汽車振動與噪聲控制概述ppt課件

1、01.07.2020,.,1,汽車噪聲分析與控制,01.07.2020,.,2,目前無十分合適的教材。參考書目有： 盛美萍等，噪聲與振動控制技術基礎，科學出版社 徐兀，汽車振動與噪聲控制，人民交通出版社 1987 朱孟華 ，內(nèi)燃機振動與噪聲控制，國防工業(yè)出版社， 1995 何渝生，汽車噪聲控制，機械工業(yè)出版社，1995 靳曉雄，汽車噪聲的預測與控制，同濟大學出版社，2004 龐劍等，汽車噪聲與振動理論與應用，北京理工大學出版社，2006 趙玫等，機械振動與噪聲學，科學出版社，2004 馬大猷，噪聲控制學，科學出版社，1987 馬大猷，噪聲與振動控制工程手冊，機械工業(yè)出版社，2002,01.07

2、.2020,.,3,專題書籍有： 王治國，MSC.ACTRAN工程聲學有限元分析理論與應用，國防工業(yè)出版社，2007 陳克安等，聲學測量，科學出版社 2005 周廣林，掃描聲強測量技術，哈爾濱工程大學出版社， 2007 蔣孝煜，連小珉，聲強技術及其在汽車工程中的應用，清華大學出版社，2001 張紹棟，熊文波，噪聲與振動測量技術，杭州愛華儀器有限公司，2005 （日）計量管理協(xié)會，噪聲與振動測量，中國計量出版社，1990 王其政，統(tǒng)計能量分析原理及其應用 周新祥，噪聲控制技術及其新進展，冶金工業(yè)出版社，2007,01.07.2020,.,4,主要內(nèi)容,汽車與振動噪聲概述 噪聲控制的振動基礎 噪聲

3、控制的聲學基礎： 聲波基本方程、各參數(shù)間的關系 振動控制的基本措施 消振、隔振、吸振、減振 噪聲控制的基本措施 消聲、吸聲、隔聲,01.07.2020,.,5,第一章 汽車與振動噪聲概述,1，聲與噪聲 2，振動 3，研究汽車振動噪聲的意義 4，汽車的NVH問題 5，汽車發(fā)展與NVH技術進步 6，汽車的NVH 特征 7，汽車振動噪聲分類 8，汽車振動噪聲控制,01.07.2020,.,6,1，聲（sound）與噪聲（noise）,自然界中聲是非常直觀的一種物理現(xiàn)象，也是最早被人們認識的一種物理現(xiàn)象之一。 研究聲的科學即為聲學。 大約在19世紀中期，聲學的基本理論已經(jīng)達到了很完善的地步。 聲學是當

4、前非?；钴S的學科之一，它的分支目前已經(jīng)超過了20個，而且還有新的分支在不斷的產(chǎn)生，因此聲學被稱為“古老而又年輕的學科”。 下圖為聲學的主要分支以及與一些基礎領域的聯(lián)系。 本課程關于聲學方面，首先介紹一些聲學領域的基礎知識，而后介紹噪聲學中的部分內(nèi)容。,01.07.2020,.,7,01.07.2020,.,8,（1）聲的描述量： 頻率（frequency）、聲壓（sound pressure）、聲強（sound intensity）、聲功率（sound power）等。 頻率在20Hz 20KHz之間的聲波人類能夠聽到，為可聽聲（audible sound）。在該頻率范圍涉及對人們所需要的聲音

5、的研究（如音樂聲學），也包括對人們所不需要的聲音的研究（如噪聲學）。 低于20Hz及高于20KHz聲人們完全聽不到嗎？。 低于20Hz的聲波為次聲波(infrasound) ； 高于20KHz的聲波為超聲波(ultrasound) 。 次聲波和超聲波均難以稱為噪聲源。 只有可聽聲頻域內(nèi)結構的振動以及氣體的脈動和渦流、空腔共鳴才能構成噪聲源。,1，聲與噪聲,01.07.2020,.,9,不同聲壓級給人的感覺,1，聲與噪聲,01.07.2020,.,10,結構的振動是噪聲產(chǎn)生的根源之一，因此，研究噪聲時，常常將其與振動一起進行分析，對汽車來說，就是NVH（noise,vibration,Harsh

