汽車振動(dòng)噪聲與舒適度

1、汽車振動(dòng)噪聲與舒適度目錄汽車振動(dòng)噪聲與舒適度11 引言22 汽車NVH概述32.1 汽車NVH定義32.2 汽車NVH特性32.3 汽車NVH特性研究的應(yīng)用63. 汽車NVH的發(fā)展84 NVH問(wèn)題的研究方法105 汽車NVH控制與改善措施116結(jié)束語(yǔ)11鄭建華11/11/20141 引言汽車發(fā)明初期，由于發(fā)動(dòng)機(jī)的功率都比較低，基本上都是低速行駛，其振動(dòng)與噪聲問(wèn)題并不十分明顯，然而，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，發(fā)動(dòng)機(jī)功率不斷增大，高速公路的出現(xiàn)更是促進(jìn)了車速的快速提高，這就導(dǎo)致了車輛噪聲問(wèn)題的日益突出。車輛噪聲不僅會(huì)造成環(huán)境污染，而且會(huì)影響駕駛員行駛的專注程度和車輛的行駛安全，甚至?xí)?duì)車內(nèi)人

2、員的精神和生理造成危害。所以，多數(shù)顧客在選購(gòu)汽車時(shí)都希望汽車的駕駛環(huán)境是安靜的，乘坐起來(lái)是平穩(wěn)的，能夠享受駕駛的樂趣，為此，汽車的振動(dòng)與噪聲性能就顯得尤為重要。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，汽車的振動(dòng)與噪聲性能和顧客對(duì)汽車總體印象評(píng)價(jià)有直接關(guān)系，顧客除了追求傳統(tǒng)的低噪聲與振動(dòng)外，對(duì)于聲音品質(zhì)的要求也越來(lái)越高，于是，汽車的NVH(Noise、Vibration & Harness)性能，即噪聲、振動(dòng)和聲振粗糙度性能便成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。為控制車輛產(chǎn)生的噪聲污染，各國(guó)相繼出臺(tái)了相關(guān)的環(huán)保法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格限制車輛產(chǎn)生的噪聲。我國(guó)于1979年出臺(tái)了機(jī)動(dòng)車噪聲允許標(biāo)準(zhǔn)GB1495-1979，2002年在機(jī)動(dòng)車輛允許噪聲

3、基礎(chǔ)上又頒布了GB1495-2002汽車加速行駛車外噪聲限值及測(cè)量方法，與先前頒布的GB1495-1979相比，GB1495-2002彌補(bǔ)了GB1495-1979的一些缺陷，對(duì)測(cè)量場(chǎng)地應(yīng)達(dá)到的聲學(xué)條件加以具體規(guī)定。不過(guò)，GB1495-2002卻只相當(dāng)于歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)1997年頒布的ECE R51/02汽車加速行駛車外噪聲限值，2007年，歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)針對(duì)機(jī)動(dòng)車輛噪聲又制定了新版測(cè)試方法，簡(jiǎn)稱ECE R51/034，與ECE R51/02相比要求更加嚴(yán)格。由此可見，國(guó)內(nèi)在機(jī)動(dòng)車輛噪聲法規(guī)制定和實(shí)施方面與發(fā)達(dá)國(guó)家存在不小的差距，車輛噪聲與振動(dòng)問(wèn)題需要進(jìn)一步加強(qiáng)，汽車的設(shè)計(jì)水平也有待提高。與國(guó)外一

4、些著名的大汽車公司，如德國(guó)大眾、日本豐田、美國(guó)通用等相比，國(guó)內(nèi)汽車廠家在車輛 NVH 性能研究方面還存在很大差距，研究不夠深入，這也成為制約國(guó)產(chǎn)汽車發(fā)展的一個(gè)重要因素。汽車通常由發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤、電氣設(shè)備和車身系統(tǒng)組成，而承載式轎車車身系統(tǒng)是車內(nèi)乘員的直接載體，主要由鈑金件組成，它的設(shè)計(jì)既要考慮汽車行駛安全性，又要考慮乘坐空間、空氣阻力和外型美觀等問(wèn)題，而且車身振動(dòng)特性及車內(nèi)噪聲特性也直接影響乘客的乘坐舒適性。針對(duì)車輛乘坐室內(nèi)的噪聲問(wèn)題，研究其產(chǎn)生機(jī)理，探索車內(nèi)噪聲產(chǎn)生的途徑并采取一些方法進(jìn)行控制，譬如，通過(guò)結(jié)構(gòu)修改、敷設(shè)阻尼層、附加質(zhì)量等控制板件的振動(dòng)輻射噪聲，有利于改善車內(nèi)的聲學(xué)特性，對(duì)提高汽

