汽车振动与噪声.ppt

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1、1汽车汽车NVH介绍介绍21.1.NVHNVH现象与基本问题现象与基本问题2.2.噪声与振动源噪声与振动源3.3.NVHNVH传递通道传递通道4.4.NVHNVH的响应与评估的响应与评估5.5.NVHNVH试验试验6.6.NVHNVH的的CAECAE分析分析7.7.NVHNVH开发开发8.8.汽车声品质汽车声品质3动态性能动态性能动态性能动态性能静态性能静态性能静态性能静态性能汽车的性能汽车的性能q汽车的外观造型及色彩q汽车的内室造型、装饰、色彩q内室及视野q座椅及安全带对人约束的舒适性q娱乐音响系统q灯光系统q硬件功能q维修保养性能q重量控制q噪声与振动（NVH）q碰撞安全性能q行驶操纵性能

2、q燃油经济性能q环境温度性能q乘坐的舒适性能q排放性能q刹车性能q防盗安全性能q电子系统性能q可靠性能NVHNVH是汽车最重要的指标之一是汽车最重要的指标之一是汽车最重要的指标之一是汽车最重要的指标之一 4汽车所有的结构都有汽车所有的结构都有NVH问题问题p车身车身p动力系统动力系统p底盘及悬架底盘及悬架p电子系统电子系统p在所有性能领域（在所有性能领域（NVH，安全碰撞、操控、燃油经安全碰撞、操控、燃油经济性、等）中，济性、等）中，NVH是设及面最广的领域。是设及面最广的领域。5n噪声噪声 Noise:l是人们不希望的声音是人们不希望的声音l注解注解:声音有时是我们需要的声音有时是我们需要的

3、l是由频率是由频率,声级和品质决定的声级和品质决定的l频率范围频率范围:20-10,000 Hzn振动振动Vibrationl人身体对运动的感觉人身体对运动的感觉,频率通常在频率通常在0.5-200 Motion sensed by the body,mainly in.5 hz-50 hz rangel是由频率是由频率,振动级和方向决定的振动级和方向决定的 n不舒服的感觉不舒服的感觉Harshnessl-Rough,grating or discordant sensation NVH:Noise,Vibration and Harshness什么是什么是NVH？6为什么要做为什么要做NVH

4、?pNVH对顾客非常重要nNVH的好坏是顾客购买汽车的一个非常重要的因素.pNVH影响顾客的满意度n在所有顾客不满意的问题中,约有1/3是与NVH有关.pNVH影响到售后服务p约1/5的售后服务与NVH有关7决定决定NVH的因素的因素 顾客的要求顾客的要求政府法规政府法规公司的需要和技术公司的需要和技术能力能力竞争车竞争车8NVH NVH 车速车速车速车速 发动机转速的关系发动机转速的关系发动机转速的关系发动机转速的关系动力系统(P/T)NVH路噪Road Noise风噪Wind Noise车速Vehicle speed9路面及动力系统路面及动力系统的振动的振动Road&P/T Vibrati

5、on路面及动力系统的噪声路面及动力系统的噪声Road&P/T Sound风激励噪声风激励噪声Wind Noise动力系统的声品质动力系统的声品质P/T Sound Quality0 Hz100 Hz250 Hz800 Hz5000 HzNVH与频率的关系与频率的关系10多通道分析多通道分析源源-通道通道-接受体模型接受体模型 源源源源动力系统动力系统风风路面路面其他其他 通道通道通道通道 底盘底盘车身车身内饰内饰其他其他 接受体接受体接受体接受体耳朵耳朵手手脚脚座椅座椅111.1.NVHNVH现象与基本问题现象与基本问题2.2.噪声与振动源噪声与振动源3.3.NVHNVH传递通道传递通道4.4

6、.NVHNVH的响应与评估的响应与评估5.5.NVHNVH试验试验6.6.NVHNVH的的CAECAE分析分析7.7.NVHNVH开发开发8.8.汽车声品质汽车声品质12源源:动力系统动力系统NVH动力系统动力系统 PowertrainPowertrainPowertrainPowerplantDrivelineExhaustIntakeMountEngineTransmission动力总成动力总成 PowerplantPowerplant13发动机噪声源发动机噪声源机械振动与噪声机械振动与噪声机械振动与噪声机械振动与噪声u曲轴系统曲轴系统u凸轮轴系统凸轮轴系统u链链,齿轮齿轮,皮带皮带u非燃

