝質量塊組件）。

其中：1、吊耳本體；11、第一端面；12、第二端面；13、外側面；14、安裝孔；2、質量塊組件；21、質量塊；22、螺杆；23、螺母；3、金屬薄片；

101、第一排氣管；102、崔刻度尺；103、第二排氣管；104、前消聲器；105、第三排氣管；106、後消聲器；107、排氣尾管。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例來對本發明的技術方案作進一步的闡述。

參見圖1和圖2所示的排氣系統吊耳，包括吊耳本體1和設置在吊耳本體1上的質量塊組件2。

吊耳本體1包括位於吊耳本體1的相對兩端的第一端面11和第二端面12、位於第一端面11和第二端面12之間的外側面13，第一端面11和第二端面12相平行設置。本實施例中，吊耳本體1呈圓柱形結構，第一端面11和第二端面12分別為圓柱的兩個端面，外側面13為圓柱的外圓周面。

質量塊組件2的質量可以調節，質量塊組件2分別設置在第一端面11和第二端面12上，位於第一端面11上的質量塊組件2和位於第二端面12上的質量塊組件2的質量相同，優選位於第一端面11上的質量塊組件2和位於第二端面12上的質量塊組件2對稱設置。

在吊耳本體1上設有用於安裝掛鈎的安裝孔14，安裝孔14貫穿第一端面11和第二端面12，且安裝孔14的中心軸線垂直於第一端面11和第二端面12，安裝孔14有兩個，兩個安裝孔14間隔設置在吊耳本體1的相對兩側，質量塊組件2的中心位於兩個安裝孔14中心連線的中部。本實施例中，兩個安裝孔14分別位於吊耳本體1的直徑方向上的兩端部，質量塊組件2的中心位於吊耳本體1的圓心位置處。

具體的，質量塊組件2包括質量塊21、用於將質量塊21固定在吊耳本體1上螺杆22和螺母23，在吊耳本體1上還設有通孔，通孔與螺杆22相匹配，通孔的中心軸線與安裝孔14的中心軸線平行且位於兩個安裝孔14的中心連線的中部，通孔貫穿第一端面11和第二端面12，螺杆22穿設在通孔中，螺杆22的兩端部分別伸出第一端面11和第二端面12，質量塊21套設在螺杆22上，通過螺母23與螺杆22的螺紋配合將質量塊21分別壓緊在第一端面11和第二端面12上。

優選地，在第一端面11和第二端面12上均設有至少一個質量塊21。

優選地，在第一端面11和第二端面12上的質量塊21均至少具有一種質量規格。

這樣，就可以通過調節質量塊21的個數或質量，從而可以調節整個質量塊組件2的質量，從而使吊耳具有不同的頻率。

吊耳本體1的材料為橡膠，為防止吊耳在使用過程中橡膠過度拉伸，在吊耳本體1的外側面13上設有金屬薄片3，金屬薄片3覆蓋整個外側面13最佳。通過金屬薄片3的設置，可提高吊耳的使用壽命。

本發明的吊耳應用在汽車的排氣系統中，一般的汽車的排氣系統包括依次順序連接的第一排氣管101、崔刻度尺102、第二排氣管103、前消聲器104、第三排氣管105、後消聲器106、排氣尾管107，如圖3所示，在如圖3所示的a、b、c、d1、d2位置處均設有吊耳，以便於將排氣系統與車體連接。

具體的改善排氣系統NVH性能的匹配方法如下：

（1）將a、b、c、d1、d2位置處的吊耳上的質量塊組件2去掉；

（2）計算排氣系統在吊耳上未安裝質量塊組件2時的約束模態，計算結果如圖4所示；

（3）對計算結果進行分析，找出落在發動機激勵頻率範圍內的振動發生的位置：

一般發動機的激勵頻率範圍是25~30Hz，通過圖4所示的計算模態圖可以看出，排氣系統在各個吊耳上均未安裝質量塊組件2時存在26.47Hz的二階縱向彎曲，並且該振動發生在第二排氣管的末端和第三排氣管位置處。

（4）在第二排氣管的末端和第三排氣管位置處，即圖3中b、c位置處的吊耳上安裝質量塊組件2，並調整質量塊組件2的質量，然後重新計算排氣系統的約束模態，計算結果如圖5所示，從計算結果來看，在25~30Hz範圍內該排氣系統均不存在模態，僅在b位置處存在33.92Hz的局部模態。

綜上，本發明的吊耳通過在現有技術的吊耳本體上加裝質量塊組件，使吊耳本體和質量塊組件之間組合成一個振動吸振器，通過選擇合適的質量塊組件的質量可使整個排氣系統有效地避開發動機的激勵頻率，而且還合理地節省了底盤的空間。同時，本發明的吊耳結構合理，減震性能、抗疲勞破壞性及加工工藝性都較好，而且製造成本較低，裝配中佔用空間小，通用性好。

上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在於讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發明的內容並據以實施，並不能以此限制本發明的保護範圍。凡根據本發明精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。