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1、1噪声、振动与声振粗糙度,，是衡量汽车制造质量的一个综合性问题，它给汽车用户的感受是最直接和最表面的。业界将噪声、振动与舒适性的英文缩写为NVH （Noise 、Vibration 、Harshness ），统称为车辆的 NVH 问题，它是国际汽车业各大整车制造企业和零部件企业关注的问题之一。有统计资料显示，整车约有1/3 的故障问题是和车辆的NVH 问题有关系，而各大公司有近20% 的研发费用消耗在解决车辆的NVH 问题上。对于汽车而言，NVH 问题是处处存在的，根据问题产生的来源又可分为发动机 NVH 、车身 NVH 和底盘 NVH 三大部分，进一步还可细分为空气动力 NVH 、空调系统
2、NVH 、道路行驶 NVH 、制动系统 NVH等等。 NVH 问题是系统性的。例如有些轿车行驶时车厢噪声大，查源头在发动机，那么这一个噪声问题可能就涉及到三个部分，一个是发动本身的噪声大，一个是发动机悬置部件减振效果差，一个是车厢前围和地板隔音技术不好，是一个互相关连的系统问题。当遇到车厢噪声大时，人们一般考虑加强车厢隔音技术和材料，而对真正的噪声发生源-发动机则是无能为力，这只能是“ 亡羊补牢 ” ，无法从根本上解决问题。但如果运用NVH 解决方案，就会涉及发动机、悬置及车架等，从根本上减少噪声产生的来源。因此，NVH 问题实质是汽车设计中要解决的问题，而不是汽车进入市场后要解决的问题。汽车
3、的发动机和车身都通过弹性元件支承在车桥和轮胎上，构成一个弹性振动系统，整个系统按照各总成部件又分成多个“ 弹性振动子系统 ” 。当汽车因路面凸凹不平、发动机及传动系抖动或车轮不平衡而受激振动时，各“ 弹性振动子系统” 发生振动且互相关联。振动是噪声产生的根源之一，行驶时振动大的车辆往往噪声也大。因此，从汽车NVH 问题的角度看，解决噪声不能头痛治头，脚痛治脚，而应该考虑到整车其他方面的问题，例如要考虑到车身、发动机、轮胎、弹性支承等诸方面。汽车 NVH 问题也涉及到零部件生产企业。近年随着专业化分工，整车制造企业已经逐渐将大部分零部件交给零部件生产企业来做。盛行的 “ 模块化 ” 生产方式把汽
4、车装配生产线上的部分装配劳动转移到装配生产线以外的地方去进行。这样，零部件生产企业必然遇到NVH 问题。设计者考虑的问题也不单纯是零部件的本身，而是零部件与零部件之间，零部件与整车之间的关系。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - 例如在解决发动机NVH 问题时， CooperStandard发动机公司为了获得更好的降噪效果，对发动机做降噪处理外，还对车辆的发动舱、车厢内部设计结构都进行了声学研究，以求最好的解决方案。轮
5、胎也是噪声的主要来源之一，一些厂商除选用低噪声轮胎外，对车轮罩衬垫进行声学特性设计，使其起阻隔噪声的作用。现在的汽车设计依赖计算机设计软件的辅助，汽车降噪减振设计也是如此。在开发过程中，设计者从电脑调出材料并进行模拟测试，再与样车测试对比，最后决定是否正式生产，节省了时间、人力和财力。目前国外巳有用于研究汽车噪声与振动的软件工具，帮助设计者识别、隔离和排除可能的噪声源。2NVH 是指Noise( 噪声),Vibration( 振动)和Harshness( 声振粗糙度 ),由于以上三者在汽车等机械振动中是同时出现且密不可分,因此常把它们放在一起进行研究。声振粗糙度是指噪声和振动的品质，是描述人体
6、对振动和噪声的主观感觉，不能直接用客观测量方法来度量。由于声振粗糙描述的是振动和噪声使人不舒适的感觉，因此有人称Harshness 为不平顺性。又因为声振粗糙度经常用来描述冲击激励产生的使人极不舒适的瞬态响应，因此也有人称Harshness 为冲击特性。文献 12认为当汽车通过接缝或凸包时将产生瞬态振动（Harshness ），它包括冲击和缓冲两种感觉。系统刚度越大，车身瞬态振动的幅值越大，冲击越严重，同时固有频率增加使振动衰减变快，缓冲的效果变好。同时它还给出了利用多元回归模型得到的冲击和缓冲方面感觉等级的经验公式。总的说来，声振粗糙度描述是振动和噪声共同产生的使人感到极度疲劳的感觉。简单地
7、讲，乘员在汽车中的一切触觉和听觉感受都属于汽车NVH 特性研究的范畴，此外，还包括汽车零部件由于振动引起的强度和寿命等问题。从NVH的观点来看，汽车是一个由激励源（发动机、变速器等）、振动传递器（由悬挂系统和边接件组成）和噪声发射器（车身）组成的系统。汽车传动系统 NVH 特性研究是以汽车传动系统作为研究对象的，是属于于汽车整车 NVH特性研究的子系统。目前的研究来看，汽车传动系统NVH特性研究主要是研究由发动机作为一个激励源产生的或汽车处于某种工况下的传动系统NVH特性。国外对动力传动系振动特性的研究起步较早，国外先进的汽车厂家从80年代以来已经将汽车结构的动态特性纳入产品开发的常规内容。尤
8、其是20世纪90年代以来，丰田（Toyota ）、通用（ GM）、福特 (Ford) 、克莱斯勒（ Chrysler ）等大汽车公司的工程研究中心专门设立了NVH分部，集中处理汽车的噪声名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - （Noise ）、振动（ Vibration ）和来自路面接触冲击的噪声声振粗糙度（Harshness ）。1.汽车的 NVH特性NVH 是指Noise 噪声 )、Vibration( 振动 )和H