5、車的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力有著重大意義。2 汽車NVH概述 2.1 汽車NVH定義汽車NVH是指汽車的Noise(噪聲)、Vibration(振動(dòng))和Harshness(舒適性)，主要是研究汽車的噪聲和振動(dòng)對(duì)整車性能和舒適性的影響。Noise(噪聲)是指引起人煩躁或者音量過(guò)強(qiáng)而危害人體健康的聲音。汽車噪聲不但增加駕駛員和乘員的疲勞，而且影響汽車的行駛安全、增加環(huán)境噪聲，是城市噪聲的主要來(lái)源，同時(shí)車內(nèi)噪聲會(huì)影響乘員間的語(yǔ)言交流。噪聲常用聲壓級(jí)評(píng)價(jià)，其頻率范圍在20-10kHz。汽車噪聲主要包括結(jié)構(gòu)噪聲(車身壁板振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲)、輻射噪聲(如發(fā)動(dòng)機(jī)、排氣系統(tǒng)、制動(dòng)器等輻射的噪聲)、空氣動(dòng)力噪聲(風(fēng)噪、空氣摩擦

6、車身形成的噪聲)等。vibration(振動(dòng))描述的是系統(tǒng)狀態(tài)的參量(如位移)在其基準(zhǔn)值上下交替變化的過(guò)程。汽車低頻振動(dòng)危害駕駛員和乘員的身體健康，同時(shí)不良的振動(dòng)會(huì)給汽車零部件帶來(lái)?yè)p壞，影響零部件的壽命。振動(dòng)是噪聲產(chǎn)生的原因，因此，振動(dòng)噪聲的研究是密不可分的。振動(dòng)常以加速度、速度、位移等參量來(lái)描述，其研究頻率范圍大致在0.5-50OHz。汽車振動(dòng)主要包括由路面不平整而引起的車身垂直方向振動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)的不平衡往復(fù)慣性力產(chǎn)生的車身振動(dòng)、轉(zhuǎn)向輪的擺振和傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)擺動(dòng)等，還有方向盤、儀表板等振動(dòng)，其頻率范圍在1-80Hz。Harshness(舒適性)指的是振動(dòng)和噪聲的品質(zhì)，它并不是一個(gè)與振動(dòng)、噪聲相并

7、列的物理概念，而是描述人體對(duì)振動(dòng)和噪聲的主觀感覺，不能直接用客觀測(cè)量方法來(lái)直接度量。由于聲振粗糙度描述的是振動(dòng)和噪聲使人不舒服的感覺，因此有人稱Harshness為不平順性或危害。又因?yàn)槁暣植诙冉?jīng)常用來(lái)描述沖擊激勵(lì)產(chǎn)生的使人極不舒服的瞬態(tài)響應(yīng)，也有人稱Harshness為沖擊特性?？偟恼f(shuō)來(lái)，舒適性描述的是振動(dòng)和噪聲共同產(chǎn)生的使人感到疲勞的程度。2.2 汽車NVH特性汽車NVH體現(xiàn)在噪聲、振動(dòng)和舒適性三個(gè)方面，它們?cè)谄囍惺峭瑫r(shí)出現(xiàn)且密不可分的，因此常把它們放在一起進(jìn)行研究。汽車NVH特性是指在汽車車內(nèi)振動(dòng)、噪聲的作用下，駕駛員和乘員舒適性主觀感受的變化特性。它是人體觸覺、聽覺以及視覺等方面感受

8、的綜合表現(xiàn)。簡(jiǎn)單的說(shuō)，乘員在汽車中的一切觸覺和聽覺感受都屬于NVH研究的范疇，此外，還包括汽車零部件由于振動(dòng)引起的強(qiáng)度和壽命等問(wèn)題。根據(jù)NVH特性，汽車NVH問(wèn)題可以用下面表達(dá)式2-1和圖2-1來(lái)描述:源(激勵(lì)源)x傳遞路徑(靈敏度)=響應(yīng)(接收者) (2-1)圖 2-1 整車NVH圖析汽車NVH研究一般都是依照2-1表達(dá)式，從噪聲振動(dòng)舒適性的角度分析車內(nèi)、外噪聲振動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)理，即通過(guò)接收者(駕駛員、乘員)感受來(lái)尋找噪聲振動(dòng)的激勵(lì)源，再對(duì)激勵(lì)源如何產(chǎn)生噪聲振動(dòng)的機(jī)理以及傳播途徑進(jìn)行分析研究，找到降噪減振的方法，來(lái)降低車內(nèi)外噪聲振動(dòng)的大小，最終達(dá)到提高汽車乘坐舒適性，使其滿足顧客、廠家的要求。由