6、ness)問題。 行駛時振動大的車輛往往噪聲也大。因此，從汽車NVH問題的角度看，解決噪聲不能頭痛治頭，腳痛治腳，而應該對車輛進行整體的考慮，例如要考慮到發(fā)動機、輪胎、彈性支承等諸方面。 結構的振動向周圍的空間輻射聲波。 振動還引起基礎及相連的固體結構振動產(chǎn)生聲波，如重型汽車的某些振動可能對頻繁通過區(qū)附近的建筑物造成危害。 是不是所有的振動都能夠產(chǎn)生噪聲呢?,1，聲與噪聲,01.07.2020,.,11,在可聽聲頻域內(nèi)，（振動的兩面性）振動可以產(chǎn)生刺耳的，對人有不良影響的噪音。振動也可以美妙動聽的聲音，如各種樂器的發(fā)聲均是利用樂器結構的振動產(chǎn)生并放大。 通常人們將悅耳的聲音稱之為樂音，將不需要

7、、會產(chǎn)生不利影響的聲音叫做噪聲。這是從主觀感覺上進行區(qū)分。 從客觀上樂音與噪音的區(qū)別在于具有不同頻譜。 音樂：振幅和頻率有明確的規(guī)律。 噪聲：各種頻率和振幅都無規(guī)律的聲波的組合。 有沒有可能將噪聲通過改變變成樂音呢？,1，聲與噪聲,01.07.2020,.,12,噪聲污染、大氣污染、水污染和固體廢棄物污染被稱為環(huán)境方面的四大公害。大氣污染、水污染、固體廢棄物污染（電池、核廢料）有一定的時間性，即污染源切斷后，仍在一定的時間內(nèi)保持有污染。 但是噪聲源一旦停止則噪聲污染也停止，所以噪聲污染有其特殊性。,1，聲與噪聲,01.07.2020,.,13,噪聲污染所導致的危害： 噪聲對人的危害可表現(xiàn)在兩方

8、面： 心理方面：當人們在高噪聲的環(huán)境下時，會感到心情煩躁注意力分散、反映遲鈍、容易疲勞。從而造成工作和學習效率降低，引發(fā)工作中的差錯，嚴重的會造成事故。 生理方面：長期暴露在高噪聲的環(huán)境易于導致引起聽力傷害（輕則高頻聽閾損傷，中則噪聲性耳聾，重則耳鼓膜破裂）、另外還易于引發(fā)腸胃功能紊亂、心臟組織缺氧導致腸胃疾病和心血管疾病。 噪聲可使機械設備、建筑等產(chǎn)生聲疲勞。,1，聲與噪聲,01.07.2020,.,14,噪聲污染是工業(yè)化所帶來的直接后果，隨工業(yè)發(fā)展進程的加快，噪聲污染所涉及的范圍仍不斷擴大，同時隨著生活水平的提高，對環(huán)境的要求越來越高，所以為噪聲的控制提出了更高的要求。 汽車領域對交通噪聲

9、的控制和乘坐舒適性要求均日益嚴格。如對汽車等機動車輛，國家制定了“汽車加速行駛車外噪聲限值及測量方法”國家強制標準GB14952002，例如轎車允許的車外加速噪聲74dB。隨著國家強制性標準中噪聲要求的提高，了解如何對（汽車的）噪聲進行控制的意義顯而易見。 噪聲方面，本課程將學習聲學基本知識以及噪聲控制的基本措施：包括消聲、隔聲、吸聲等。,1，聲與噪聲,01.07.2020,.,15,振動物體在一定位置附近隨著時間作往復運動，稱為機械振動。更廣義的講，物體或某種狀態(tài)隨著時間往復變化的現(xiàn)象，稱為振動。 地面上的汽車、火車、拖拉機； 地下的地鐵；空中的飛機；海洋中的艦船； 各種樂器的發(fā)聲 空間存在