7、烧引起的冲击非燃烧引起的冲击u附件附件燃烧噪声燃烧噪声燃烧噪声燃烧噪声p活塞载荷活塞载荷p气缸盖载荷气缸盖载荷p曲轴轴承载荷曲轴轴承载荷流动噪声流动噪声流动噪声流动噪声进气进气排气排气风扇风扇14引起的问题引起的问题p曲轴共振曲轴共振p曲轴的应力集中和断裂曲轴的应力集中和断裂曲轴扭转振动曲轴扭转振动阻尼器阻尼器DamperDamper1.橡胶阻尼器橡胶阻尼器2.液压阻尼器液压阻尼器15变速器啸叫变速器啸叫T.E.vs.Gear Noisek(t)e(t)XaXbGear Meshq齿轮制造精度不够q齿轮匹配对中不好q齿轮材料不好啸叫的原因：齿轮啮合不好啸叫的原因：齿轮啮合不好啸叫的原因：齿轮啮

8、合不好啸叫的原因：齿轮啮合不好16变速器敲击变速器敲击啸叫的原因：啸叫的原因：啸叫的原因：啸叫的原因：q曲轴扭振曲轴扭振q传动轴系转速波动传动轴系转速波动q变速器齿轮间隙控制不好变速器齿轮间隙控制不好17动力总成动力总成NVHNVHq动力总成的弯曲模态q动力总成的辐射噪声q悬置位置的振动q附件的振动及辐射噪声18启动噪声启动噪声发动机缸盖15CM处CM5_CB10改进前改进前浪迪浪迪_K14五菱五菱_B12CM5_CB10改进后改进后改进方案为：改进方案为：1、加强飞轮、加强飞轮 2、飞轮启动齿轮不倒角、飞轮启动齿轮不倒角 3、加大飞轮启动齿圈直径、加大飞轮启动齿圈直径19变速箱分动器 后传递

9、轴后驱动桥后半轴前传递轴前驱动桥前半轴支撑轴承万向节Balance Plane传递轴系的传递轴系的NVHp第一阶传递轴激励第一阶传递轴激励p传递齿轮啸叫传递齿轮啸叫p2 2阶激励阶激励20rOAB1.1.齿轮啮合齿轮啮合齿轮啮合齿轮啮合2.2.轴的不平衡轴的不平衡轴的不平衡轴的不平衡3.3.由十字连接引起的由十字连接引起的由十字连接引起的由十字连接引起的2 2阶阶阶阶激励激励激励激励21进气系统和排气系统的进气系统和排气系统的进气系统和排气系统的进气系统和排气系统的NVHNVH排气系统排气系统进气系统进气系统TailpipeOrifice歧管的设计与声品质歧管的设计与声品质22进气系统进气系统

10、NVH空滤器谐振腔四分之一波长管q进气口噪声q壳体的辐射噪声23排气系统的排气系统的NVH控制指标控制指标q挂钩传递到车体的力q排气尾管噪声q壳体辐射噪声控制方法：控制方法：控制方法：控制方法：p消音器的设计p波纹管/球连接的选择p。24路面路面-悬挂悬挂-底盘的底盘的NVH激励源激励源路面表面的形状路面表面的形状轮胎的刚度和压力轮胎的刚度和压力轮胎块的长度和形状轮胎块的长度和形状轮胎的宽度和尺寸轮胎的宽度和尺寸汽车的速度汽车的速度传递路径隔离传递路径隔离悬挂的隔振设计悬挂的隔振设计结构模态结构模态:控制臂控制臂,稳定杆稳定杆,等等轮胎的声腔模态和结构模态的耦合轮胎的声腔模态和结构模态的耦合响

