汽車NVH問題概述

1、1 1 上海汽車集團股份有限公司乘用車公司 saic motor passenger vehicle co. 汽車汽車nvhnvh介紹介紹 introduction of automotive nvh 匯報部門：匯報部門： ptipti department: ptipti 2 2 上海汽車集團股份有限公司乘用車公司 saic motor passenger vehicle co. 內(nèi)容 1、nvh及相關(guān)基本概念 2、汽車nvh問題概述 3、研究與分析汽車nvh問題的方法 4、應(yīng)用軟件介紹 3 3 上海汽車集團股份有限公司乘用車公司 saic motor passenger vehicle c

2、o. 1、nvh及相關(guān)基本概念 1.1、什么是nvh nnoise 振動 vvibration 噪聲 hharshness 聲振粗糙度/不舒適性 影響整車性能和舒適性的所有相關(guān)的汽車振動和噪聲 4 4 上海汽車集團股份有限公司乘用車公司 saic motor passenger vehicle co. 1、nvh及相關(guān)基本概念 1.2、振動和噪聲相關(guān)概念 振動加速度與振動加速度級 振動加速度a的單位是m/s2,振動加速度級定義為： db a a la 0 10 log20 5 5 上海汽車集團股份有限公司乘用車公司 saic motor passenger vehicle co. 1、nvh及

3、相關(guān)基本概念 1.2、振動和噪聲相關(guān)概念 聲壓與聲壓級 聲壓p的單位是pa，對于1000hz的純音，人耳能感受到的 聲壓為210-5pa，叫做“聽閾聲壓”，把它作為參考聲 壓p0，聲壓級定義為： db p p lp 2 0 2 10 log10 6 6 上海汽車集團股份有限公司乘用車公司 saic motor passenger vehicle co. 1、nvh及相關(guān)基本概念 1.2、振動和噪聲相關(guān)概念 聲功率與聲強 聲功率w是指聲波在單位時間內(nèi)沿傳播方向通過某一波陣 面所傳遞的平均能量，單位是w=1nm/s，可以表示為： 三個參數(shù)分別是平均聲能密度、聲速和波陣面面積。 聲強i是單位面積上的

4、聲功率，是： 也是聲壓與質(zhì)點振動速度的乘積 csew ce s w i 7 7 上海汽車集團股份有限公司乘用車公司 saic motor passenger vehicle co. 1、nvh及相關(guān)基本概念 1.2、振動和噪聲相關(guān)概念 聲功率級與聲強級 聲功率級lw是： 聲強級li是： w0和i0均為10-12，為參考聲功率和參考聲壓 db w w lw 0 10 log10 db i i li 0 10 log10 8 8 上海汽車集團股份有限公司乘用車公司 saic motor passenger vehicle co. 1、nvh及相關(guān)基本概念 1.2、振動和噪聲相關(guān)概念 聲音聲音聲強聲

5、強聲強級聲強級聲壓聲壓 最弱能聽到的聲音10-120210-5 微風(fēng)樹葉聲10-102010-4 輕腳步聲10-84010-3 低速穩(wěn)定行駛汽車10-750210-3 正常談話3.210-66510-2 高聲談話10-57010-1 嘈雜街道10-480100 火車行駛旁10-390101 飛機起飛時（3m處）210-1113103 9 9 上海汽車集團股份有限公司乘用車公司 saic motor passenger vehicle co. 1、nvh及相關(guān)基本概念 1.2、振動和噪聲相關(guān)概念 響度與響度級 響度s是反映了人耳對于聲音大小的感知的一個主觀評價 參量，不僅與聲壓大小有關(guān)，還與聲音

6、的頻率有關(guān)。其 單位是sone，它與響度級ll之間的關(guān)系是： 響度級的單位是phon 40log3 .33 10 sll 1010 上海汽車集團股份有限公司乘用車公司 saic motor passenger vehicle co. 1、nvh及相關(guān)基本概念 1.2、振動和噪聲相關(guān)概念 等響曲線等響曲線 1111 上海汽車集團股份有限公司乘用車公司 saic motor passenger vehicle co. 1、nvh及相關(guān)基本概念 1.2、振動和噪聲相關(guān)概念 計權(quán)聲壓 聲壓信號經(jīng)過計權(quán)濾波器處 理得到。分為a、b和c計權(quán)， 分別模擬40phon、70phon和 100phon三條等響曲