10、的電磁波；（收音機的調臺是利用電磁共振的原理） 建筑、橋梁受到激勵也會振動； 洗衣機、電冰箱一旦啟動，振動就始終伴隨； 就人體本身，心臟的跳動、肺的呼吸、腦電的波動,2，振動,01.07.2020,.,16,振動的描述量： 振幅（位移、速度、加速度）、頻率、 相位 振動的分類： 按響應性質分類： 確定性振動：確定性系統(tǒng)受到確定性的激勵其響應也是確定性的。如不平衡轉子激起的振動。 確定公式進行描述，可預測的。 隨機振動：即使是確定性系統(tǒng)，在受到隨機激勵時，系統(tǒng)的響應也是隨機的。例如汽車在路面上奔馳所受到的路面激勵為隨機激勵。 不可預測，只能分析其統(tǒng)計特性,2，振動,01.07.2020,.,17

11、,按振動產(chǎn)生的原因分類： 自由振動(free oscillation)：彈性系統(tǒng)具有初始位移或初始速度，此后不再受外界激勵的情況下所發(fā)生的振 動?？捎糜诜治鱿到y(tǒng)的固有特性參數(shù)。 受迫振動(forced oscillation）：彈性系統(tǒng)在外界激勵下發(fā)生的振動，外界激勵是周期性的或交變的。 如：不平衡轉子引起的振動，汽車行駛在不平路面激勵下的振動等 包括確定性振動、隨機振動,2，振動,01.07.2020,.,18,2，振動,01.07.2020,.,19,自激振動：作用在系統(tǒng)上的非周期性激勵（或不變激勵）被系統(tǒng)本身的振動變?yōu)橹芷谛约?，把能量斷續(xù)地輸入到振動系統(tǒng)當中，從而維持或發(fā)展系統(tǒng)的振動。

12、振動停止，激振源即停止。（摩擦、空氣動力）,2，振動,01.07.2020,.,20,2，振動,01.07.2020,.,21,參變振動：通過周期或隨機地改變系統(tǒng)的特征參數(shù)來實現(xiàn)。,2，振動,01.07.2020,.,22,按自由度多少分類： 單自由度系統(tǒng)振動：若僅考慮汽車的垂直振動且忽略汽車 前后懸掛質量的差別，忽略非懸掛質量的振動，可 以將汽車簡化為單自由度模型進行分析。 多自由度系統(tǒng)振動：若考慮汽車的垂直振動，考慮非懸掛 質量的振動，同時考慮其俯仰運動，則至少需要將 其簡化為四自由度模型。 彈性體振動：無窮自由度。由于許多情況下彈性體振動無 解析解，目前多采用有限元的方法將連續(xù)的彈性體

13、劃分為若干離散單元的組合體進行研究。,2，振動,01.07.2020,.,23,按振動位移特征分類： 角振動：如車架的扭轉振動，軸的扭轉振動 直線振動：如車輛的垂直振動 按系統(tǒng)結構參數(shù)特性分類： 線性振動：如振動系統(tǒng)的質量、剛度、阻尼均不隨系統(tǒng)運 動參數(shù)而變化，且彈性力、阻尼力均可簡化為線性 模型，該系統(tǒng)發(fā)生的振動為線性振動。 非線性振動:凡是不能簡化為線性系統(tǒng)的振動系統(tǒng)都為非線 性系統(tǒng)。如采用可變剛度的鋼板彈簧時汽車振動為 非線性。 （參變振動為非線性振動）,2，振動,01.07.2020,.,24,工程中有大量的振動問題需要人們?nèi)シ治鼋鉀Q，無論是什么振動問題，一般來說，都是在激勵、響應、系

14、統(tǒng)特性三者之間已知兩個求第三個。通常將振動問題主要包括以下三類。 振動分析：已知激勵與系統(tǒng)特性，求系統(tǒng)響應。 振動環(huán)境預測：已知系統(tǒng)特性及系統(tǒng)響應，反求激勵。 系統(tǒng)識別：已知激勵及系統(tǒng)響應，來確定系統(tǒng)的特性。 對系統(tǒng)識別問題的另一種提法是：在一定的激勵條件下，如何設計系統(tǒng)的特性，使得系統(tǒng)的響應滿足指定的條件，這也稱為振動設計。,2，振動,01.07.2020,.,25,當遇到車廂噪聲大時，一般考慮加強車廂隔音技術和材料，而對真正的噪聲發(fā)生源可能無能為力，要從根本上減少噪聲，就會涉及發(fā)動機、懸置及車架等的設計問題，因此，NVH問題實質是汽車設計中要解決的問題，而不是汽車試制或進入市場后要解決的問

15、題。,2，振動,01.07.2020,.,26,為什么許多情況下要對振動進行控制？ 振動能夠產(chǎn)生噪聲，噪聲會干擾人的工作和健康。 各類振動特別是1100HZ的低頻振動直接對人有影響。長期暴露于強振環(huán)境，人的機體會受到損壞。 機械設備或建筑結構會受到破壞，任何結構承受動態(tài)載荷的能力均低于其承受靜態(tài)載荷的能力。大幅度的振動將導致結構承受大的動態(tài)應力，容易產(chǎn)生疲勞破壞。 （振動疲勞、聲疲勞） 為什么振動會對人體造成危害？,2，振動,01.07.2020,.,27,人體是一個復雜的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含著若干線性和非線性部件，人與人在身高、體重、骨骼、肌肉等方面有很大差別，所以各部件的性能也各不相同。但各部

16、件有各自的固有頻率，當激振的頻率與固有頻率相近時發(fā)生共振，這將使人很不舒服，甚至會使身體受到傷害。,2，振動,01.07.2020,.,28,01.07.2020,.,29,人能感受到的振動頻率范圍為1100Hz。根據(jù)人的感受將振動按頻率劃分可分為三類振動： 低頻振動 130Hz 中頻振動 30100Hz 高頻振動 100HZ以上 實驗表明人對頻率為212Hz的振動感覺最敏感。高于12低于2Hz則敏感性逐漸降低。這是因為人體許多器官的共振頻率分布在此頻率范圍內(nèi)。對人最有害的頻率是與各器官的固有頻率相吻合的頻率。 例如人肢體在6Hz；內(nèi)臟器官在8Hz附近；7Hz左右對大腦和神經(jīng)的影響較大等。人體

17、感覺最舒服的頻率：1.6Hz散步的頻率。故乘坐舒適的轎車頻率在1.6Hz附近。,2，振動,01.07.2020,.,30,由于人體的身體素質、年齡以及心理上的千差萬別，對振動的敏感程度也不同，導致評價振動對人體的影響比較復雜，國際標準化組織（ISO）在綜合了大量資料的基礎上提出了ISO2631/11985 人體承受全身振動的評價，在1997年又做了修正，公布了ISO2631/11997。 關于汽車縱向振動要求的平順性，中國也制定了相應的標準QC/T474-1999，即原GB/T12471-90。,2，振動,01.07.2020,.,31,振動的危害是多方面的，它損害或影響在振動環(huán)境內(nèi)工作人員的

18、身體健康和工作效率，對儀器、設備和建筑物造成損壞，特別是結構發(fā)生共振時，很容易導致結構的疲勞破壞。 振動除了有害的一面，也有有利的一面。例如：振動壓路，振動搗實，振動篩選，振動打樁等等，通過學習振動規(guī)律可以利用有益的振動，控制有害的振動。 本課程將學習振動的基本理論以及振動控制的基本措施：包括消振、隔振、吸振、減振。,2，振動,01.07.2020,.,32,汽車可以看做是一個彈性振動系統(tǒng)，整個系統(tǒng)按照各總成部件又分成多個“彈性振動子系統(tǒng)”。當汽車因路面凸凹不平、發(fā)動機及傳動系抖動或車輪不平衡而受激振動時，汽車作為彈性振動系統(tǒng)發(fā)生振動，同時由于結構振動、空氣動力性以及空腔共鳴等原因將產(chǎn)生噪聲。

19、 汽車的振動噪聲影響乘用舒適性。對于駕駛員大的振動與噪聲將導致其疲勞，影響工作效率甚至行車安全。對于軍用車輛，如坦克裝甲車等，大的振動與噪聲直接導致士兵的作戰(zhàn)能力下降。 振動對舒適性直接產(chǎn)生影響的量：振動加速度、頻率 噪聲對舒適性產(chǎn)生直接影響的量是聲壓、頻率,3，研究汽車振動噪聲的意義,01.07.2020,.,33,汽車噪聲對環(huán)境噪聲影響很大。城市機動車輛的劇增使其成為城市的主要噪音源。且由于機動車輛的噪音是流動的，干擾范圍大。 目前對于汽車的振動和噪聲國家已有明確的標準，例如：GB1495-2002，不達標準的汽車不能投放市場。 振動和噪聲大的汽車，顧客不滿意，該汽車也將失去市場競爭力。

20、由于上述各方面原因，對汽車的振動、噪聲進行控制非常必要而且刻不容緩，否則產(chǎn)品將失去市場。,3，研究汽車振動噪聲的意義,01.07.2020,.,34,國際汽車企業(yè)非常重視汽車的NVH。以汽車王國美國的通用汽車公司（全球最大的汽車企業(yè)）為例，設計人員中有1/31/4、CAE人員中有1/3，試驗人員中1/2與NVH有關。 國內(nèi)目前對汽車噪聲、振動的研究也已經(jīng)比較重視，但相比之下對汽車噪聲方面的研究還很不系統(tǒng)，難以有效地指導產(chǎn)品開發(fā)。因此，我國汽車行業(yè)面臨的噪聲研究工作任務是繁重的，也是非常緊迫的。,3，研究汽車振動噪聲的意義,01.07.2020,.,35,（1）汽車性能 安全性； 可靠性； 噪聲

21、與振動（NVH)； 動力性能； 燃油經(jīng)濟性能； 排放與環(huán)境性能； 發(fā)動機控制與調節(jié)性能； 空調系統(tǒng)性能； 電子系統(tǒng)性能等。,模型制作； 裝配工藝； 成本控制； 質量控制； 重量控制等,4，汽車NVH問題,01.07.2020,.,36,汽車界將噪聲、振動與舒適性的英文縮寫NVH（Noise、Vibration、Harshness）統(tǒng)稱為車輛的NVH問題。,4，汽車NVH問題,01.07.2020,.,37,4，汽車NVH問題,（2）什么是NVH,噪聲（Noise ）指的是顧客所能聽到的聲音 聲音的頻率大體上在20赫茲到10000赫茲之間。 通常用聲音的頻率、聲級和音質來描述。 振動（Vibra

22、tion）指的是顧客所感覺到的和看到的。 身體所能感知運動的頻率范圍通常在0.5赫茲到50赫茲之間。 通常用頻率、振幅和振動方向來描述。 不舒適性（Harshness）指的是噪聲和振動的綜合影響。 粗野的，刺耳的或不和諧的感覺。,01.07.2020,.,38,NVH必須滿足法規(guī)的要求。 NVH應該使乘員駕駛時有安全感和自信。 在各種工作環(huán)境。 在各種路面。 NVH應該避免任何不好的感覺。 令人不愉快的，粗俗的，意料之外的和令人討厭的事情。 NVH應該能超過顧客的期望值。,（3）NVH的目標,4，汽車NVH問題,01.07.2020,.,39,早期對汽車NVH的抱怨與要求 發(fā)動機功率低，在城市

23、道路低速行駛，噪聲大。 汽車可靠性、動力性問題更為突出，噪聲處于次要地位。 汽車技術進步帶來NVH問題 發(fā)動機功率不斷提高，噪聲與振動增加，問題日益突出，已經(jīng)成為四大污染之一（空氣污染，水污染，噪聲污染，固體廢棄物污染）。 噪聲與振動已經(jīng)成為汽車產(chǎn)品開發(fā)工程中的主要問題。 為創(chuàng)造一個良好的環(huán)境，減少噪聲污染，出臺控制噪聲的法規(guī)，并日益加嚴。,（4）汽車發(fā)展與NVH,4，汽車NVH問題,01.07.2020,.,40,各國汽車標準的發(fā)展趨勢,4，汽車NVH問題,01.07.2020,.,41,我國噪聲限值體系發(fā)展趨勢： 1979年車外最大噪聲，1996年增加了定置噪聲要求； 1997年增加車內(nèi)最

24、大噪聲限值、駕駛員耳旁聲級和喇叭的聲級。 機動車的噪聲限值體系，由開始的車外擴大到車內(nèi)，駕駛員耳旁等，噪聲限值體系進一步完善。 我國噪聲限值的發(fā)展趨勢 轎車車外最大噪聲由85年的82dB發(fā)展到2005年以后的74dB； 小型貨車車外最大噪聲也從85年的84dB降到2005年以后的76dB;等 噪聲限值下降幅度十分巨大，噪聲要求成倍加嚴。 標準限值體系與國際要求接軌 與世界先進水平的差距縮小，但還落后8年左右，噪聲限值相差25Hz,4，汽車NVH問題,01.07.2020,.,42,（5）汽車NVH與消費者滿意度,媒體對FORD產(chǎn)品的正面評價 “ Fiesta有一臺令人驚訝的安靜而且舒適的發(fā)動機