11、应响应:车身灵敏度车身灵敏度25风激励噪声风激励噪声风激励噪声风激励噪声:由于气流绕着汽车运动而产生的噪声由于气流绕着汽车运动而产生的噪声激励源激励源:空气动力湍流空气动力湍流其他其他:天线的涡流天线的涡流,挡风玻璃的湍流挡风玻璃的湍流 90 km/h261.1.NVHNVH现象与基本问题现象与基本问题2.2.噪声与振动源噪声与振动源3.3.NVHNVH传递通道传递通道4.4.NVHNVH的响应与评估的响应与评估5.5.NVHNVH试验试验6.6.NVHNVH的的CAECAE分析分析7.7.NVHNVH开发开发8.8.汽车声品质汽车声品质27NVH通道的控制通道的控制 结构声的传递通道结构声的

12、传递通道:空气声的传递通道空气声的传递通道:28噪声通道控制噪声通道控制噪声通道是由声学包装来完成的噪声通道是由声学包装来完成的车身的密封孔洞的控制隔声材料的应用吸声材料的应用29振动通道的控制振动通道的控制车身结构的控制：提车身结构的控制：提高结构和支架的刚度高结构和支架的刚度,阻止振动的传递阻止振动的传递隔振器隔振器吸振器吸振器阻尼材料阻尼材料振动通道控制的方法有振动通道控制的方法有振动通道控制的方法有振动通道控制的方法有:30q车身的结构模态应该与其他相邻结构模态分开车身的结构模态应该与其他相邻结构模态分开 q车身结构模态应该与车身声腔模态分开车身结构模态应该与车身声腔模态分开q整车模态

13、的刚度要足够大整车模态的刚度要足够大,以避免产生奇异噪声以避免产生奇异噪声q局部模态应该足够高局部模态应该足够高,以避免引起以避免引起NVH问题问题,如轰鸣声如轰鸣声,等等.结构通道控制结构通道控制:车身结构车身结构31车身阻尼处理车身阻尼处理在车身板上在车身板上,加阻尼材料可以减小结构振动和加阻尼材料可以减小结构振动和产生的辐射噪声产生的辐射噪声(中频中频).FloorpanRoofPackage TrayWheelhouseDashOil PanValve CoverDoors32车身的设计影响到风激励噪声车身的设计车身的设计:减小风激励引起的噪声减小风激励引起的噪声33底盘底盘底盘底盘/

14、悬挂系统的悬挂系统的悬挂系统的悬挂系统的NVH NVH 轮胎的控制轮胎的控制:声腔模态声腔模态结构模态结构模态轮胎的平衡轮胎的平衡悬架系统的控制悬架系统的控制n悬架的模态频率悬架的模态频率n悬架的刚度与阻尼悬架的刚度与阻尼 n悬架跳动的频率悬架跳动的频率n悬架部件的频率悬架部件的频率隔振垫隔振垫隔振垫的控制隔振垫的控制隔振垫的刚度隔振垫的刚度隔振垫的刚度与车架刚度的比值隔振垫的刚度与车架刚度的比值341.1.NVHNVH现象与基本问题现象与基本问题2.2.噪声与振动源噪声与振动源3.3.NVHNVH传递通道传递通道4.4.NVHNVH的响应与评估的响应与评估5.5.NVHNVH试验试验6.6.

15、NVHNVH的的CAECAE分析分析7.7.NVHNVH开发开发8.8.汽车声品质汽车声品质35汽车汽车NVH的两方面的评估的两方面的评估p车外通过噪声的评估车外通过噪声的评估p车内车内NVH的评估的评估车内车内NVH评估的两个方面评估的两个方面n主观驾评主观驾评主观驾评主观驾评n客观测试评估客观测试评估客观测试评估客观测试评估36通过噪声测试通过噪声测试通过噪声测试通过噪声测试通过噪声标准通过噪声标准标准:欧标,ISO,SAE,等.Standards:Euro,ISO362,SAE J986,SAE J1470,etc.10m10m10m10m10m10m7.5m7.5m3m50 m麦克风麦

