轿车的噪声振动工程课件

轿车的噪声振动工程汽车研发过程中的历程

（安全，乐趣，舒适）（功能与质量）

（四大工艺与配件）

可制造性

可使用性

性能性能的内涵主要是六大性能:性能总体功能经济性舒适性操纵性动力性安全性一级性能图车身安全性动力性操纵性舒适性经济性①②③④⑤⑥舒适性舒适性(二级)

噪声

振动①②操纵性操纵性能(二级)

转向性能整车性能的调校五大性能各有其独立的内涵但是又相互冲突，比如：操纵稳定性与减震舒适性存在着矛盾；动力性与燃油经济性存在着矛盾；加速性又与噪声存在矛盾；大约有关的零、部件200

外噪声内噪声振动舒适性其他有关要求:-驾驶动力学-主动安全性-被动安全性-空调舒适度性价重比成本排放振动/噪声是整车研发目标的一个重要组成部分-寻找目标冲突的合理折衷操纵稳定性与减震舒适性的调校操纵稳定性减震舒适性3212345145运动型兼顾型舒适型噪声噪声(三级)

尖锐噪声金刚内噪声的现今状况

目前尚无工业标准可循，但有共同认可的统计尺度

参考值

怠速时37–50dB45

120Km/h65–74dB72

产生内噪声的两种传播方式-以发动机做为激振源为例空气声固体声系统的物理模型

输入 输出内燃机空气声/固体声 上百种噪声振动现象旋转的车轮的振动各种工作状态（包括错误驾驶）系统复杂的分布参数系统大量的非线性阻尼相当多的力学及力声放大器力学系统（具有若干力学放大器）力声系统（具有若干力声放大器）输入输出激振振动/噪声系统声激励固体声空气声发动机/变速箱系统空气声声洞声学空腔钣金件支承/连接件固体声发动机/变速箱总成引发的内噪声固气声声洞空气声悬置阀门总力与总力矩变速箱支承处感应加速度引擎悬置车身端的驱动点阻抗悬置的传递函数变速箱

变速箱桥支承处力声传递函数车底空腔共振基本的噪声现象

--发动机为主因

现象 阶次 频率（Hz) -----------------------------------------------------------

发动机的燃烧及惯性力引发

(4缸)220–200(6缸)330–300(8缸)1.515–150

吸气/排气排气管振动引发排气管废气排出辅助系统（风扇，正时链条，机油滤清架...）声辐射发动机/变速箱弯曲共振2/3 150-300

齿轮啮合基本的噪声现象

--其它原因

现象 阶次 频率（Hz) ------------------------------------------------

风声（气动噪声）轮胎/路面滚动 1，3

万向轴弯曲共振引发 1，2

后轴箱缸体模引发

基本的激振源

激励源阶次频率范围(Hz)

-----------------------------------------------------------

路面不平0–100

车轮动不平衡 15–35

315–100

万向轴110–140

220–200

发动机(4缸)220–200

(6缸)330–300(8缸)1.515–150

燃气力4.5/6/950–900

齿轮啮合9–2550–2500

气门，凸轮轴，连杆500-5000

轮胎纹30–100125–2000

路面的激振-发动机液压支承处的低频振幅

-车身一端:-垂直方向;-定速直线行驶

振幅(毫米)差的路面

-0.7-0.6-0.4-一般的路面

0.5-高速路

0.3-好的路面

0.2-

0.1-

0

l

lllllllll

30507090110130150170190210车速(公里/小时)

发动机的激振液压支承处的高频振幅

-车身一端-垂直方向

振幅(毫米)4缸(2-阶)

---0.05----0.01-6缸(3-阶)

llllll100020003000400050006000

发动机转数(1/分钟)发动机产生的激振问题分类燃烧机械空气动力压力浮动转动件阀门辅助机构通风惯性力开闭发动机结构声辐射进气排气整车声学性能的目标规定停车,

消声风洞(风噪)滑行,路测(风噪+轮胎)慢加速,路测内噪声整车性能部件性能子系统性能整车性能与总成/部件的总体考虑在整车研发过程中的解决噪声和振动问题的两种流程开发费用项目起始开发费用项目起始1.原型车批量投产1.原型车批量投产子系统优化整车优化时间时间新的开发过程现今的开发过程40506070声压级(dBa)100020003000400050006000(1/min)发动机转数3.75dBa2500(1/min)1挡/倒挡2，3，4，5挡内噪声目标值发动机转数内噪声变速箱的声学规定信号分析问题识别结构动力学分析模型识别结构动力学修正结构优化信号处理特征分析工作振型分析声辐射图激振(阶次和幅度值信号特征谐振模态分析有限元分析实验/解析模型特征频率振型模态阻尼薄弱环节分析灵敏度分析基于实验模态的结构修正FEM模型的优化系统综合问题获解?是终止现象学因果学黑白实验验证否解决问题的方法学基本方法学

人员所应具备的知识结构

-振动与声学

-结构动力学

-实验与测量/分析技术

-汽车工程学计算模拟（10%）实验（70%）现场试车（20%）●●●●大约200余件

大约

100余种现象变速箱传动系排气管惯性轮发动机/外设风扇进气道发动机支承变速箱支承前桥后桥轮箍/轮胎转向机承力樑钣件前围密封隔声进出风座椅怠速抖动●●●●●●●●●●●●●●晃动●●●●●●●●●●●●滑行舒适度●●●●●●●●●●●●●●●●●冲击性抖动●●●●●●●●●●●●●前后晃动●●●●●●●●●●●●变速箱噪声●●●●●●●●●●●●●WONGWONG声●●●●●●●●●●●●●●●●●●●风噪/轮胎噪声●●●●●●●●●●●外噪声●●●●●●●●●●空调噪声●●●●●●●●●●松动性振动●●●●●●●●●●●●●●●●振动现象与部件的相关关系●●●●发动机台架全息实验室外噪声实验室转鼓台部件实验室液压台模态分析实验室振动台声学测量室路测●●●●●●●●怠速抖动●●●●●●●晃动●●●●●●●●●滑行舒适度●●●●●●●●●●冲击性抖动●●●●●●●●●前后晃动●●●●●●●●●●变速箱噪声●●●●●●●●●●WONGWONG声●●●●●●●●●风噪/轮胎噪声●●●●●●●●●●外噪声●●●●●●●●●空调噪声●●●●●●●松动性振动

100种噪声/振动现象振动现象与实验台架的相关关系

60种测量/分析技术

●●●●●●●●●●●●●●车载测量技术●●●●●●●●●●声压级●●●●●●●●●●加速度●●●●●●●●振型●●●●●●●●●全息术●●●模态分析●●●●●●●●●声强发动机台架全息实验室外噪声实验室转鼓台部件实验台液压台模态分析实验室振动台声学测量实验室路测实验台架实验台架与测量分析技术的相关关系声学及振动实验中心的台架一览表模态分析全息术声阻消声转鼓1，3，4消声转鼓2总成振动实验台1小件实验台消声大转鼓1，2总成声学实验台1小转鼓1，2总成振动实验台2振动台1，2小转鼓总成声学实验台2液压振动台1，2，3声学与振动实验中心大转鼓消声实验台测量与分析技术工作状态分析/信号分析系统识别/模态分析车身/整车发动机/传动系√√√完整的知识体系√信号分析

测试方法优点缺点

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3-D-综观整体-只是定性

-可确认突出的阶

-及相应的转速区

-可辨认发动机与变速箱的相互作用

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