9、于激勵(lì)源是影響整車NVH性能的根本原因，知己知彼，百戰(zhàn)不殆，只有對(duì)其激勵(lì)源及其產(chǎn)生噪聲振動(dòng)的機(jī)理熟知，才能找到降低噪聲振動(dòng)的方法。影響汽車NVH性能的主要激勵(lì)源包括發(fā)動(dòng)機(jī)、動(dòng)力總成、輪胎和路面、空氣等，它們產(chǎn)生的振動(dòng)噪聲通過(guò)懸架系統(tǒng)、車身結(jié)構(gòu)系統(tǒng)等傳遞器的作用傳入車身和車室內(nèi)形成振動(dòng)和聲學(xué)響應(yīng)。在不同車速下，主要的噪聲振動(dòng)源也不相同。其中低速行駛時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)是主要的噪聲振動(dòng)源；汽車中速行駛時(shí)，輪胎和路面的摩擦及結(jié)構(gòu)振動(dòng)是主要的噪聲振動(dòng)源；汽車高速行駛時(shí)，車身與空氣摩擦、聲泄露變成了最主要的噪聲源。下面簡(jiǎn)要介紹這幾個(gè)激勵(lì)源。1、發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的心臟，動(dòng)力的來(lái)源。發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力，推動(dòng)傳動(dòng)軸系，然后

10、帶動(dòng)車輪前進(jìn)。同樣發(fā)動(dòng)機(jī)也是汽車主要的噪聲與振動(dòng)源。發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲與振動(dòng)是由不同階次分量組成的，與它相聯(lián)系部件的噪聲與振動(dòng)也都與階次有關(guān)，比如進(jìn)氣系統(tǒng)中進(jìn)氣口的噪聲、排氣系統(tǒng)中尾管的噪聲、發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)振動(dòng)的傳遞等。另外，車內(nèi)噪聲、地板的振動(dòng)、方向盤上的振動(dòng)等等也與發(fā)動(dòng)機(jī)的階次有關(guān)。發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程的周期性及部分受力機(jī)件的往復(fù)運(yùn)動(dòng)是構(gòu)成汽車最主要的噪聲振動(dòng)源，其中發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲主要有三種：燃燒噪聲、機(jī)械噪聲和空氣動(dòng)力噪聲。發(fā)動(dòng)機(jī)總噪聲級(jí)與發(fā)動(dòng)機(jī)的類型、轉(zhuǎn)速、功率、缸徑等參數(shù)有關(guān)。(1)燃燒噪聲是在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸中產(chǎn)生的，混合氣在氣缸內(nèi)燃燒，并產(chǎn)生的缸內(nèi)氣體壓力直接激振發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)，引起結(jié)構(gòu)振動(dòng)，并通過(guò)外部和

11、內(nèi)部傳播途徑傳到發(fā)動(dòng)機(jī)表面，由發(fā)動(dòng)機(jī)表面輻射形成空氣噪聲。由此可以看出燃燒噪聲是由于氣缸內(nèi)氣體壓力的變化引起的，它包括由氣缸內(nèi)壓力急劇變化引起的動(dòng)力載荷，以及由沖擊波引起氣體的高頻振動(dòng)。由氣體動(dòng)力載荷引起的噪聲，其強(qiáng)弱程度取決與壓力增長(zhǎng)率及最高壓力增長(zhǎng)率持續(xù)的時(shí)間。燃燒噪聲的大小不僅與氣缸壓力頻譜有關(guān)，還與發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)衰減特性有關(guān)，這是因?yàn)樵肼暿怯烧駝?dòng)產(chǎn)生的，振動(dòng)取決于激勵(lì)力特性和振動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)響應(yīng)特性。氣缸壓力級(jí)與發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲聲壓級(jí)差稱為衰減量。衰減量反應(yīng)了發(fā)動(dòng)機(jī)本身結(jié)構(gòu)上的固有特性，發(fā)動(dòng)機(jī)的有關(guān)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)如發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、負(fù)荷以及供油系統(tǒng)的調(diào)整等對(duì)它不會(huì)產(chǎn)生根本的影響。發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)衰減表征了結(jié)

