汽车噪声与振动性能对汽车的市场投放及市场竞争力有着巨大影响。排气系统的振动噪声水平不仅影响汽车的通过噪声,也会通过空气和结构传播至车内,引起车内噪声过大,影响整车NVH性能,因此,开发出振动低噪声小的排气系统对汽车乘坐舒适性和环保具有重要的工程意义。本文以某汽车排气系统为研究对象,应用振动噪声理论、有限元分析及试验测试等方法和手段,对该排气系统的NVH性能问题进行了识别、CAE分析和优化,最终达到了性能目标要求。论文主要研究工作和取得的成果如下:首先对样车进行了主观评价和噪声振动性能测试及问题诊断。主观评价发现在三档全油门工况下,发动机转速在3000r/min以上能够明显听到排气系统啸叫声,车内后排位置尤为明显;另排气轰鸣声明显,压耳感严重。噪声振动测试结果表明排气口噪声比对标车大3~5dB。排气系统结构分析可知,现消声器等效容积16.5L偏小,消声能力不足,影响了车内噪声;排气挂钩位置布置不合理,且动刚度偏弱。然后,针对现排气系统存在的问题进行了有限元仿真分析及优化。采用GT软件,对消声器进行传递损失分析及声学仿真优化。应用Hyper Mesh软件搭建了排气系统FEA仿真模型,对排气系统冷端进行了结构分析。分析结果表明一阶垂向与一阶弯曲模态频率满足与发动机激励频率错开的要求。但从模态振型可知,2#挂钩位移响应最大,需要提高隔振率。对排气系统挂钩受力及局部模态进行了分析,以及排气系统挂钩在车身上的链接处进行了分析优化。最后,对样车排气系统进行了优化方案验证和新排气系统的优化设计及验证。针对加速噪声以及轰鸣声,对整个排气系统进行了结构分析优化,在原结构基础上增加了一个小消声包,更改了2#挂钩位置以及调整了吊耳的橡胶硬度。重新设计了排气系统,将消声器等效容积增加到21L,并对其性能进行了分析,为动力总成升级产品系列化提供了数据支持,最终使排气系统满足NVH性能要求。