汽车NVH问题概述

1、1 1 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 汽车汽车NVHNVH介绍介绍 Introduction of Automotive NVH 汇报部门：汇报部门： PTIPTI Department: PTIPTI 2 2 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 内容 1、NVH及相关基本概念 2、汽车NVH问题概述 3、研究与分析汽车NVH问题的方法 4、应用软件介绍 3 3 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle C

2、o. 1、NVH及相关基本概念 1.1、什么是NVH NNoise 振动 VVibration 噪声 HHarshness 声振粗糙度/不舒适性 影响整车性能和舒适性的所有相关的汽车振动和噪声 4 4 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 1、NVH及相关基本概念 1.2、振动和噪声相关概念 振动加速度与振动加速度级 振动加速度A的单位是m/s2,振动加速度级定义为： dB A A LA 0 10 log20 5 5 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 1、NVH及

3、相关基本概念 1.2、振动和噪声相关概念 声压与声压级 声压P的单位是Pa，对于1000Hz的纯音，人耳能感受到的 声压为210-5Pa，叫做“听阈声压”，把它作为参考声 压P0，声压级定义为： dB P P LP 2 0 2 10 log10 6 6 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 1、NVH及相关基本概念 1.2、振动和噪声相关概念 声功率与声强 声功率W是指声波在单位时间内沿传播方向通过某一波阵 面所传递的平均能量，单位是W=1Nm/s，可以表示为： 三个参数分别是平均声能密度、声速和波阵面面积。 声强I是单位面积上的

4、声功率，是： 也是声压与质点振动速度的乘积 cSeW ce S W I 7 7 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 1、NVH及相关基本概念 1.2、振动和噪声相关概念 声功率级与声强级 声功率级LW是： 声强级LI是： W0和I0均为10-12，为参考声功率和参考声压 dB W W LW 0 10 log10 dB I I LI 0 10 log10 8 8 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 1、NVH及相关基本概念 1.2、振动和噪声相关概念 声音声音声强声

5、强声强级声强级声压声压 最弱能听到的声音10-120210-5 微风树叶声10-102010-4 轻脚步声10-84010-3 低速稳定行驶汽车10-750210-3 正常谈话3.210-66510-2 高声谈话10-57010-1 嘈杂街道10-480100 火车行驶旁10-390101 飞机起飞时（3m处）210-1113103 9 9 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 1、NVH及相关基本概念 1.2、振动和噪声相关概念 响度与响度级 响度S是反映了人耳对于声音大小的感知的一个主观评价 参量，不仅与声压大小有关，还与声音

6、的频率有关。其 单位是sone，它与响度级LL之间的关系是： 响度级的单位是phon 40log3 .33 10 SLL 1010 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 1、NVH及相关基本概念 1.2、振动和噪声相关概念 等响曲线等响曲线 1111 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 1、NVH及相关基本概念 1.2、振动和噪声相关概念 计权声压 声压信号经过计权滤波器处 理得到。分为A、B和C计权， 分别模拟40phon、70phon和 100phon三条等响曲

7、线。其 中，A计权声压与人耳的主 观感觉有很好的相关性。 1212 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 2、汽车NVH问题概述 2.1、影响车内振动和噪声的因素和方式 1313 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 2、汽车NVH问题概述 2.2、汽车NVH问题中的噪声分类 按照影响途径分： 结构传播噪声（Structure-Borne-Noise，SBN） 空气传播噪声（Air-Borne-Noise，ABN） 1414 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAI

8、C Motor Passenger Vehicle Co. 2、汽车NVH问题概述 2.2、汽车NVH问题中的噪声分类 按照频率范围分： 低频噪声；中频噪声； 高频噪声 1515 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 2、汽车NVH问题概述 2.2、汽车NVH问题中的噪声分类 按照噪声作用对象分： 车内噪声 驾驶员或乘客耳边噪声 车外噪声 通过（Pass-by）噪声 1616 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 2、汽车NVH问题概述 2.3、汽车NVH问题中的主要

9、振动类型及源 正常行驶振动； 非正常振动： 地板、座椅、方向盘垂向或横向抖动； 低速、高速横向摆动； 制动抖动； 怠速抖动等 主要振源： 发动机、传动系统、悬架系统、高速时风激 励振动等 1717 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 2、汽车NVH问题概述 2.3、发动机及动力总成系统的噪声与振动 发动机的振动 缸内气压激振；运动部件惯性力激振；曲轴扭转激 振； 发动机的噪声 燃烧噪声；机械部件噪声（配气机构，活塞敲击， 齿轮传动等噪声）；空气动力噪声（风扇、涡轮增压等 噪声） 1818 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SA

10、IC Motor Passenger Vehicle Co. 2、汽车NVH问题概述 2.3、发动机及动力总成系统的噪声与振动 进气系统振动和噪声 进气口噪声等；赫姆霍兹消声器等消声元件应用 1919 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 2、汽车NVH问题概述 2.3、发动机及动力总成系统的噪声与振动 排气系统振动和噪声 不稳定气流的冲击噪声； 机械振动； 不稳定气流的脉冲激振力； 气流磨擦噪声； 尾喉脉动噪声 2020 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 2、汽