16、克风A-AB-B37车内车内车内车内NVHNVH主观评价主观评价主观评价主观评价顾客对车内顾客对车内顾客对车内顾客对车内NVHNVH给出直觉的感受给出直觉的感受给出直觉的感受给出直觉的感受:声音声音:安静或吵闹安静或吵闹,舒适或烦恼舒适或烦恼振动振动:大或小大或小,舒服或不舒服舒服或不舒服不同车辆的顾客对不同车辆的顾客对NVH有不同的感受有不同的感受 运动车的顾客喜欢有力的发动机声音运动车的顾客喜欢有力的发动机声音,而且感觉刺激而且感觉刺激 豪华车的顾客喜欢安静而舒适的感觉豪华车的顾客喜欢安静而舒适的感觉主观评级主观评级级度 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 不能接受 接受的过渡 可以

17、接受 接受对象 所有顾客 绝大多数顾客 比较挑剔的顾客 受过培训的人员 38客观评估客观评估p客观评估的内容客观评估的内容:p驾驶员和乘客耳朵的声音驾驶员和乘客耳朵的声音:p地板或座椅轨道的振动地板或座椅轨道的振动 p方向盘的振动方向盘的振动p椅子和人体的振动椅子和人体的振动MicrophoneAccelerometer391.1.NVHNVH现象与基本问题现象与基本问题2.2.噪声与振动源噪声与振动源3.3.NVHNVH传递通道传递通道4.4.NVHNVH的响应与评估的响应与评估5.5.NVHNVH试验试验6.6.NVHNVH的的CAECAE分析分析7.7.NVHNVH开发开发8.8.汽车声

18、品质汽车声品质40室外和室内试验室外和室内试验q试验场试验场(路面路面)试验试验q实验室试验实验室试验试验种类试验种类试验种类试验种类q振动试验振动试验q噪声试验噪声试验q灵敏度试验灵敏度试验q其它其它试验道路试验道路试验道路试验道路:p环道环道p直道直道p平整的沥青路面平整的沥青路面p平整的水泥路面平整的水泥路面p粗糙的水泥路面粗糙的水泥路面p砖做的路面砖做的路面 p鹅石路面鹅石路面p斜坡路面斜坡路面41振动试验振动试验振动试验振动试验4 poster shakerq模态试验模态试验o锤子敲击锤子敲击o激振器激励激振器激励q振动响应振动响应o座椅座椅,方向盘方向盘,等等seat track,

19、steering wheel,etc.q异响识别异响识别q隔振器刚度隔振器刚度 q激光测量激光测量,等等42噪声测试噪声测试噪声测试噪声测试 q车内噪声车内噪声q进气噪声进气噪声q排气噪声排气噪声q发动机辐射噪声发动机辐射噪声 q壳体辐射噪声壳体辐射噪声q通过噪声通过噪声43灵敏度测量灵敏度测量灵敏度测量灵敏度测量q声学灵敏度测量声学灵敏度测量q振动灵敏度测量振动灵敏度测量q声传递损失测量声传递损失测量灵敏度灵敏度有时被称为有时被称为传递函数传递函数44风洞噪声试验风洞噪声试验风洞噪声试验风洞噪声试验空气动力声学风洞 车辆风阻试验车辆风阻试验 车辆稳定性试验车辆稳定性试验 侧风响应试验侧风响应

20、试验 车内噪声试验车内噪声试验 车外噪声试验车外噪声试验 内流优化试验内流优化试验 流动显示试验流动显示试验 雨刮器试验雨刮器试验451.1.NVHNVH现象与基本问题现象与基本问题2.2.噪声与振动源噪声与振动源3.3.NVHNVH传递通道传递通道4.4.NVHNVH的响应与评估的响应与评估5.5.NVHNVH试验试验6.6.NVHNVH的的CAECAE分析分析7.7.NVHNVH开发开发8.8.汽车声品质汽车声品质46CAECAE的重要性的重要性的重要性的重要性p降低成本降低成本p减少摩型车减少摩型车p节约时间节约时间p多方案设计多方案设计p多功能分析多功能分析p稳健性设计稳健性设计广泛地