25、” “F-150是乘坐舒適安靜的4.6升發(fā)動機汽車” 即福特的嘉年華轎車和F-150皮卡把振動和噪聲的優(yōu)良性能作為賣點。 媒體對汽車所抱怨的事情 20%30%抱怨的產(chǎn)生都是與NVH有關系的。,4，汽車NVH問題,01.07.2020,.,43,4，汽車NVH問題,（6）NVH與汽車生產(chǎn)商的利益,FORD的統(tǒng)計： 1529%的保修的費用是花費在與噪聲有關的。 1994年型車，3年的在用車，在噪聲方面的保修費用為3.46億美元占總費用的18%。,01.07.2020,.,44,4，汽車NVH問題,NVH研發(fā)的成本 綜合成本明細 樣機花費的組成 （TASE+安全+NVH）,Total Cost=$3

26、03M (Base on TASE,Safety,NVH Cost of Attribute Studies 總支出=3.03億美元 （基于TASE，安全，NVH的研究費用）,01.07.2020,.,45,因此， 整車約有1/3的故障問題和NVH問題相關； 近20%的費用消耗在解決車輛的NVH問題的研發(fā)和保修上。,4，汽車NVH問題,01.07.2020,.,46,5，汽車發(fā)展與NVH技術進步,（1）汽車發(fā)展與噪聲振動改進方法 20世紀60年代以前，基于試驗與簡單計算。如進排氣系統(tǒng)使用Helmholtz消聲器模型簡單計算設計。 80年代后，計算機技術發(fā)展，模態(tài)綜合技術應用； 有限元法主要解決

27、低頻問題； 高頻問題，模態(tài)密度非常高，出現(xiàn)了統(tǒng)計能量法，90年代后得到飛速發(fā)展，已經(jīng)成為解決高頻問題的主要方法。 中頻問題一直是個難題，直到90年代，各種混合法、偶合法，才使問題的解達到一定得精度。但還是與低頻高頻問題有差距。,01.07.2020,.,47,（2）汽車發(fā)展與噪聲振動分析軟件 汽車高速運動，車身與空氣相互作用產(chǎn)生空氣動力噪聲； 氣體在進排氣管中高速流動產(chǎn)生摩擦噪聲； 流體力學（CFD）發(fā)展； 出現(xiàn)CFD與聲學混合的軟件，用來計算分析流動引起的噪聲和管道流場與噪聲； 90年代一維和三維計算流體聲場的軟件逐步成熟，出現(xiàn)了如ANSYS;MSC.NASTRAN;MSC.ACTRAN;L

28、MS-SYSNOISE等軟件。,5，汽車發(fā)展與NVH技術進步,01.07.2020,.,48,（3）噪聲振動控制技術 60年代，汽車噪聲振動的主動控制研究開始； 90年代，隨著控制技術的發(fā)展和成本的降低，主動和半主動控制開始應用來降低汽車的噪聲與振動。 主動振動控制主要應用在發(fā)動機的隔振上 噪聲控制主要在進氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)和車內(nèi)噪聲控制上 吸聲材料、隔聲材料和阻尼材料應用，取得良好的吸聲和隔聲效果。 為抑制噪聲輻射，雙層板結構在排氣管和消聲器外殼中得到應用； 為減小某個頻率的振動，動力吸振器在汽車很多部件上得到應用。,5，汽車發(fā)展與NVH技術進步,01.07.2020,.,49,（4）噪聲振動

