汽车排气系统振动与NVH性能开发

排气系统属于细长管状结构，长度超过3m，具有多阶弯曲及扭转模态。排气系统前端与发动机相连，发动机的振动直接传递到排气系统，引起排气系统的各种振动。而排气系统通过吊挂与车身连接，因此，排气系统的振动也会传递到车身，引起车身振动及车内噪声。

排气系统有多阶垂向和横向弯曲模态，而且频率较低。如图3.3.29所示为排气系统垂向弯曲模态。弯曲模态取决于管径、长度、重量以及吊挂数量和刚度。设计排气系统时，要保证排气系统的前几阶弯曲模态与车身弯曲模态、发动机怠速激励避开，以免发生共振。

图3.3.29 排气系统弯曲振动

吊挂的位置、数量及刚度对排气系统弯曲模态影响最大。首先，吊挂点应该选在车身刚度较高的位置，如纵梁、地板横梁等处。有时候还需要做特殊的加强处理。其次，吊挂点要尽可能选择排气系统的模态节点处。可以通过排气系统的自由模态分析来确定模态节点的位置及数量。(www.xing528.com)

动力总成的振动会经过排气系统向车身传递，因此，排气吊挂的振动衰减性能非常重要。一般要求排气吊挂的振动衰减能力不低于20dB，即排气侧的振动经过吊挂衰减后，传递到车身侧的振动要至少降低10倍。另外，还要对传递力加以要求。普通车要求吊挂处车身受到的力在200Hz以内不能大于10N，高级车不大于5N。

对于发动机前横置汽车，在排气系统前端一般设计有柔性连接装置，如波纹管、球头节。波纹管前端靠近发动机，温度高，因此称为排气系统热端。波纹管之后则称为冷端。排气系统热端直接与动力总成连接，有时会出现称为热端弯曲的模态。

排气系统的弯曲模态有时会引起车内的轰鸣声。解决这一类噪声的主要手段是调整吊挂位置及刚度，使排气系统弯曲模态与车身弯曲、发动机激励避开，提高排气吊挂的隔振性能。有时在吊挂处安装动态减振器也是简单可行的方案。