21、应用到汽车开发广泛地应用到汽车开发广泛地应用到汽车开发广泛地应用到汽车开发u目标设定和分解目标设定和分解u整车分析整车分析u系统系统/子系统分析子系统分析u部件分析部件分析47例子：有限元分析例子：有限元分析例子：有限元分析例子：有限元分析p有限元对低频分析是很精确的有限元对低频分析是很精确的p有限元可以用来分析系统有限元可以用来分析系统/部件的部件的NVH问题问题p有限元也可以用来分析整车的有限元也可以用来分析整车的NVH问题问题p分析目标：分析目标：l结构模态结构模态l响应响应NVH-CAE分析方法分析方法q有限元分析有限元分析q边界元分析边界元分析q统计能量分析统计能量分析q其它声学分析

22、其它声学分析q模态综合分析模态综合分析q传递路经分析传递路经分析481.1.NVHNVH现象与基本问题现象与基本问题2.2.噪声与振动源噪声与振动源3.3.NVHNVH传递通道传递通道4.4.NVHNVH的响应与评估的响应与评估5.5.NVHNVH试验试验6.6.NVHNVH的的CAECAE分析分析7.7.NVHNVH开发开发8.8.汽车声品质汽车声品质49NVH开发流程开发流程整车系统子系统零部件战略决策开发开始项目确认试生产出厂目标分解性能验证顾客需求政府法规竞争产品公司技术战略决策产品开发三到四年时间汽车上市50确定顾客需求确定顾客需求确定性能战略确定性能战略决定竞争者决定竞争者Benc

23、hmark Study 找差距找差距选择概念设计选择概念设计性能间的平衡性能间的平衡设定整车级目标设定整车级目标设定目标的原则设定目标的原则511.1.NVHNVH现象与基本问题现象与基本问题2.2.噪声与振动源噪声与振动源3.3.NVHNVH传递通道传递通道4.4.NVHNVH的响应与评估的响应与评估5.5.NVHNVH试验试验6.6.NVHNVH的的CAECAE分析分析7.7.NVHNVH开发开发及目标体系及目标体系8.8.汽车声品质汽车声品质52声品质声品质Sound Quality:Sound Quality:主观评价主观评价好听的声音Nice Sound不好听的声音Bad Sound

24、声品质介绍声品质介绍Introduction of Sound Quality53传统上传统上,噪声控制就是降低声音的大小噪声控制就是降低声音的大小仅考虑声级的大小和频率成分仅考虑声级的大小和频率成分八十年代后八十年代后,在汽车界开始使用声品质在汽车界开始使用声品质汽车的声音与发动机转速有关汽车的声音与发动机转速有关汽车的声音与发动机发火阶次有关汽车的声音与发动机发火阶次有关声音的成分影响听觉声音的成分影响听觉声音影响到顾客的满意度声音影响到顾客的满意度部件的声品质部件的声品质影响汽车的品牌影响汽车的品牌 品牌的象征品牌的象征 汽车的汽车的DNA声品质声品质541.关门声品质2.电器声品质3.

25、动力系统的声品质三大声品质问题三大声品质问题好听的声音好听的声音安静频率低(结实)一次碰撞声没有额外的噪声不好听的声音不好听的声音声音大高频率象铃的声音多次碰撞声,嘁嘁喳喳.例子：关门声品质例子：关门声品质55动力系统声品质动力系统声品质乘用车：安静感受跑车：运动感受控制动力系统声品质的关键系统：控制动力系统声品质的关键系统：q进气歧管和排气歧管的设计进气歧管和排气歧管的设计q进气系统设计进气系统设计q排气系统设计排气系统设计动力系统的噪声源动力系统的噪声源动力系统的噪声源动力系统的噪声源1.发动机辐射噪声发动机辐射噪声2.进气口噪声进气口噪声3.排气尾管噪声排气尾管噪声4.传动系统的辐射噪声传动系统的辐射噪声5.结构噪声结构噪声动力系统声品质设计原则动力系统声品质设计原则动力系统声品质设计原则动力系统声品质设计原则1.阶次的平衡阶次的平衡2.避免高频噪声避免高频噪声3.消除共振消除共振(提高线性度提高线性度)4.半阶成分会增加运动感半阶成分会增加运动感56谢谢谢谢!