车辆NVH基础典型知识普及教材实用教案

1、1NVHNVH现象与基本问题现象与基本问题噪声与振动源噪声与振动源NVHNVH传递通道传递通道NVHNVH的响应的响应(xingyng)(xingyng)与与评估评估NVHNVH试验试验NVHNVH的的CAECAE分析分析NVHNVH开发及目标体系开发及目标体系汽车声品质汽车声品质第1页/共68页第一页，共69页。2q汽车的外观造型及色彩q汽车的内室造型、装饰、色彩q内室及视野q座椅及安全带对人约束的舒适性q娱乐音响系统q灯光系统q硬件功能q维修保养性能q重量控制q噪声与振动（NVH）q碰撞安全性能q行驶操纵性能q燃油经济性能q环境温度性能q乘坐的舒适性能q排放性能q刹车性能q防盗安全性能q电

2、子系统性能q可靠性能第2页/共68页第二页，共69页。3p车身车身(ch shn)p动力系统动力系统p底盘及悬架底盘及悬架p环境控制系统环境控制系统p电子系统电子系统p在所有在所有(suyu)性能领域（性能领域（NVH， 安全碰撞、操控、安全碰撞、操控、燃油经济性、等）中，燃油经济性、等）中，NVH是设计面最广的领域。是设计面最广的领域。第3页/共68页第三页，共69页。4什么什么(shn me)是是NVHn 噪声噪声(zoshng) Noise:n 是人们不希望的声音是人们不希望的声音n 注解注解: 声音有时是我们需要的声音有时是我们需要的n 是由频率是由频率, 声级和品质决定的声级和品质决

3、定的n 频率范围频率范围: 20-10,000 Hzn 振动振动Vibrationn 人身体对运动的感觉人身体对运动的感觉, 频率通常在频率通常在0.5-200 Motion sensed by the body, mainly in .5 hz- 50 hz rangen 是由频率是由频率, 振动级和方向决定的振动级和方向决定的 n 不舒服的感觉不舒服的感觉Harshnessn- Rough, grating or discordant sensation NVH: Noise, Vibration and Harshness第4页/共68页第四页，共69页。5pNVH对顾客非常重要pNVH

4、的好坏是顾客购买汽车的一个非常重要的因素. pNVH影响(yngxing)顾客的满意度p在所有顾客不满意的问题中, 约有1/3是与NVH有关. pNVH影响(yngxing)到售后服务p约1/5的售后服务与NVH有关第5页/共68页第五页，共69页。6顾客顾客(gk)(gk)的要求的要求政府政府(zhngf)(zhngf)法规法规公司的需要和技术公司的需要和技术能力能力竞争车竞争车第6页/共68页第六页，共69页。7Boom:Drumming Low frequency (20-100 Hz) soundClunk:Transient, low frequency, broadband noi

5、seDrone, Moan:Large amplitude 80-200 Hz soundGroan:100-150 Hz disturbance at start-upGrowl:Broadband noise in the range 100-1000 HzHarshness:Combination of noise and vibration leading to a hard road feelRattle:Noise of metallic parts in contact, usually randomRumble:Broadband 100-500 Hz noise, varyi

6、ng in amplitudeShake:Low frequency (20 Hz) vertical or lateral vibrationsShudder:Low frequency ( 90 km/h第27页/共68页第二十七页，共69页。28NVHNVH现象与基本问题现象与基本问题(wnt)(wnt)噪声与振动源噪声与振动源NVHNVH传递通道传递通道NVHNVH的响应与评估的响应与评估NVHNVH试验试验NVHNVH的的CAECAE分析分析NVHNVH开发及目标体系开发及目标体系汽车声品质汽车声品质第28页/共68页第二十八页，共69页。29结构声的传递结构声的传递(chund)通

7、道通道:空气声的传递空气声的传递(chund)通道通道:第29页/共68页第二十九页，共69页。30第30页/共68页第三十页，共69页。31车身结构的控制(kngzh)：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第31页/共68页第三十一页，共69页。32整车模态- 白车身(ch shn)- 装饰车身(ch shn)局部模态车身(ch shn)的结构灵敏度第32页/共68页第三十二页，共69页。33q 车身的结构模态应该与其他相邻结构模态分开 q 车身结构模态应该与车身声腔模态分开q 整车模态的刚度要足够大,以避免产生奇异噪声q 局部模态应该足够高,以避免引起(ynq)NVH

