汽車噪聲及振動理論

1、汽車噪聲及振動理論1汽車噪聲及振動理論第1頁汽車結(jié)構(gòu)汽車車身 (白車身, 裝飾車身)動力系統(tǒng) (發(fā)動機(jī), 變速器)動力系統(tǒng)輔助系統(tǒng)底盤/懸架空調(diào)控制系統(tǒng)電氣設(shè)備2汽車噪聲及振動理論第2頁安全性耐久性NVH動力性能燃油經(jīng)濟(jì)性能發(fā)動機(jī)調(diào)整性能空調(diào)系統(tǒng)控制電子系統(tǒng)性能成本控制技術(shù)控制排放控制安裝空間/工效學(xué)質(zhì)量控制安全辦法重量控制汽車屬性3汽車噪聲及振動理論第3頁什么是NVH?噪聲 在 20 - 10 khz 范圍- 以頻率, 聲級和品質(zhì)為特征- 可能是不被期望 (道路 NVH)- 可能是被期望 (大功率發(fā)聲發(fā)動機(jī)) 振動- 被身體感知運(yùn)動, 主要在 5 hz- 50 hz 范圍- 以頻率, 幅度

2、和方向?yàn)樘卣鞑皇孢m性- 令人不快, 刺耳或者不協(xié)調(diào)感覺 NVH: Noise噪聲, Vibration振動 Harshness不舒適性4汽車噪聲及振動理論第4頁為何要考慮NVH?NVH 對消費(fèi)者來說是主要NVH 可能造成用戶不滿意和不舒適NVH 對消費(fèi)者滿意度產(chǎn)生影響大約全部問題1/3 是與 NVH相關(guān)NVH 影響理由大約全部保修成本1/5是與NVH相關(guān)5汽車噪聲及振動理論第5頁怎樣確定 NVH?屬于 汽車系統(tǒng)輔助系統(tǒng)部件NVH水平消費(fèi)者要求政府法規(guī)企業(yè)要求和可行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)汽車6汽車噪聲及振動理論第6頁汽車 NVH 問題動力系統(tǒng)粗暴空轉(zhuǎn)加速 / 減速噪聲自動變速 NVH巡航 平坦道路 NVH傳動

3、系統(tǒng)NVH Power Steering Moan, Grunt.踩下踏板 / 松開踏板 NVH交流發(fā)電機(jī) WhineTake-off / 車道 NVH發(fā)動機(jī)起動 / 關(guān)閉 NVHP/T 聲品質(zhì)P/T 聲品質(zhì) 音調(diào)偽裝道路NVH 粗糙/粗暴沖擊不舒適性和 振動輪胎-輪子產(chǎn)生振動 & 細(xì)咬輪胎噪聲道路 / 隧道風(fēng)激噪聲空氣泄漏Pass-By / Drive-By 噪聲剎車 NVH : 剎車粗暴程度剎車 Squeal空調(diào)控制 NVH 送風(fēng)機(jī)電動機(jī)噪聲空氣急流噪聲A/C 壓縮機(jī) 和 制冷劑發(fā)動機(jī)冷卻風(fēng)扇Shield Wipers功率鎖/ 開關(guān)Squeak & Rattle NVH NVH/S&R7汽

4、車噪聲及振動理論第7頁源 通道 接收體模型源 動力系統(tǒng)風(fēng)道路其它源通道源接收體源源源源源通道通道通道 (結(jié)構(gòu)激勵和空氣激勵)底盤車身內(nèi)部其它接收體駕駛者和乘客耳朵駕駛者和乘客手 (方向盤)駕駛者和乘客腳 (踏板, 腳趾板)駕駛者和乘客 (座椅)接收體傳遞通道振動噪聲源8汽車噪聲及振動理論第8頁P(yáng)/T NVH道路噪聲風(fēng)激噪聲車速道路及 P/T 振動道路及P/T 噪聲風(fēng)激噪聲P/T 聲品質(zhì)0 Hz100 Hz250 Hz800 Hz5000 HzNVH 源和汽車車速NVH 源和頻率9汽車噪聲及振動理論第9頁動力系統(tǒng) NVH結(jié)構(gòu)激勵動力裝置振動排氣裝置傳動軸空氣激勵排氣裝置感應(yīng)裝置動力裝置輻射隔振器

5、隔離支架隔離車體敏感度通道源 通道 接收體動力系統(tǒng)動力裝置傳遞軸系排氣系統(tǒng)進(jìn)氣系統(tǒng)隔振器10汽車噪聲及振動理論第10頁發(fā)動機(jī)速度 (rpm)6000頻率 (Hz)1003001st 階次3rd 階次例: 6-缸 發(fā)動機(jī)發(fā)動機(jī)階次: 發(fā)動機(jī)速度: 頻率動力系統(tǒng) NVH動力系統(tǒng) NVH 與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速相關(guān)11汽車噪聲及振動理論第11頁頻率 (Hz)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速(rpm)動力系統(tǒng) NVH彩色平面圖瀑布平面圖12汽車噪聲及振動理論第12頁道路 NVH激勵道路表面形狀輪胎剛性和壓力輪胎補(bǔ)丁長度和形狀輪胎寬度和尺寸汽車車速通道隔離懸架隔離結(jié)構(gòu)樣式: 控制臂, 穩(wěn)定器閂, 等等.輪胎彎曲模式和聲學(xué)模式響應(yīng): 車

