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机械设计与制造
ＭａｃｈｉｎｅｒｙＤｅｓｉｇｎ＆Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ
第１ｌ期
２００８年ｌ１月
文章编号：１００１—３９９７（２００８）１１－０２０２—０２
排气系统模态分析及悬挂点位置优化
马开柱陈剑王建楠
（合肥工业大学安徽省汽车ＮＶＨ与可靠性重点实验室，合肥２３０００９）Ｔｈｅｍｏｄａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｆｅｘｈａｕｓｔｓｙｓｔｅｍａｎｄｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｓｕｓｐｅｎｄｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎｓ
ＭＡＫａｉ—ｚｈｕ，ＣＨＥＮＪｉａｎ，ＷＡＮＧＪｉａｎ—ｎａｎ
（ＡｎｈｕｉＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＶｅｈｉｃｌｅＮＶＨａｎｄＲｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ，ＨｅｆｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｅｆｅｉ２３０００９，Ｃｈｉｎａ）
【摘要】排气系统由于受到路面和发动机的激励，其振动能量通过橡胶吊挂传递到车体上，从而影响整车ＮＶＨ性能。针对某车排气系统传递到车体振动过大问题，用有限元分析的方法进行模态分析，发现排气系统的吊挂位置选择不适当。通过改变排气系统的悬挂点的位置，减小了排气系统振动对底板的
影响，从而提升了整车的ＮＶＨ性能。
关键词：有限元；排气系统；振动；模态分析
【Ａｂｓｔｒａｃｔ】ＵｎｄｅｒｔｈｅｅｘｃｉｔａｔｉｏｎｏｆｒｏａｄＳｕ巧Ｃａｃｅａｎｄｅｎｇｉｎｅ，ｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｅｎｅｒｇｙｏｆｔｈｅｅｘｈａｕｓｔｓ弘一ｔｅｍｗｉｌｌｂｅｔｒａｎｓｆｅｒｒｅｄｔｏｔｈｅｂｏｄｙｏｆｔｈｅｃａｌ＇．Ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔｌｙ，ｉｔｗｉｌｌ够ｃ￡ｔｈｅＮＶＨ
ｐｅｒｆｏ，栅ｅｏｆｔｈｅｃａｌ＇．Ａｉｍｅｄａｔｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｔｈａｔｔｈｅｅｎｅｒｇｙｗｈｉｃｈｉｓｔｒａｎｓｆｅｒｒｅｄｔｏｂｏｄｙｏｆｔｈｅｃａｒｆ７＿ｏｍｅｘｈａｕｓｔｓｙｓｔｅｍｉｓｓｔｒｏｎｇ，ｔｈｅｍｏｄａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｅｘｈａｕｓｔｉｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｕｓｉｎｇｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ．ＷｅＣａｌｌ∥ｎｄｔｈｅｓｕｓｐｅｎｄｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎｓａｒｅｎｏｔｒｅａｓｏｎａｂｌｅ．Ｂｙｃｈａｎｇｉｎｇｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｔｒａｎｓｆｅｒｒｅｄｔｏｔｈｅｂｏａｙｏｆｔｈｅｃａｒｆｒｏｍｅｘｈａｕｓｔｓｙｓｔｅｍｉｓｒｅｄｕｃｅｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｌｙ，ｔｈｅＮＶＨｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｃａｌ＂ｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔ；Ｅｘｈａｕｓｔｓｙｓｔｅｍ；Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ；Ｍｏｄａｌａｎａｌｙｓｉｓ
中图分类号：ＴＨｌ６。Ｕ４６４．１３４．４文献标识码：Ａ
排气系统是整车ＮＶＨ分析的重要部分。排气系统受发动机刚性连接，四个悬吊位置用ｐｌｊ个橡胶支撑悬挂于车体。发动机的激励而发生振动，排气系统振动能量通过橡胶吊挂传递到车体，振动传递给排气管，然后通过吊挂传递给车身。车身的振动通过引起车身振动，虽然柔性支撑会减小排气系统传递到车体的振动座椅、方向盘等传递给乘客，同时车身的振动也会产生噪声辐射，能量，但是仍然会有较大幅度的振动能量传递到车体，会对车身在车内产生噪声１２１。
振动及整车舒适性影响很大。降低排气系统传递到车体的能量可１．２有限元模型
以有效的降低车内的振动和噪声水平”１。因此，排气系统振动特性如图２所示，排气系统的有限元模型。该车型排气系统大部的好坏以及其吊挂位置的合理与否对汽车整体的ＮＶＨ性能影响分为薄板结构，故采用壳单元来进行模拟；连接法兰，则采用实体很大。进行模拟。由于波纹管、三元催化器和前后消声器结构的复杂性，１捐Ｆ气系统模型在分析和建模中进行了以下处理。
１．１三维几何模型
如图１所示，某车型排气系统的三维几何模型（包括三元催
化器，前消声器，后消声器，波纹管，连接管，连接法兰等），其总长
３．９ｍ。
图２排气系统有限元模型
１．２．１连接法兰
将法兰间的橡胶密封楚省略，两法兰间采用ＲＢＥ２进行连
接。法兰的体网格与连接管的壳网格之间用ＭＰＣ连接。
图１排气系统三维几何模型１．２．２波纹管
图中，１、２、３，４为排气管的悬挂点。前端通过法兰与发动机波纹管具有挠性，具有位移补偿、减振作用。一般用弹簧单元★来稿日期：２００８一Ｏｌ一１１
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