12、構(gòu)對(duì)激振力響應(yīng)特性。結(jié)構(gòu)衰減大，噪聲就小。(2)機(jī)械噪聲是指氣體壓力和慣性力的作用下，使運(yùn)動(dòng)部件產(chǎn)生沖擊和振動(dòng)而激發(fā)的噪聲，主要有活塞敲擊噪聲、齒輪嚙合噪聲、供油系噪聲、配氣機(jī)構(gòu)噪聲、正時(shí)系統(tǒng)噪聲、輔助系統(tǒng)噪聲、不平衡慣性力引起的機(jī)體振動(dòng)與噪聲和軸承噪聲等。機(jī)械噪聲是隨著轉(zhuǎn)速的提高而增加的，通過(guò)機(jī)體向外傳播。在發(fā)動(dòng)機(jī)空氣動(dòng)力性噪聲得到有效控制后，高速運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械噪聲常常是主要噪聲源。(3)空氣動(dòng)力噪聲是氣體流動(dòng)(如周期性進(jìn)氣，排氣)或物體在空氣中運(yùn)動(dòng)，空氣與物體撞擊，引起空氣產(chǎn)生的渦流；或者由于空氣發(fā)生壓力突變形成擾動(dòng)與膨脹(如高壓氣體向空氣中噴射)等而產(chǎn)生的噪聲。2、動(dòng)力總成動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)

13、源主要有：變速箱、分動(dòng)器、傳動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)橋、半軸和萬(wàn)向節(jié)等。變速箱里面有很多齒輪，通過(guò)不同齒輪之間的嚙合，傳動(dòng)軸以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，從而使得車輪的運(yùn)轉(zhuǎn)速度變化。這些齒輪之間不可能完美嚙合，因此，會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。同樣在驅(qū)動(dòng)橋內(nèi)部和分動(dòng)器中，動(dòng)力的傳遞和分配也是靠齒輪嚙合進(jìn)行，同樣齒輪嚙合不好會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。傳動(dòng)軸和分動(dòng)器都是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)部件，當(dāng)軸系的質(zhì)心與旋轉(zhuǎn)中心線不重合的時(shí)候就會(huì)產(chǎn)生離心力，而這些額外的離心力會(huì)將振動(dòng)傳遞到車身上。另外，從變速箱到半軸組成一個(gè)整體的系統(tǒng)，當(dāng)這個(gè)系統(tǒng)的彎曲和扭轉(zhuǎn)頻率與發(fā)動(dòng)機(jī)的激振頻率一致的時(shí)候，系統(tǒng)會(huì)發(fā)生共振。當(dāng)軸系用十字軸式剛性萬(wàn)向節(jié)連接時(shí)，由于被動(dòng)軸的角度不均勻，所以會(huì)產(chǎn)生2

14、階振動(dòng)。動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的噪聲源有：變速箱、分動(dòng)器、驅(qū)動(dòng)橋和傳動(dòng)軸等。由于它們的振動(dòng)均會(huì)產(chǎn)生噪聲。另外，傳動(dòng)軸在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中也能發(fā)出噪聲。傳動(dòng)系統(tǒng)是通過(guò)軸承和隔振器與車體連接的，因此這些激勵(lì)源產(chǎn)生的振動(dòng)通過(guò)這些軸承和隔振器傳遞到車廂內(nèi)，產(chǎn)生振動(dòng)和聲學(xué)響應(yīng)。車內(nèi)感覺到的噪聲主要有:傳動(dòng)軸系旋轉(zhuǎn)階次引起的轟鳴聲(Boom)，與發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火階次有關(guān)的呻吟聲(Moan)，齒輪嚙合引起的單頻噪聲，以及一些碰撞噪聲。車內(nèi)感覺到的振動(dòng)主要有:車內(nèi)底板的振動(dòng)、方向盤的振動(dòng)和座椅的振動(dòng)等。3、路面和輪胎路面激勵(lì)通過(guò)車胎和車軸傳遞到懸架，通過(guò)懸架系統(tǒng)傳遞到車身，使車身產(chǎn)生振動(dòng)和聲學(xué)響應(yīng)。同時(shí)輪胎和路面的摩擦?xí)疠喬ピ肼?/p>

15、，當(dāng)汽車行駛速度超過(guò)50km/h時(shí)，輪胎噪聲就成了行駛車輛噪聲中的主要成分。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲有所下降時(shí)，輪胎噪聲就成為主要噪聲源。不同類型的路面對(duì)輪胎噪聲的影響是不同的，技術(shù)人員通過(guò)對(duì)不同路面與輪胎噪聲的關(guān)系進(jìn)行對(duì)比測(cè)試，分析路面狀況對(duì)某一車型的輪胎噪聲影響如表2-1所示。同種路面的不平度不同對(duì)整車的噪聲振動(dòng)影響也是不同的，不平度系數(shù)小的路面產(chǎn)生的噪聲振動(dòng)小，相反就大。表2-1 不同路面對(duì)同一車型輪胎噪聲的影響4、空氣風(fēng)激勵(lì)一般產(chǎn)生風(fēng)噪聲，是汽車在高速行駛時(shí)遇到的主要噪聲，風(fēng)噪聲是一種空氣動(dòng)力噪聲，汽車在行駛時(shí)與氣流發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，氣流激擾作用在汽車各處，直接或間接的影響車內(nèi)噪聲。汽車在低速行駛時(shí)，

16、車內(nèi)噪聲主要來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)和路面一輪胎噪聲，風(fēng)噪聲成分小，但當(dāng)行駛速度超過(guò)80km/h時(shí)，風(fēng)噪聲逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位。2.3 汽車NVH特性研究的應(yīng)用汽車NVH試驗(yàn)研究對(duì)于新車型開發(fā)和現(xiàn)有車型的性能改善都起著重要的作用。對(duì)汽車NVH特性的研究既貫穿于新車型的研發(fā)過(guò)程，也可以體現(xiàn)在現(xiàn)有車型的改進(jìn)設(shè)計(jì)中。1、在新車型開發(fā)過(guò)程中的應(yīng)用在新車型的研發(fā)中，汽車NVH特性研究可以看作是建立在計(jì)算機(jī)仿真分析基礎(chǔ)之上的以汽車NVH特性為設(shè)計(jì)目標(biāo)的一種設(shè)計(jì)方法。在整車研發(fā)過(guò)程中，NVH性能研究可以分為以下4個(gè)階段：(1)調(diào)研并確定整車目標(biāo)通過(guò)對(duì)政府法規(guī)的要求、消費(fèi)者的要求和競(jìng)爭(zhēng)車型的NVH性能水平的調(diào)研，制定新開發(fā)車型

17、的NVH標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)階段一般通過(guò)對(duì)政府法規(guī)要求的查閱，新車型消費(fèi)者市場(chǎng)問(wèn)卷調(diào)研，同時(shí)對(duì)競(jìng)爭(zhēng)車型進(jìn)行NVH性能目標(biāo)值測(cè)試等手段，來(lái)獲得所要設(shè)計(jì)的新車型的NVH性能的目標(biāo)數(shù)據(jù)，從而根據(jù)這些數(shù)據(jù)來(lái)制定新車型的NVH目標(biāo)值。(2)整車仿真分析并匹配子系統(tǒng)目標(biāo)根據(jù)整車NVH性能目標(biāo)值來(lái)確定各個(gè)子系統(tǒng)的性能目標(biāo)值。子系統(tǒng)一般包括發(fā)動(dòng)機(jī)、懸架系統(tǒng)、動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)、車身、座椅和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等。例如：車輛與路面之間產(chǎn)生的振動(dòng)通過(guò)懸架系統(tǒng)傳遞到車身壁板，使壁板產(chǎn)生振動(dòng)從而形成車內(nèi)部噪聲。在這個(gè)過(guò)程中，車身結(jié)構(gòu)和車室內(nèi)空腔可以通過(guò)數(shù)學(xué)模型來(lái)描述，即可以通過(guò)建立整車的CAE模型來(lái)進(jìn)行仿真研究。通過(guò)CAE仿真，可以將結(jié)構(gòu)實(shí)

18、際的道路特性與子系統(tǒng)參數(shù)(如懸架剛度等)聯(lián)系起來(lái)，這樣就可以根據(jù)整車的NVH性能目標(biāo)值來(lái)確定各個(gè)子系統(tǒng)的NVH目標(biāo)值。但要注意，各個(gè)子系統(tǒng)目標(biāo)值的確定要符合試驗(yàn)設(shè)計(jì)和可靠性設(shè)計(jì)的要求。(3)通過(guò)元件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)子系統(tǒng)和整車的性能目標(biāo)在此須完成以下工作：第一，確定每個(gè)元件的詳細(xì)特征，這些特征可能在以前的建模分析中沒有表現(xiàn)出來(lái)，如連接孔、工藝、焊點(diǎn)位置等。第二，進(jìn)行各個(gè)子系統(tǒng)元件的可靠性設(shè)計(jì)和多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)，改善汽車的NVH特性，以確保結(jié)構(gòu)元件的設(shè)計(jì)方案為最佳。第三，必須滿足設(shè)計(jì)模型條件(如極限尺寸等)，進(jìn)行極限工況的校核(如懸架撞擊)。(4)樣車的試驗(yàn)與調(diào)整生產(chǎn)出樣車后，就可以進(jìn)行實(shí)車試驗(yàn)，試

19、驗(yàn)一般在試驗(yàn)室中或者道路上進(jìn)行，通過(guò)加速度傳感器、傳聲器等對(duì)整車的NVH目標(biāo)值進(jìn)行檢驗(yàn)，從而根據(jù)測(cè)試產(chǎn)品的性能與設(shè)計(jì)目標(biāo)之間的差異，進(jìn)行必要的調(diào)整與修改。2、在現(xiàn)有車型NVH性能改善過(guò)程中的應(yīng)用(1)對(duì)于用戶提出的車輛存在的不明的、異常的噪聲振動(dòng)進(jìn)行測(cè)試，給出一定的主客觀評(píng)價(jià)結(jié)果。這些工作要求對(duì)測(cè)量方法和測(cè)量?jī)x器的掌握和正確運(yùn)用。(2)根據(jù)步驟(1)的測(cè)試結(jié)果，對(duì)存在的噪聲振動(dòng)問(wèn)題有了初步的了解后，進(jìn)行噪聲振動(dòng)源識(shí)別、噪聲振動(dòng)源傳遞路徑分析等試驗(yàn)方案的制定，進(jìn)行試驗(yàn)分析，分析的試驗(yàn)結(jié)果可以與CAE仿真計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，使得故障診斷和噪聲振動(dòng)源的識(shí)別更加準(zhǔn)確。(3)根據(jù)測(cè)試分析的結(jié)果進(jìn)行有效的

20、工程治理，實(shí)施降噪減振，達(dá)到客戶的要求。實(shí)現(xiàn)降噪減振的基本方法：A、消除振動(dòng)噪聲產(chǎn)生的根源。這涉及到修改產(chǎn)生振動(dòng)噪聲的零部件結(jié)構(gòu)，例如改善其振動(dòng)特性，避免共振；B、切斷振動(dòng)噪聲傳遞的路徑。涉及到對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)傳遞特性的分析和改進(jìn)，使之對(duì)振動(dòng)噪聲具有明顯的衰減作用而不是放大。3. 汽車NVH的發(fā)展傳統(tǒng)意義上噪聲控制就是降低聲音的大小，僅僅考慮聲級(jí)的大小和頻率成分，20世紀(jì)80年代后，汽車界開始使用聲品質(zhì)，聲品質(zhì)主導(dǎo)的NVH開發(fā)，如發(fā)動(dòng)機(jī)的聲音、噴氣飛機(jī)的聲調(diào)組成或電動(dòng)剃須刀的聲學(xué)表現(xiàn)，都體現(xiàn)了聲音品質(zhì)某個(gè)方面。對(duì)產(chǎn)品聲音品質(zhì)的感知是表征其特點(diǎn)的一個(gè)重要因素。聲品質(zhì)不再局限于噪聲的削減，塑造恰當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品

21、聲音是一個(gè)復(fù)雜的任務(wù)，產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程涉及多個(gè)步驟及工具。被國(guó)際學(xué)術(shù)界廣泛認(rèn)同的完整聲品質(zhì)定義首先由BLAUER給出：“聲品質(zhì)是在特定技術(shù)目標(biāo)或任務(wù)內(nèi)涵中聲音的適宜性，聲品質(zhì)中定義的“聲”不是指聲波這樣一個(gè)物理事件，是由人耳對(duì)聲音事件的聽覺感知過(guò)程，并最終做出的主觀判斷。”汽車行業(yè)中的聲品質(zhì)問(wèn)題已經(jīng)由最初的整車、發(fā)動(dòng)機(jī)等主要部件的研究，進(jìn)入各個(gè)部件和方面的研究，未來(lái)汽車的發(fā)展環(huán)保、安全、舒適、低成本是主線，而這些主線中NVH性能占據(jù)很大比重。統(tǒng)計(jì)表明，整車約有三分之一的故障問(wèn)題是和車輛的NVH問(wèn)題有關(guān)的。良好的NVH匹配不僅能夠?qū)崿F(xiàn)良好的動(dòng)力學(xué)特性也能節(jié)省生產(chǎn)成本。20世紀(jì)60-70年代，西方各主

