基于HyperWorks的汽车空气滤清器模态分析

杨德银，吴孟兵，王帅

（安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心，安徽 合肥 230601）

引言

汽车空气滤清器一般设计成薄壁部件，壁厚通常 2mm-3mm，在整车行驶过程中，其壳体内部受到周期性变化的气体压力作用，同时又随发动机的抖动而产生振动，容易产生辐射噪声，辐射噪声的大小与空气滤清器壳体的固有频率有关，如果壳体的固有频率与发动机的点火激励频率相近，则会产生共振使得壳体辐射噪声增大，导致整车的 NVH性能下降，影响乘坐舒适性，同时也会降低产品的使用寿命，引起疲劳损坏。因此对空气滤清器壳体进行模态分析是产品开发过程中必不可少的环节[1]。

1 空气滤清器壳体一阶模态要求

1.1 产品的结构分析

图1为某乘用车用空气滤清器结构图，空气滤清器由上壳体、滤芯、下壳体、缓振软垫及安装螺栓组成，上壳体与下壳体材料均为PP-GF30，上壳体与下壳体通过6个M5螺栓固定。

图1 空气滤清器结构图

1.2 设计要求

为降低空气滤清器的壳体辐射噪声，一般要求空气滤清器壳体的一阶模态应高于发动机在最高转速时对应的点火频率，参照通用汽车公司的设计资料[2]，对于不同缸数的发动机，空气滤清器的一阶模态要求见表1：

表1 空气滤清器的一阶模态要求

空气滤清器壳体的模态通常会受到环境温度的影响，一般情况下，在室温下测得的空气滤清器壳体模态会比在发舱实际工作环境（约 93℃）高出 5%～10%。该车型搭载的是四缸发动机，因此公司设计规范要求空气滤清器一阶模态频率要大于250Hz。……