11、车NVH问题概述 2.3、发动机及动力总成系统的噪声与振动 动力系统隔振问题 动力总成悬置系统 参数（三向刚度、安装 角度、位置等）优化， 以减少由动力总成通过 连接元件传递给车身连 接点的激励力能量 2121 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 2、汽车NVH问题概述 2.3、发动机及动力总成系统的噪声与振动 动力传动系统振动和噪声 变速箱、传动轴、万向节等振动源及噪声源。齿轮 啮合及各部件自身固有频率之间的耦合，传动轴的不平 衡引起的旋转离心力，轴与轴之间的径向跳动，不等速 万向节引起的2阶激励力 2222 上海汽车集团股份

12、有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 2、汽车NVH问题概述 2.4、整车及车身NVH 车身振动与结构传播噪声： 车身板件振动和车内声腔空气共振 2323 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 2、汽车NVH问题概述 2.4、整车及车身NVH 车身板件噪声贡献量分析 寻找贡献量较大的板件进行修改，以改善车内噪声 轮胎/路面系统及悬架系统激励的振动噪声 2424 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 2、汽车NVH问题概述

13、 2.4、整车及车身NVH 空气传播噪声 主要集中在500Hz以上的噪声。 发动机和动力总成的空气传播噪声；轮胎/路面系统 的空气传播噪声（轮胎/路面系统的泵浦效应、号筒效应 等） 2525 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 2、汽车NVH问题概述 2.4、整车及车身NVH 风噪声 当行驶速度超过80Km/h时，风噪声压过其他噪声源 成为主要噪声源。 与汽车外表突出结构如雨刮器、后视镜等有关； 与汽车密封性有关； 与车身表面的缝、沟等不平整度有关 2626 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passen

14、ger Vehicle Co. 2、汽车NVH问题概述 2.4、整车及车身NVH 整 车 模 态 及 频 率 规 划 2727 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 2、汽车NVH问题概述 2.5、汽车NVH其他问题 整车振动评价 声品质 响度、粗糙度、语音清晰度、尖锐度等 雨刮器噪声 制动噪声 发动机可变缸数技术及振动与噪声 噪声振动的主动控制 2828 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 3、研究与分析汽车NVH问题的方法 3.1、汽车振动和噪声研究步骤 确定主

15、要振源及其特性，建立预测模型； 车身结构模态分析，突出板件的局部振型； 车内腔室的声学模态分析； 实车试验； 振动噪声的传递路径分析识别； 利用有限元法、边界元法或统计能量法预测不同 工况时车内噪声水平； 2929 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 3、研究与分析汽车NVH问题的方法 3.1、汽车振动和噪声研究步骤 车身各板件声辐射贡献分析，找出影响车内噪声 的主要因素以便修改设计； 针对汽车内噪声特性的灵敏度分析，优化设计， 对原设计方案提出针对噪声特性的修改设计方案 ； 对新方案进行评价。 3030 上海汽车集团股份有限公

16、司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 3、研究与分析汽车NVH问题的方法 3.2、汽车噪声的预测理论方法 有限元方法 适于低频，结构、声学模态十分清晰的情况的噪声预 测分析；空间是封闭的； 分析计算比较细致，可以计算声场中某点的噪声。 边界元方法 适于中、低频噪声的预测分析； 空间可以是开放的，如车外噪声、发动机噪声向外界 的辐射问题等。 3131 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 3、研究与分析汽车NVH问题的方法 3.2、汽车噪声的预测理论方法 统计能量法 适于中、高频噪声的预测分

17、析； 建模较“粗”，但快捷； 只能计算得到时、空、频平均声级。 统计能量法结合有限元混合建模法 通过对大面积板件进行统计能量法建模，对梁进行有 限元建模获得混合模型，可对中频噪声进行分析。 3232 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 3、研究与分析汽车NVH问题的方法 3.3、模态分析与参数识别 结构模态及声学模态有限元分析 结构模态试验分析（LMS数据采集系统） 车身悬车身悬 吊方式吊方式 后保险杠 悬吊 前减振器位 置悬吊 3333 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicl

18、e Co. 3、研究与分析汽车NVH问题的方法 3.3、模态分析与参数识别 侧向侧向-Y向向 后端后端-X向向 坐标坐标 原点原点 前端前端Z向向 3434 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 3、研究与分析汽车NVH问题的方法 3.3、模态分析与参数识别 3535 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Motor Passenger Vehicle Co. 3、研究与分析汽车NVH问题的方法 3.4、传递路径分析方法（TPA） 进行传递路径贡献量分析 N j j AB j M i i SB iR PHFHPPP 11 airstru 3636 上海汽车集团股份有限公司乘用车公司 SAIC Mot