22、要汽車公司開始關(guān)注汽車的NVH問(wèn)題，我國(guó)NVH研究起步較晚，自主品牌發(fā)展到現(xiàn)在只有10多年的時(shí)間，從國(guó)際NVH水平來(lái)看，日本在這方面做得最好，美國(guó)也不錯(cuò)，歐洲次之。各國(guó)政府在NVH法規(guī)方面，并沒有過(guò)于嚴(yán)格的規(guī)定，大多來(lái)自于顧客對(duì)車輛性能日益苛刻的要求，歐洲法規(guī)要求轎車通過(guò)噪聲小于74DB，中國(guó)M2柴油機(jī)為77DB，RM1類柴油機(jī)機(jī)車為75DB。良好的NVH特性可以提高汽車部件由于振動(dòng)引起的早期失效風(fēng)險(xiǎn)，提高部件的可靠性。相比于國(guó)外，我國(guó)NVH水平存在著一定的差距。比如空調(diào)開時(shí)車輛怠速的噪聲值，日本、北美車輛為43-45DB，而我國(guó)本土車輛往往達(dá)到50DB。國(guó)產(chǎn)某輕型客車噪聲值見圖3-1，幾款轎

23、車噪聲值見圖3-2。圖3-1 國(guó)產(chǎn)某輕型轎車噪聲值圖3-2 幾款轎車噪聲值國(guó)內(nèi)企業(yè)中NVH能力已達(dá)到了一定的水準(zhǔn)，如上海通用/泛亞汽車技術(shù)中心，有一定的開發(fā)能力，其余合資企業(yè)在國(guó)內(nèi)的NVH工作主要就是物理試驗(yàn)認(rèn)證；而國(guó)內(nèi)自主品牌大多處在樣車試驗(yàn)改進(jìn)(通常與國(guó)外試驗(yàn)咨詢公司合作)階段，CAE能力及其與試驗(yàn)的糅合仍需加強(qiáng)。其他企業(yè)的現(xiàn)狀如下，(1)上汽同濟(jì)噪聲與振動(dòng)工程中心，同濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院的NVH實(shí)驗(yàn)室硬件一流，且比較完備，其消聲室(帶低噪聲轉(zhuǎn)轂)為遠(yuǎn)東最大，達(dá)到1200m3，混響室為268m3，測(cè)試系統(tǒng)為L(zhǎng)MS等主流設(shè)備；(2)奇瑞常規(guī)的NVH試驗(yàn)工程及研究與合肥工業(yè)大學(xué)的噪聲振動(dòng)實(shí)驗(yàn)室合作，

24、而針對(duì)部分產(chǎn)品的NVH性能提升，主要通過(guò)與國(guó)外試驗(yàn)咨詢公司合作的方式來(lái)完成。如: 通過(guò)與意大利Prototipo實(shí)驗(yàn)公司的合作，針對(duì)東方之子與新旗云等車型的NVH方面多個(gè)小項(xiàng)目進(jìn)行改進(jìn)，提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的同時(shí)也大大提高了技術(shù)人員的水平。奇瑞已具有4套LMS的振動(dòng)噪聲測(cè)試系統(tǒng)等主流設(shè)備，成立了NVH科室，CAE方面有專門NVH分析人員；(3) 一汽的NVH試驗(yàn)?zāi)芰^早就已建立。其中噪聲試驗(yàn)室是按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)所建，包括：整車噪聲試驗(yàn)室、動(dòng)力總成噪聲試驗(yàn)室。其中整車噪聲試驗(yàn)室為半消聲室，可以進(jìn)行整備質(zhì)量50012000kg，軸距在2.26.5,范圍的各類轎車、輕型車、中型卡車、廂式車、大客車等車型的車外、

25、車內(nèi)噪聲試驗(yàn)，動(dòng)力總成噪聲試驗(yàn)；也可以進(jìn)行最大功率200KW、最大扭矩400N m、最高轉(zhuǎn)速7500r/min的發(fā)動(dòng)機(jī)及其動(dòng)力總成振動(dòng)噪聲試驗(yàn)研究；(4)二汽NVH方面起步較早，有專門的NVH研究組織，其消聲室為6.8m*5.2m*6m，混響室5.6m*6.7m*5.8m。早在1996-1998年，葉志剛曾帶領(lǐng)其團(tuán)隊(duì)對(duì)“乘用車內(nèi)噪聲試驗(yàn)研究分析及控制”做了比較深入的研究，其成果在東風(fēng)汽車公司乘用車產(chǎn)品開發(fā)中得到應(yīng)用，解決了乘用車車內(nèi)噪聲大的問(wèn)題，取得了較好的效果。該項(xiàng)目在車身結(jié)構(gòu)分析及控制中創(chuàng)造性應(yīng)用結(jié)構(gòu)聲響感度函數(shù)較好地解決了發(fā)動(dòng)機(jī)懸架對(duì)車內(nèi)噪聲的影響，后獲2001年中國(guó)汽車工業(yè)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步