8、问题, 如轰鸣声, 等.第33页/共68页第三十三页，共69页。34在车身板上, 加阻尼(zn)材料可以减小结构振动和产生的辐射噪声(中频). FloorpanRoofPackage TrayWheelhouseDashOil PanValve CoverDoors第34页/共68页第三十四页，共69页。35车身的设计(shj)影响到风激励噪声第35页/共68页第三十五页，共69页。36轮胎轮胎(lnti)的控制的控制: 声腔模态声腔模态结构模态结构模态轮胎轮胎(lnti)的平衡的平衡悬架系统悬架系统(xtng)的控制的控制悬架的模态频率悬架的模态频率悬架的刚度与阻尼悬架的刚度与阻尼 悬架跳动

9、的频率悬架跳动的频率悬架部件的频率悬架部件的频率隔振垫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第36页/共68页第三十六页，共69页。37动力动力(dngl)总成的隔离总成的隔离动力动力(dngl)总成隔离的三个目标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(bx)满足第37页/共68页第三十七页，共69页。38橡胶(xingjio)隔振器半主动隔振器主动(zhdng)隔振器耦和液压隔振器耦和液压隔振器Hydraulic mount with simple orificeHydraulic mount with inert

10、ia track解耦的液压隔振器解耦的液压隔振器第38页/共68页第三十八页，共69页。39NVHNVH现象与基本问题现象与基本问题噪声与振动源噪声与振动源NVHNVH传递传递(chund)(chund)通道通道NVHNVH的响应与评估的响应与评估NVHNVH试验试验NVHNVH的的CAECAE分析分析NVHNVH开发及目标体系开发及目标体系汽车声品质汽车声品质第39页/共68页第三十九页，共69页。40p车外通过噪声车外通过噪声(zoshng)的评估的评估p车内车内NVH的评估的评估第40页/共68页第四十页，共69页。41通过通过(tnggu)噪声噪声为什么制定通过噪声为什么制定通过噪声顾

11、客顾客(gk)关注噪声污染关注噪声污染政府制订了政府法规政府制订了政府法规什么是通过什么是通过(tnggu)噪声噪声第41页/共68页第四十一页，共69页。42通过噪声通过噪声(zoshng)标准标准标准标准: 欧标欧标, ISO, SAE, 等等. Standards: Euro, ISO362, SAE J986, SAE J1470, etc.10m10m10m10m10m10m7.5m7.5m3m50 m麦克风麦克风A-AB-B第42页/共68页第四十二页，共69页。43不同不同(b tn)车辆的顾客对车辆的顾客对NVH有不同有不同(b tn)的感受的感受 运动车的顾客喜欢有力的发动机

12、声音运动车的顾客喜欢有力的发动机声音, 而且感觉刺激而且感觉刺激 豪华车的顾客喜欢安静而舒适的感觉豪华车的顾客喜欢安静而舒适的感觉主观评级主观评级第43页/共68页第四十三页，共69页。44p 客观客观(kgun)评估的内容评估的内容: p 驾驶员和乘客耳朵的声音驾驶员和乘客耳朵的声音:p 地板或座椅轨道的振动地板或座椅轨道的振动 p 方向盘的振动方向盘的振动p 椅子和人体的振动椅子和人体的振动MicrophoneAccelerometer第44页/共68页第四十四页，共69页。45Vehicle NVH targetExhaust Tailpipe Noise TargetMuffler T

13、LExhaust VibrationHanger ForceExample:p整车级评估p系统(xtng)级评估p部件级评估第45页/共68页第四十五页，共69页。46NVHNVH现象与基本问题现象与基本问题噪声噪声(zoshng)(zoshng)与振动源与振动源NVHNVH传递通道传递通道NVHNVH的响应与评估的响应与评估NVHNVH试验试验NVHNVH的的CAECAE分析分析NVHNVH开发及目标体系开发及目标体系汽车声品质汽车声品质第46页/共68页第四十六页，共69页。47室外和室内试验室外和室内试验(shyn)试验试验(shyn)场场(路面路面)试验试验(shyn)实验室试验实验室

