整車NVH介紹（汽車資料匯編）

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整車NVH介紹(汽車資料匯編——姜——一、NVH定義

NVH是指Noise(噪聲,Vibration(振動(dòng)和Harshness(聲振粗糙度,由于以上三者在汽車等機(jī)械振動(dòng)中是同時(shí)出現(xiàn)且密不可分,因此常把它們放在一起進(jìn)行研究。聲振粗糙度是指噪聲和振動(dòng)的品質(zhì),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)量方法來度量。由于聲振粗糙描述的是振動(dòng)和噪聲使人不舒適的感覺,因此有人稱Harshness為不平順性。又由于聲振粗糙度經(jīng)常用來描述沖擊鼓舞產(chǎn)生的使人極不舒適的瞬態(tài)響應(yīng),因此也有人稱Harshness為沖擊特性。二、噪聲的種類

產(chǎn)生汽車噪聲的主要因素是空氣動(dòng)力、機(jī)械傳動(dòng)、電磁三部分。從結(jié)構(gòu)上可分為發(fā)動(dòng)機(jī)(即燃燒噪聲,底盤噪聲(即傳動(dòng)系噪聲、各部件的連接協(xié)同引起的噪聲,電器設(shè)備噪聲(冷卻風(fēng)扇噪聲、汽車發(fā)電機(jī)噪聲,車身噪聲(如車身結(jié)構(gòu)、造型及附件的安裝不合理引起的噪聲及噪聲源通過各種聲學(xué)途徑傳入車內(nèi)的噪聲及汽車各部分振動(dòng)傳遞途徑激發(fā)車身板件的結(jié)構(gòu)振動(dòng)向駕駛室內(nèi)輻射的噪聲組成車內(nèi)噪聲。。其中發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲占汽車噪聲的二分之一以上,包括進(jìn)氣噪聲和本體噪聲(如發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng),配氣軸的轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)、排氣門開關(guān)等引起的噪聲。因此發(fā)動(dòng)機(jī)的減振、降噪成為汽車噪聲控制的關(guān)鍵。

此外,汽車輪胎在高速行駛時(shí),也會(huì)引起較大的噪聲。這是由于輪胎在地面滾動(dòng)時(shí),位于花紋槽中的空氣被地面擠出與重新吸入過程所引起的泵氣聲,以及輪胎花紋與路面的撞擊聲。

三、噪聲的抑制1、改進(jìn)噪聲源

噪聲源抑制主要為發(fā)動(dòng)機(jī)減震、進(jìn)氣噪聲抑制、排氣噪聲抑制及傳動(dòng)系噪聲抑制,即優(yōu)化前消聲器、主消聲器及降低排氣吊掛剛度;改進(jìn)空氣濾清器;采用小動(dòng)不平衡量傳動(dòng)軸(在動(dòng)力線校核后基礎(chǔ)上。1.1、發(fā)動(dòng)機(jī)減震

減震墊布置原則:

動(dòng)力總成懸置布置主要分為三點(diǎn)式、四點(diǎn)式兩種,KZ218系列車型動(dòng)力總成懸置采用三點(diǎn)式布置。動(dòng)力總成質(zhì)心理論上應(yīng)布置在三角形重心上,并發(fā)動(dòng)機(jī)懸置平面法線交點(diǎn)應(yīng)在動(dòng)力總成慣性主軸上方。懸置理論剛度計(jì)算:

液壓懸置的剛度可以隨頻率變化而變化,所認(rèn)其剛度取值轉(zhuǎn)速應(yīng)以100r/min為刻度分段取值;而橡膠懸置以怠速轉(zhuǎn)速為基準(zhǔn)進(jìn)行固有頻率計(jì)算

傳遞率一般取值為0.25,但也可根據(jù)要求調(diào)整,但基本上在0.3-0.1之間。T=1/(1-λ*λλ=f/fn

T:振動(dòng)傳遞率f:激振頻率fn:固有頻率從上式可以得出系統(tǒng)固有頻率fn。動(dòng)力總成總動(dòng)剛度計(jì)算Kd=W*(2fnπ*(2fnπ

根據(jù)參考懸置型式選取靜剛度曲線,并根據(jù)總重選取懸置靜載變形量ds。

因發(fā)動(dòng)機(jī)懸置左右對(duì)稱,故其靜載荷:Pf=0.5*W*b1/(b1+b2變速箱支撐靜載荷:Pr=W*b2/(b1+b2

因此可得出發(fā)動(dòng)機(jī)懸置動(dòng)剛度Kf及變速箱支撐動(dòng)剛度Kr.Kf=Pf*ds

Kr=Pr*ds

又因發(fā)動(dòng)機(jī)懸置受布置影響(發(fā)動(dòng)機(jī)高度、車架縱梁間距等因素及慣性解耦要求,一般布置成安裝面與XZ平面成一角度θ。

故懸置在動(dòng)力總成作用下產(chǎn)生的形變可分解為dsp與dsr。dsp=ds*cosθdsr=ds*sinθ

外力W可分解為剪切力Fx與壓縮力Fz。Fp=W*cosθFr=W*sinθ

設(shè)發(fā)動(dòng)機(jī)懸置的剪切剛度為Kr、壓縮剛度為Kp。Kd=Kp*cosθ*cosθ+Kr*sinθ*sinθ

橡膠懸置根據(jù)其截面一般有壓縮剛度與剪切剛度比值;液壓懸置一般以Kp=Kr*3進(jìn)行理論估算。

從上式可得出發(fā)動(dòng)機(jī)懸置剪切剛度Kr、壓縮剛度Kp具體數(shù)值,液壓懸置還可以作出估算動(dòng)剛度-頻率曲線。在懸置試制樣品生產(chǎn)出來以后,再進(jìn)行實(shí)車測(cè)試,考慮動(dòng)力總成轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的影響再對(duì)參數(shù)進(jìn)行一些調(diào)整。

1.2、進(jìn)氣系統(tǒng)

進(jìn)氣噪聲主要由以下幾部分組成:周期性壓力脈動(dòng)噪聲、渦流噪聲、汽缸的赫姆霍茲共振噪聲、進(jìn)氣管的氣柱共振噪聲。

周期性壓力脈動(dòng)噪聲:在發(fā)動(dòng)機(jī)氣門的開閉過程中,必將引起進(jìn)氣管道中空氣壓力及速度的波動(dòng),引起空氣密度的周期性變化,產(chǎn)生周期性壓力脈動(dòng)噪聲。周期性壓力脈動(dòng)與進(jìn)氣管道內(nèi)的壓力脈動(dòng)相吻合,是進(jìn)氣噪聲的主要組成部分。

渦流噪聲:當(dāng)高速氣流進(jìn)入氣缸時(shí),由于在氣流通道內(nèi)有氣門、氣門導(dǎo)管、及進(jìn)氣管內(nèi)的毛刺、砂眼等障礙物,氣流受阻產(chǎn)生渦流噪聲。此項(xiàng)內(nèi)容為發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)質(zhì)量控制范疇。

汽缸的赫姆霍茲共振噪聲:汽缸內(nèi)氣體壓力脈動(dòng)激發(fā)頻率等于與發(fā)動(dòng)機(jī)本體赫姆霍茲共振頻率時(shí)產(chǎn)生。此項(xiàng)內(nèi)容屬于發(fā)動(dòng)機(jī)本體設(shè)計(jì)需考慮因素。

進(jìn)氣管的氣柱共振噪聲:進(jìn)氣門關(guān)閉時(shí),進(jìn)氣管變成了一個(gè)一頭封閉、一頭開口的等截面管。管道內(nèi)的氣體由于具有連續(xù)的質(zhì)量和可壓縮性,在外來聲源的激振下易發(fā)生共振。產(chǎn)生進(jìn)氣管的氣柱共振噪聲。此項(xiàng)內(nèi)容噪聲貢獻(xiàn)值一般很小。

周期性壓力脈動(dòng)噪聲解決措施:1.2.1、導(dǎo)流管

進(jìn)氣管探入空濾器本體內(nèi),協(xié)同空濾本體內(nèi)氣道設(shè)計(jì)來消除噪聲。具體理論參考我不知道。

1.2.2、諧振腔

經(jīng)試驗(yàn)測(cè)試出周期性壓力脈動(dòng)共振頻率,然后加諧振腔消除此項(xiàng)噪聲。諧振腔設(shè)計(jì)公式:f=C*(s/(l+t*V1/2

其中:f共振頻率、C聲速、s小孔面積、l小徑長(zhǎng)度、t為0.8d、V容積。消聲量與s、V成正比,與l成反比。1.3、排氣噪聲容量設(shè)計(jì):

V=Q*Vh*n/(1000(TN1/2

V消聲器容積、Vh發(fā)動(dòng)機(jī)排量、n額定轉(zhuǎn)速、T發(fā)動(dòng)機(jī)沖程、N發(fā)動(dòng)機(jī)缸數(shù)、Q為常數(shù),根據(jù)消聲要求可取2-6。

消聲器長(zhǎng)與直徑比一般取3-5,越大越好。

消聲器腔數(shù)越多消聲效果越好,一般取2-5腔。將各腔模擬為共振腔及膨脹腔進(jìn)行矩陣傳遞法進(jìn)行計(jì)算,但計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)?，F(xiàn)在有用GT-POWER進(jìn)行消聲器設(shè)計(jì)優(yōu)化的。也有用有限元法或邊界元法進(jìn)行計(jì)算的,但都說不準(zhǔn)?；旧线€是以試驗(yàn)為主進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。

2、聲漏射控制

抑制聲漏射主要是通過以下兩種手段來解決:2.1、全部封堵車身板件縫隙及孔洞。

2.2、車身結(jié)構(gòu)空腔隔斷,不使車身結(jié)構(gòu)存在長(zhǎng)距離的密閉空腔以產(chǎn)生混響。3、聲透射控制

3.1、3、聲透射控制效果同消聲器一樣,尋常用插入損失D來評(píng)價(jià),它表示安裝隔聲罩前后,噪聲源向周邊輻射噪聲聲壓級(jí)的差值.D=L0-L(dB

隔聲罩罩壁自身的隔聲能力常用隔聲量R來衡量.對(duì)于單層勻質(zhì)隔板,假定不考慮邊界影響,在無規(guī)入射條件下