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1、发动机及动力传动系统NVH培训,一、汽车振动噪声源,1 动力系统振动与噪音 2 风噪 3 路噪,二、动力系统组成,Engine,Powerplant,Powertrain,Driveline,动力系统组成,三、动力系统振动与噪声,3.1动力系统噪声,统称空气噪声,3.1.1 燃烧噪声,3.1.2 机械噪声,3.1.3燃烧噪声与机械噪声区分,3.2 动力系统振动,动力总成系统振动 传动系统振动 排气系统振动,“振动”,“结构声”,3.3 结构声与空气声,声音传递途径,3.3.1空气声传递,3.3.2 结构声传递,3.3.3空气声与结构声频率分布,20500Hz,500Hz 以上,四、发动机噪声振

2、动源分析,4.1 气体压力,4.2 四缸机惯性力与惯性力矩,4.3 发动机扭矩,气体压力产生扭矩 惯性力产生扭矩 总扭矩,4.4 发动机阶次,发动机转速与频率关系,阶次可理解为转速倍数，对于四缸机，曲轴转一圈，有两个缸在工作点火，因此四缸机发火阶次为二阶,五、动力系统振动噪声控制,结构声控制,结构声来源固体结构振动,5.1 发动机固体结构的振动,5.1.1 动力总成总体振动控制,作为结构声主要传递途径： 动力总成悬置设计尤为重要,发动机刚体模态 6个模态： X-F&A Y-Lateral Z-Bounce XX-Roll YY-Pitch ZZ-Yaw,5.1.2发动机刚体特性参数,主惯性轴的

3、物理意义如下：当刚体绕任意方向的轴线旋转时，一般要产生一个使该旋转轴改变方向的力矩，但必然存在一些轴线使刚体绕其旋转时，不产生改变方向的力矩，这样的轴线称为刚体的主惯性轴，绕主惯性轴的转动惯量是主转动惯量,当动力总成的主惯性轴与曲轴轴线X的方向不重合时，动力总成在绕曲轴轴线X的发动机波动倾覆力矩作用下产生的侧倾运动是绕扭矩轴XT的转动。,5.1.3 悬置设计要求,1 控制悬置位置与刚度参数，使得动力总成围绕其扭矩轴“转动”； 2 悬置应布置在车身（架）低灵敏度位置； 3 悬置位置应靠近前悬挂接附点； 4 模态应具有解藕性； 5 悬置刚度应足够低，以满足隔振需要，但同时满足动力总成位移要求； 6

4、 悬置主动端与被动端支架应有足够刚性， 模态频率400Hz以上。,5.1.4悬置设计一般指标,1 从主动端到被动端振动衰减10倍，即悬置隔振率（2阶）20dB； 2 动力总成的六个模态解藕：Roll模态与Bounce模态解藕率大于90%，其它模态解藕率大于80%； 解耦：即消除各自由度间的弹性耦合和惯性耦合。当弹性支承的刚体在一个自由度上的自由振动独立于另一个自由度上的自由振动时，我们说这两个自由度的振动是解耦的。,这种布置方式的优点是当动力总成上作用有一个方向的激振力或力矩时，系统仅在该方向产生响应，而不影响其它方向的运动。实际上完全解耦在悬置设计中是难以实现的，由于发动机的主要激振力只有垂

5、直和扭转两种，而悬置设计中存在较多的约束，因此只需在几个主要自由度上获得近似解耦。,3 绕主惯性轴模态频率fn必须满足： f/fn 23(一般取2.5) 例如：发动机怠速为750rpm，激励频率f=25Hz，则 fn应不大于12Hz。,隔振设计 区域,5.2 曲轴振动,5.3 配气机构噪声振动,六、动力总成传动系统及变速器啸叫与敲击,6.1 变速器啸叫,6.2 变速器的敲击,6.3 变速器敲击的控制,七 系统结构模态控制,7.1 动力总成刚体模态其它设计要求,1）所有刚体模态频率应大于6Hz 2）所有刚体模态频率应小于21Hz 3）Bounce垂向与Suspension tramp and h

6、op 非簧载质量跳动频率一致 4）其它modal（Bounce除外）与Suspension tramp and hop非簧载质量跳动模态解藕,7.2 动力总成弯曲模态,Powerplant bending mode 发动机和变速器总成弯曲模态 模态频率大于200Hz（前驱） 控制方法：,7.3 动力系统弯曲模态（后驱）,动力系统（Powertrain）包含发动机、变速器、传动轴、后桥及后悬挂。,1、一阶弯曲模态频率 80100Hz 2、二阶弯曲模态频率 100150Hz 3、垂向Z弯曲模态频率与横向Y弯曲模态频率相差15%,动力系统弯曲模态控制,传动轴临界转速 Nc,当传动轴达到一定的转速时，激励频率与传动轴弯曲 固有频率一致，传动轴发生共振，这时传动轴转速称 为临界转速Nc,N,要求： Nc高于N,当不能满足上述要求应考虑两节传动轴,7.4 动力系统扭转模态控制,1 扭转刚度调整： Couplers 2 Tuned damper 3 双质量飞轮DMFW,7.5 排气系统模态控制,1 排气吊挂支架及接附点应有足够刚性； 2 发动机与排气系统