14、试验(shyn)第47页/共68页第四十七页，共69页。484 poster shakerq 模态试验(shyn)q 锤子敲击q 激振器激励q 振动响应q 座椅, 方向盘, 等seat track, steering wheel, etc.q 异响识别q 隔振器刚度 q 激光测量, 等第48页/共68页第四十八页，共69页。49q 车内噪声q 进气(jn q)噪声q 排气噪声q 发动机辐射噪声 q 壳体辐射噪声q 通过噪声第49页/共68页第四十九页，共69页。50q 声学灵敏度测量q 振动灵敏度测量q 声传递(chund)损失测量灵敏度有时灵敏度有时(yush)被称为被称为传递函数传递函数第

15、50页/共68页第五十页，共69页。51空气动力(dngl)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 雨刮器试验第51页/共68页第五十一页，共69页。52NVHNVH现象与基本问题现象与基本问题噪声与振动噪声与振动(zhndng)(zhndng)源源NVHNVH传递通道传递通道NVHNVH的响应与评估的响应与评估NVHNVH试验试验NVHNVH的的CAECAE分析分析NVHNVH开发及目标体系开发及目标体系汽车声品质汽车声品质第52页/共68页第五十二页，共69页。53第53页/共68页第五十三页，共69页。54p 有限元对

16、低频分析是很精确的p 有限元可以用来分析系统/部件的NVH问题p 有限元也可以用来分析整车的NVH问题p 分析目标(mbio)：p 结构模态p 响应q 有限元分析q 边界元分析q 统计能量分析q 其它声学(shngxu)分析q 模态综合分析q 传递路经分析第54页/共68页第五十四页，共69页。55NVHNVH现象与基本问题现象与基本问题噪声与振动源噪声与振动源NVHNVH传递通道传递通道NVHNVH的响应与评估的响应与评估NVHNVH试验试验(shyn)(shyn)NVHNVH的的CAECAE分析分析NVHNVH开发及目标体系开发及目标体系汽车声品质汽车声品质第55页/共68页第五十五页，共

17、69页。56整车系统子系统零部件战略决策开发开始项目确认试生产出厂目标分解性能验证顾客需求政府法规竞争产品公司技术战略决策产品开发三到四年时间汽车上市第56页/共68页第五十六页，共69页。57确定顾客需求确定性能战略决定竞争者Benchmark Study 找差距选择概念设计性能间的平衡设定整车级目标第57页/共68页第五十七页，共69页。58nBenchmarking CompetitionnVehicle and system level databasenQuick contribution analysis Competitive vehiclesn目标设定Set TargetsnF

18、uture with respect to competitive actionsnBalance with respect to other attributes, cost, weightn目标分解(fnji)Cascade Requirement to Subsystemsn设计论证Design Verification目标的级别目标的级别Target Levels整车整车(顾客顾客(gk)级目标级目标,例如例如车内噪声车内噪声系统级目标系统级目标, 如动力系统的噪声如动力系统的噪声子系统级目标子系统级目标, 如排气口的噪声如排气口的噪声部件级目标部件级目标,如消声器的传递损如消声器的传

19、递损失失第58页/共68页第五十八页，共69页。59leaderAmong the leaderCompetitor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(sh dn)目标目标的分类目标的分类:领导领导(ln do)者者领导领导(ln do)群体之中群体之中竞争者竞争者第59页/共68页第五十九页，共69页。60怠速频率p 在产品开发的初期,对所有系统和部件建立模态频率表p 为设计和目标(mbio)制定提供模态分析的策略第60页/共68页第六十页，共69页。61Vehicle Level TargetSystem Level Ta

20、rgetSubsystem Level TargetComponent Level Target第61页/共68页第六十一页，共69页。62NVHNVH现象与基本问题现象与基本问题噪声与振动源噪声与振动源NVHNVH传递通道传递通道NVHNVH的响应与评估的响应与评估NVHNVH试验试验NVHNVH的的CAECAE分析分析NVHNVH开发及目标体系开发及目标体系(tx)(tx)汽车声品质汽车声品质第62页/共68页第六十二页，共69页。63好听(hotng)的声音Nice Sound不好(b ho)听的声音Bad Sound声品质介绍声品质介绍Introduction of Sound Quality第63页/共68页第六十三页，共69页。64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(f hu)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第64页/共68页第六十四页，共69页。65 关门声品质(pnzh) 电器声品质(pnzh