6、身敏感度源 通道 接收體13汽車噪聲及振動理論第13頁風(fēng)激 NVH風(fēng)激噪聲: 這種噪聲由汽車周圍空氣運(yùn)動而產(chǎn)生激勵:空氣動力學(xué)湍流空腔共鳴其它: 天線渦流, 擋風(fēng)玻璃渦流通道沒有密封空洞和縫隙經(jīng)過部件傳遞控制: 汽車外形密封 60 miles/hour源通道接收體14汽車噪聲及振動理論第14頁車體 NVH 整車模態(tài)-白車身-裝飾車身局部模態(tài)車體 框架 敏感度通道敏感度結(jié)構(gòu)通道聲學(xué)通道地盤/懸架 NVHMmx源通道接收體15汽車噪聲及振動理論第15頁噪聲通道及控制噪聲處理反射: 密封障礙物材料吸收: 吸收材料源通道接收體16汽車噪聲及振動理論第16頁振動通道及控制振動隔離振動吸收源通道接收體17

7、汽車噪聲及振動理論第17頁源通道接收體麥克風(fēng)加速計客觀評價: 用分析法和測試來評價 NVHNVH 評價駕駛員和乘客耳朵處噪聲大小: 聲級和聲音品質(zhì)地板和椅子上振動方向盤振動座位和人們身體振動18汽車噪聲及振動理論第18頁主觀評價聲品質(zhì)歷史趨勢表明 NVH性能每 10 年改進(jìn)1 VER源 通道 接收體主觀評價: 用戶直覺聲音: 平靜或者喧華, 令人愉快或者擔(dān)憂 振動: 大或者小, 舒適或者不舒適19汽車噪聲及振動理論第19頁源 通道 接收體聲品質(zhì)悠揚(yáng)聲音糟糕聲音不一樣人有不一樣聲音品位20汽車噪聲及振動理論第20頁聲品質(zhì)源 通道 接收體從歷史觀點(diǎn)上說，汽車噪聲處理稱為噪聲控制只有噪聲品質(zhì)是人們

8、所關(guān)心聚焦大原因, 比如, P/T,道路, 風(fēng)激噪聲80年代末期汽車工業(yè)噪聲品質(zhì)噪聲與頻率和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速相關(guān)聲音有特殊音調(diào)噪聲，尖利度，響度等等.噪聲內(nèi)容影響聽力全部汽車噪聲都能影響用戶滿意度部件噪聲品質(zhì)21汽車噪聲及振動理論第21頁例: 戶內(nèi)聲品質(zhì)優(yōu)良聲音平靜低頻 (固體) 一個碰撞無外來噪聲糟糕聲音大高頻(錫, 廉價)敲鐘沖擊噪聲, 喳喳聲, 等等.Aston MartinTaurus源 通道 接收體22汽車噪聲及振動理論第22頁聲級沒有考慮品質(zhì)總噪聲能量階次內(nèi)容令人愉快汽車點(diǎn)火階次應(yīng)該被控制 內(nèi)容增加了功率，運(yùn)動印象線型平穩(wěn)性測量和噪聲直覺噪聲在貫通RPM范圍內(nèi)在 品質(zhì)方面應(yīng)該是一致高頻噪

9、聲有害噪聲清楚度指標(biāo)與講話干涉相關(guān)聲品質(zhì): 與發(fā)動機(jī)相關(guān)源 通道 接收體23汽車噪聲及振動理論第23頁車內(nèi)噪聲噪聲通道 1噪聲通道 2噪聲源 1振動源 1噪聲源 2噪聲源 N振動源 2振動源 N振動通道 1振動通道 2振動通道 噪聲通道 通道1通道2通道3通道4通道5通道6通道7通道8通道9整車 NVH 模型: 源-通道-接收體模型24汽車噪聲及振動理論第24頁整車 NVH 模型: 模態(tài)合成模型 其它系統(tǒng)整車模型動力裝置系統(tǒng)車體結(jié)構(gòu)模型車體聲學(xué)模型排氣系統(tǒng)模型車架模型25汽車噪聲及振動理論第25頁模態(tài)一致整車 NVH為每一個系統(tǒng)設(shè)置模態(tài)頻率將耦合減到最少指導(dǎo)汽車和系統(tǒng) NVH 設(shè)計26汽車噪聲

10、及振動理論第26頁整車 NVH整車系統(tǒng)子系統(tǒng)零部件戰(zhàn)略決議開發(fā)開始項(xiàng)目確認(rèn)試生產(chǎn)出廠目標(biāo)分解性能驗(yàn)證目標(biāo)和 Cascading基準(zhǔn)請求汽車和系統(tǒng)級別數(shù)據(jù)庫快速原因分析 競爭汽車設(shè)置目標(biāo)關(guān)于競爭行為未來關(guān)于其它屬性，成本，重量之間平衡子系統(tǒng)Cascade要求設(shè)計取人27汽車噪聲及振動理論第27頁整車 NVH目標(biāo)和 Cascading28汽車噪聲及振動理論第28頁P(yáng)ass-By 噪聲10m10m10m10m10m10m7.5m7.5m3m50 m麥克風(fēng)麥克風(fēng)A-AB-B為何考慮 Pass-By噪聲?用戶關(guān)心噪聲污染政府要求了噪聲標(biāo)準(zhǔn)29汽車噪聲及振動理論第29頁歐洲標(biāo)準(zhǔn)1970: 82 dB1974: 80 dB1984: 77 dB1995: 74 dBPass-By 噪聲197019741984199582807774dB(A)71