29、測試技術 早期，聲級計、加速度傳感器等進行簡單的噪聲振動測量，學習機械工程測試技術； 電子技術與信號處理技術發(fā)展，頻譜分析大量應用，倍頻程、1/3倍頻程、1/12倍頻程等用于分析。 相干分析、相關分析應用到信號分析和噪聲振動源的識別。 聲強測量、小波分析、倒頻譜法、聲全息方法等新的測試和分析技術的應用，使研究手段先進。,5，汽車發(fā)展與NVH技術進步,01.07.2020,.,50,（5）汽車發(fā)展產(chǎn)生新的噪聲振動問題 主要噪聲振動源的性能改善后，使次要噪聲振動源突出，降低系統(tǒng)和零部件噪聲振動的要求越來越重要； 汽車結構輕量化，使汽車的噪聲振動特征發(fā)生了變化，帶來了新的挑戰(zhàn)； 新的動力系統(tǒng)問世，如

30、混合動力、燃料電池、變汽缸發(fā)動機、變氣門發(fā)動機等，其噪聲振動特點與傳統(tǒng)汽車相差較大。,5，汽車發(fā)展與NVH技術進步,01.07.2020,.,51,6，汽車NVH特征,（1）汽車設計與NVH分析需考慮的四要素 政策法規(guī)必須滿足。否則政府不給發(fā)生產(chǎn)許可證，就無法銷售； 顧客的要求的分析。開發(fā)設計前進行調查，得到顧客（現(xiàn)實顧客和潛在顧客）的要求，找出市場標桿。 技術標桿分析。確定市場定位和競爭對手后需對競爭車型進行全面剖析，當然包含分析NVH性能，以制定相關NVH性能指標。 自身技術能力分析。分析有無技術實力實現(xiàn)相關指標。制定整車噪聲與振動指標。 如：駕駛員與乘客耳朵處的噪聲大?。环较虮P的振動大小

31、；地板的振動大??；椅子的振動、后視鏡的振動等。 指標分解：分解到系統(tǒng)、子系統(tǒng)，再到零部件， 如系統(tǒng)：動力系統(tǒng)，車身系統(tǒng)等 子系統(tǒng)：發(fā)動機子系統(tǒng)，進氣子系統(tǒng)，排氣子系統(tǒng)等； 零部件：如排氣子系統(tǒng)中，消聲器的傳遞損失，掛鉤隔振器的傳遞率等,01.07.2020,.,52,（2）汽車NVH特點 特點之一：噪聲與發(fā)動機轉速、汽車行駛速度有關。低速時，發(fā)動機為主要噪聲與振動源； 中速時，輪胎和路面的摩擦為主要噪聲和振動源； 高速時，車身與空氣之間的摩擦為主要噪聲與振動源。,6，汽車NVH特征,01.07.2020,.,53,（2）汽車NVH特點 特點之二：不同的噪聲振動源有不同的頻率范圍。 低頻時，發(fā)動

32、機是主要噪聲振動源，路面與輪胎摩擦和車身與空氣摩擦的貢獻隨著頻率增加而增加； 中頻時，變速箱和風激勵噪聲占主導成分； 高頻時，主要考慮的是說話和聽話的聲音是否清晰，即所謂的聲品質問題。,6，汽車NVH特征,01.07.2020,.,54,7，汽車振動噪聲分類,（1）汽車振動噪聲分類 按頻率分：低頻問題、中頻問題和高頻問題。 按專題分：摩擦噪聲、風激勵噪聲、機械噪聲等。 按路徑分：源傳遞途徑接受體 按汽車結構分類： 動力傳動系統(tǒng)的振動噪聲 發(fā)動機及其附件的振動噪聲； 動力子系統(tǒng)的振動噪聲（包括管道、排氣，動力裝置) 車身與整車振動噪聲 包括結構振動與結構噪聲，風激勵噪聲，整車低頻振動，整車噪聲與振動傳遞途徑分析，模態(tài)綜合分析等,01.07.2020,.,55,（2）發(fā)動機的振動噪聲 據(jù)統(tǒng)計分析，發(fā)動機振動噪聲占整車的55%，是最重要的振動噪聲源。 發(fā)動機的振動源：主要來自氣缸內(nèi)周期變化的氣體壓力，曲柄機構運動產(chǎn)生的慣性力。 汽缸內(nèi)氣體爆炸產(chǎn)生交變壓力，作用在曲柄銷上； 活塞、連桿、曲柄等運動產(chǎn)生慣性力和慣性力矩 多缸機慣性力可以平衡，但慣性力矩很難平衡； 曲柄的扭轉振動和彎曲振動 進氣排氣閥機構