9、arshness 声振租糙度 )，由于它们在车辆等机械中是同时出现且密不可分的，因此常把它们放在一起进行研究。声振粗糙度是指噪声和振动的品质，是描述人体对振动和噪声的主观感觉的，不能直接用客观测量方法来度量。由于声振粗糙度描述的是振动和噪声使人不舒适的感觉，因此有人称Harshness 为不平顺性。又因为声振粗糙度经常用来描述冲击激励产生的使人极不舒适的瞬态响应，因此也有人称 Harshness 为冲击特性。简单地讲，乘员在汽车中的一切触觉和听觉感受都属于NVH研究的范畴，此外，还包括汽车零部件由于振动引起的强度和寿命等问题。从NVH 的观点来看，汽车是一个由激励源(发动机、变速器等 )、振动
10、传递器(由悬挂系统和边接件组成)和噪声发射器车身)组成的系统。汽车NVH 特性的研究应该是以整车作为研究对象的，但由于汽车系统极为复杂，因此经常将它分解成多个子系统进行研究，如底盘子系统(主要包括前、后悬架系统 )、车身子系统等，也可以研究某一个激励源产生的或某一种工况下的 NVH 特性。根据 1996年对欧洲汽车市场的调查，由于汽车的性能、质量等方面均已达到较高的水平，因此顾客对乘坐舒适性的要求明显提高，仅次于汽车款式。对于中小型汽车，由于市场的激烈竞争使得汽车的重量、价格等因素被严格约束，这就使以改善汽车乘坐舒适性为目的的汽车NVH 特性的研究变得更加重要。2.汽车NVH 特性研究的建模和
11、评价方法研究汽车的 NVH特性首先必须利用 CAE 技术建立汽车动力学模型，已经有几种比较成熟的理论和方法。多体 (M系统动力学方法将系统内各部件抽象为刚体或弹性体，研究它们在大范围空间运动时的动力学特性。在汽车NVH 特性的研究中，多体系统动力学方法主要应用于底盘悬架系统、转向传动系统低频范围的建模与分析。有限元方法 (FEM) 是把连续的弹性体划分成有限个单元，通过在计算机上划分网格建立有限元模型，计算系统的变形和应力以及动力学特性。由于有限元方法的日益完善以及相应分析软件的成熟，使它成为研究汽车NVH特性的重要方法。一方面，它适用于车身结构振动、车室内部空名师资料总结 - - -精品资料
12、欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - 腔噪声的建模分析；另一方面，与多体系统动力学方法相结合来分析汽车底盘系统的动力学特性，其准确度也大大提高。与有限元方法相比，边界元方法(BEM) 降低了求解问题的维数，能方便地处理无界区域问题，并且在计算机上也可以轻松地生成高效率的网格，但计算速度较慢。对于汽车车身结构和车室内部空腔的声固耦合系统也可以采用边界元法进行分析，由于边界元法在处理车室内吸声材料建模方面具有独特的优点，因此正在得到广泛的应用。以空间声学
13、和统计力学为基础的统计能量分析(SEA)方法是将系统分解为多个子系统，研究它们之间能量流动和模态响应的统计特性。它适用于结构、声学等系统的动力学分析。对于中高频（300HZ ）的汽车 NVH特性预测，如果采用FEM或BEM 建立模型，将大大增加工作量而且其结果准确度并不高，因此这时采用统计能量分析方法是合理的。有人利用SEAM 软件对某皮卡车建立了SEA模型，分析了它在 250Hz 以上的NVH 特性并研究了模型参数对它的影响，得到令人满意的结果。3.NVH 特性研究在改进汽车乘坐舒适性中的应用NVH 特性的研究不仅仅适用于整个汽车新产品的开发过程，而且适用于改进现有车型乘坐舒适性的研究。这时
14、一圾是针对汽车的某一个系统或总成进行建模分析，找出对乘坐舒适性影响最大的因素，通过改善激励源振动状况 (降幅或移频 )或控制激励源振动噪声向车室内的传递来提高乘坐舒适性。汽车动力总成悬置系统的隔振研究以及发动机进排气噪声的研究是改善整车舒适性的重要内容，动力总成液压悬置系统的发展与完善使这一问题得到较好的解决。悬架系统和转向系统对路面不平度激励的传递和响应对驾驶员及乘客的乘坐舒适性有很大影响，分析悬架系统的动力学特性可以改善它的传递特性，减少振动和噪声；通过对转向操纵机构和仪表板进行有限元分析，可以使转向柱管、方向盘的固有频率移出激励频率范围并保证仪表板的响应振幅最小。汽车制动时产生的噪声严重
15、影响了车室内乘员的舒适性，实验证明制动噪声主要是由于制动器摩擦元件磨损不均匀造成的，通过对制动盘等元件进行有限元分析以及它的磨损特性对产生噪声的影响等问题的研究，可以改善制动工况下的整车NVH特性。另外，随着车速的不断提高，高速流动的空气与车身撞击摩擦产生的振动噪声已经成为车室噪声的重要来源。汽车在使用一段时间之后，一些元件(如传动系的齿轮、联轴节、悬架中的橡胶衬套、制动器中的制动盘等)的磨损将对整车的 NVH 特性产生重要影响，它们的强度、可*性和灵敏度分析是研究整车特性的重要工名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - 作，这也就是所谓高行驶里程下汽车NVH 特性的研究。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - -