汽车NVH介绍-普及稿

1,汽车NVH介绍,庞剑博士,长安汽车工程研究院,2010年5月22日,2,NVH现象与基本问题噪声与振动源NVH传递通道NVH的响应与评估NVH试验NVH的CAE分析NVH开发及目标体系汽车声品质,3,动态性能,静态性能,什么是性能,汽车的外观造型及色彩汽车的内室造型、装饰、色彩内室及视野座椅及安全带对人约束的舒适性娱乐音响系统灯光系统硬件功能维修保养性能重量控制,噪声与振动（NVH）碰撞安全性能行驶操纵性能燃油经济性能环境温度性能乘坐的舒适性能排放性能刹车性能防盗安全性能电子系统性能可靠性能,NVH是汽车最重要的指标之一,4,汽车所有的结构都有NVH问题,车身动力系统底盘及悬架环境控制系统电子系统,在所有性能领域（NVH，安全碰撞、操控、燃油经济性、等）中，NVH是设计面最广的领域。,5,什么是NVH,噪声Noise:是人们不希望的声音注解:声音有时是我们需要的是由频率,声级和品质决定的频率范围:20-10,000Hz振动Vibration人身体对运动的感觉,频率通常在0.5-200Motionsensedbythebody,mainlyin.5hz-50hzrange是由频率,振动级和方向决定的不舒服的感觉Harshness-Rough,gratingordiscordantsensation,NVH:Noise,VibrationandHarshness,6,为什么要做NVH?,NVH对顾客非常重要NVH的好坏是顾客购买汽车的一个非常重要的因素.NVH影响顾客的满意度在所有顾客不满意的问题中,约有1/3是与NVH有关.NVH影响到售后服务约1/5的售后服务与NVH有关,7,决定NVH的因素,顾客的要求,政府法规,公司的需要和技术能力,竞争车,8,Boom:DrummingLowfrequency(20-100Hz)soundClunk:Transient,lowfrequency,broadbandnoiseDrone,Moan:Largeamplitude80-200HzsoundGroan:100-150Hzdisturbanceatstart-upGrowl:Broadbandnoiseintherange100-1000HzHarshness:CombinationofnoiseandvibrationleadingtoahardroadfeelRattle:Noiseofmetallicpartsincontact,usuallyrandomRumble:Broadband100-500Hznoise,varyinginamplitudeShake:Lowfrequency(20Hz)verticalorlateralvibrationsShudder:Lowfrequency(90km/h,29,NVH现象与基本问题噪声与振动源NVH传递通道NVH的响应与评估NVH试验NVH的CAE分析NVH开发及目标体系汽车声品质,30,NVH通道的控制,结构声的传递通道:,空气声的传递通道:,31,噪声通道控制,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,32,振动通道的控制,车身结构的控制：提高结构和支架的刚度,阻止振动的传递隔振器吸振器阻尼材料,振动通道控制的方法有:,车身传递通道的灵敏度,33,结构通道控制:车身结构,整车模态-白车身-装饰车身局部模态车身的结构灵敏度,34,车身的结构模态应该与其他相邻结构模态分开车身结构模态应该与车身声腔模态分开整车模态的刚度要足够大,以避免产生奇异噪声局部模态应该足够高,以避免引起NVH问题,如轰鸣声,等.,结构通道控制:车身结构,35,车身阻尼处理,在车身板上,加阻尼材料可以减小结构振动和产生的辐射噪声(中频).,Floorpan,Roof,PackageTray,Wheelhouse,Dash,OilPan,ValveCover,Doors,36,车身的设计影响到风激励噪声,车身的设计:减小风激励引起的噪声,37,底盘/悬挂系统的NVH,轮胎的控制:声腔模态结构模态轮胎的平衡,悬架系统的控制悬架的模态频率悬架的刚度与阻尼悬架跳动的频率悬架部件的频率,隔振垫隔振垫的控制隔振垫的刚度隔振垫的刚度与车架刚度的比值,38,动力总成的隔离,动力总成隔离的三个目标,从主动边到被动边的振动衰减10倍动力总成的六个模态解耦绕主惯性轴的模态频率必须满足,39,橡胶隔振器,半主动隔振器,主动隔振器,隔振器的种类,耦和液压隔振器HydraulicmountwithsimpleorificeHydraulicmountwithinertiatrack,解耦的液压隔振器,40,NVH现象与基本问题噪声与振动源NVH传递通道NVH的响应与评估NVH试验NVH的CAE分析NVH开发及目标体系汽车声品质,41,汽车NVH的两方面的评估,车外通过噪声的评估车内NVH的评估,车内NVH评估的两个方面主观驾评客观测试评估,42,通过噪声,为什么制定通过噪声顾客关注噪声污染政府制订了政府法规,什么是通过噪声,43,通过噪声测试,通过噪声标准标准:欧标,ISO,SAE,等.Standards:Euro,ISO362,SAEJ986,SAEJ1470,etc.,44,车内NVH主观评价,顾客对车内NVH给出直觉的感受:声音:安静或吵闹,舒适或烦恼振动:大或小,舒服或不舒服,不同车辆的顾客对NVH有不同的感受运动车的顾客喜欢有力的发动机声音,而且感觉刺激豪华车的顾客喜欢安静而舒适的感觉,主观评级,45,客观评估,客观评估的内容:驾驶员和乘客耳朵的声音:地板或座椅轨道的振动方向盘的振动椅子和人体的振动,驾车状况IdleWideOpenThrottle(WOT)PartialOpenThrottle(POT)CruiseReverseCoastdownTip-in,tip-out,46,不同级别的评估,Example:,整车级评估系统级评估部件级评估,47,NVH现象与基本问题噪声与振动源NVH传递通道NVH的响应与评估NVH试验NVH的CAE分析NVH开发及目标体系汽车声品质,48,室外和室内试验试验场(路面)试验实验室试验,试验种类振动试验噪声试验灵敏度试验其它,试验道路:环道直道平整的沥青路面平整的水泥路面粗糙的水泥路面砖做的路面鹅石路面斜坡路面,49,振动试验,4postershaker,模态试验锤子敲击激振器激励振动响应座椅,方向盘,等seattrack,steeringwheel,etc.异响识别隔振器刚度激光测量,等,50,噪声测试,车内噪声进气噪声排气噪声发动机辐射噪声壳体辐射噪声通过噪声,51,灵敏度测量,声学灵敏度测量振动灵敏度测量声传递损失测量,灵敏度有时被称为传递函数,52,风洞噪声试验,空气动力声学风洞车辆风阻试验车辆稳定性试验侧风响应试验车内噪声试验车外噪声试验内流优化试验流动显示试验雨刮器试验,53,NVH现象与基本问题噪声与振动源NVH传递通道NVH的响应与评估NVH试验NVH的CAE分析NVH开发及目标体系汽车声品质,54,CAE的重要性别降低成本减少摩型车节约时间多方案设计多功能分析稳健性设计,广泛地应用到汽车开发目标设定和分解整车分析系统/子系统分析部件分析,55,例子：有限元分析,有限元对低频分析是很精确的有限元可以用来分析系统/部件的NVH问题有限元也可以用来分析整车的NVH问题分析目标：结构模态响应,NVH-CAE分析方法,有限元分析边界元分析统计能量分析其它声学分析模态综合分析传递路经分析,56,NVH现象与基本问题噪声与振动源NVH传递通道NVH的响应与评估NVH试验NVH的CAE分析NVH开发及目标体系汽车声品质,57,NVH开发流程,58,设定目标的原则,59,BenchmarkingCompetitionVehicleandsystemleveldatabaseQuickcontributionanalysisCompetitivevehicles目标设定SetTargetsFuturewithrespecttocompetitiveactionsBalancewithrespecttootherattributes,cost,weight目标分解CascadeRequirementtoSubsystems设计论证DesignVerification,目标制定-分解-验证,目标的级别TargetLevels整车(顾客)级目标,例如车内噪声系统级目标,如动力系统的噪声子系统级目标,如排气口的噪声部件级目标,如消声器的传递损失,60,车1,2,3是市场上最好的三款车这三款车作为benchmark的汽车根据benchmark的结果,设定目标,目标的分类:领导者领导群体之中竞争者,目标制定设定,61,模态分离策略,在产品开发的初期,对所有系统和部件建立模态频率表为设计和目标制定提供模态分析的策略,62,目标分解目标分解是从上至下目标分解也是双向的目标分解也是双向的,63,NVH现象与基本问题噪声与振动源NVH传递通道NVH的响应与评估NVH试验NVH的CAE分析NVH开发及目标体系汽车声品质,64,声品质SoundQuality:主观评价,好听的声音NiceSound,不好听的声音BadSound,声品质介绍IntroductionofSoundQuality,65,传统上,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八十年代后,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发火阶次有关声音的成分影响听觉声音影响到顾客的满意度部件的声品质影响汽车的品牌品牌的象征汽车的DNA,声品质,66,关门声品质电器声品质动力系统的声品质,三大声品质问题,好听的声音安静频率低