26、獎(jiǎng)；(5)重慶長(zhǎng)安主要與朗德科技合作，2006年新建立了整車消聲室，測(cè)試系統(tǒng)亦是用的Head Acoustic等行業(yè)內(nèi)主流設(shè)備；(6)福田由德國(guó)Fiast為其建造消聲室，測(cè)試系統(tǒng)配備有32通道LMS振動(dòng)模態(tài)分析系統(tǒng)、60通道B&K通過(guò)噪聲測(cè)試分析系統(tǒng)和36通道BBM噪聲源分析及音質(zhì)評(píng)價(jià)分析系統(tǒng)等; (7)江淮具有常規(guī)的NVH性能測(cè)試評(píng)價(jià)的能力，已有2套LMS等主流廠家的振動(dòng)噪聲測(cè)試系統(tǒng); (8)吉利硬件方面已有常規(guī)的振動(dòng)噪聲測(cè)試設(shè)備，可以完成常規(guī)的試驗(yàn)工作，其研究院亦有專人搞NVH方面的CAE工作，對(duì)消聲室等大型實(shí)驗(yàn)室的籌備工作亦開始了初期調(diào)研，對(duì)產(chǎn)品NVH性能的改善主要通過(guò)與國(guó)外專業(yè)公司合作

27、來(lái)實(shí)現(xiàn)。如:在金剛設(shè)計(jì)開發(fā)過(guò)程中，專門聘請(qǐng)專業(yè)的汽車降噪公司意大利 Alipalia公司 SCS技術(shù)中心的專業(yè)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行專項(xiàng)NVH工程處理。近些年來(lái)，NVH已經(jīng)不只是整車廠關(guān)注的重點(diǎn)，汽車零部件企業(yè)也開始重視零部件的NVH性能開發(fā)，如專業(yè)生產(chǎn)變速箱的法士特集團(tuán)已經(jīng)建成行業(yè)領(lǐng)先的消聲室，投入精力開發(fā)低噪聲的變速器產(chǎn)品。總體來(lái)說(shuō)，乘用車 NVH走在前列，商用車也開始建立自己的NVH開發(fā)團(tuán)隊(duì)，配備了主流的噪聲振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)和專業(yè)的消聲室以及專業(yè)的NVH工程人員。4 NVH問(wèn)題的研究方法汽車噪聲來(lái)源主要來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)、進(jìn)排氣系統(tǒng)、風(fēng)扇噪聲、傳動(dòng)系統(tǒng)、輪胎噪聲、制動(dòng)噪聲、車聲結(jié)構(gòu)噪聲、氣動(dòng)噪聲。各個(gè)總成的噪聲貢

28、獻(xiàn)度要達(dá)到合理匹配，NVH的特性研究應(yīng)該是以整車為研究對(duì)象，合理匹配各個(gè)系統(tǒng)，要求各個(gè)子系統(tǒng)的噪聲貢獻(xiàn)降到最低。通常對(duì)汽車噪聲和振動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行控制主要理論方法有有限元法、邊界元法、統(tǒng)計(jì)能量法，有限元法適用分析結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性; 邊界元法適合處理噪聲的輻射問(wèn)題; 統(tǒng)計(jì)能量法是將一個(gè)復(fù)雜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)或聲系統(tǒng)劃分成若干耦合的子系統(tǒng)，每個(gè)子系統(tǒng)在相應(yīng)某個(gè)頻率范圍都有若干個(gè)共振頻率，根據(jù)系統(tǒng)的各種參數(shù)建立起各個(gè)子系統(tǒng)間能量流動(dòng)的關(guān)系?，F(xiàn)階段，計(jì)算機(jī)仿真分析技術(shù)(CAE)在汽車產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)中的應(yīng)用已相當(dāng)普遍，大大方便了工程人員對(duì)設(shè)計(jì)機(jī)制的理解與把握，提高了設(shè)計(jì)開發(fā)效率，推動(dòng)產(chǎn)品加速更新?lián)Q代。然而，CAE分析的置信度是一個(gè)“瓶頸”問(wèn)題，對(duì)于機(jī)制和模型高度復(fù)雜的車輛 NVH 性能，其仿