7、線。其 中，a計權(quán)聲壓與人耳的主 觀感覺有很好的相關(guān)性。 1212 上海汽車集團股份有限公司乘用車公司 saic motor passenger vehicle co. 2、汽車nvh問題概述 2.1、影響車內(nèi)振動和噪聲的因素和方式 1313 上海汽車集團股份有限公司乘用車公司 saic motor passenger vehicle co. 2、汽車nvh問題概述 2.2、汽車nvh問題中的噪聲分類 按照影響途徑分： 結(jié)構(gòu)傳播噪聲（structure-borne-noise，sbn） 空氣傳播噪聲（air-borne-noise，abn） 1414 上海汽車集團股份有限公司乘用車公司 sai

8、c motor passenger vehicle co. 2、汽車nvh問題概述 2.2、汽車nvh問題中的噪聲分類 按照頻率范圍分： 低頻噪聲；中頻噪聲； 高頻噪聲 1515 上海汽車集團股份有限公司乘用車公司 saic motor passenger vehicle co. 2、汽車nvh問題概述 2.2、汽車nvh問題中的噪聲分類 按照噪聲作用對象分： 車內(nèi)噪聲 駕駛員或乘客耳邊噪聲 車外噪聲 通過（pass-by）噪聲 1616 上海汽車集團股份有限公司乘用車公司 saic motor passenger vehicle co. 2、汽車nvh問題概述 2.3、汽車nvh問題中的主要

9、振動類型及源 正常行駛振動； 非正常振動： 地板、座椅、方向盤垂向或橫向抖動； 低速、高速橫向擺動； 制動抖動； 怠速抖動等 主要振源： 發(fā)動機、傳動系統(tǒng)、懸架系統(tǒng)、高速時風(fēng)激 勵振動等 1717 上海汽車集團股份有限公司乘用車公司 saic motor passenger vehicle co. 2、汽車nvh問題概述 2.3、發(fā)動機及動力總成系統(tǒng)的噪聲與振動 發(fā)動機的振動 缸內(nèi)氣壓激振；運動部件慣性力激振；曲軸扭轉(zhuǎn)激 振； 發(fā)動機的噪聲 燃燒噪聲；機械部件噪聲（配氣機構(gòu)，活塞敲擊， 齒輪傳動等噪聲）；空氣動力噪聲（風(fēng)扇、渦輪增壓等 噪聲） 1818 上海汽車集團股份有限公司乘用車公司 sa

10、ic motor passenger vehicle co. 2、汽車nvh問題概述 2.3、發(fā)動機及動力總成系統(tǒng)的噪聲與振動 進氣系統(tǒng)振動和噪聲 進氣口噪聲等；赫姆霍茲消聲器等消聲元件應(yīng)用 1919 上海汽車集團股份有限公司乘用車公司 saic motor passenger vehicle co. 2、汽車nvh問題概述 2.3、發(fā)動機及動力總成系統(tǒng)的噪聲與振動 排氣系統(tǒng)振動和噪聲 不穩(wěn)定氣流的沖擊噪聲； 機械振動； 不穩(wěn)定氣流的脈沖激振力； 氣流磨擦噪聲； 尾喉脈動噪聲 2020 上海汽車集團股份有限公司乘用車公司 saic motor passenger vehicle co. 2、汽

11、車nvh問題概述 2.3、發(fā)動機及動力總成系統(tǒng)的噪聲與振動 動力系統(tǒng)隔振問題 動力總成懸置系統(tǒng) 參數(shù)（三向剛度、安裝 角度、位置等）優(yōu)化， 以減少由動力總成通過 連接元件傳遞給車身連 接點的激勵力能量 2121 上海汽車集團股份有限公司乘用車公司 saic motor passenger vehicle co. 2、汽車nvh問題概述 2.3、發(fā)動機及動力總成系統(tǒng)的噪聲與振動 動力傳動系統(tǒng)振動和噪聲 變速箱、傳動軸、萬向節(jié)等振動源及噪聲源。齒輪 嚙合及各部件自身固有頻率之間的耦合，傳動軸的不平 衡引起的旋轉(zhuǎn)離心力，軸與軸之間的徑向跳動，不等速 萬向節(jié)引起的2階激勵力 2222 上海汽車集團股份

12、有限公司乘用車公司 saic motor passenger vehicle co. 2、汽車nvh問題概述 2.4、整車及車身nvh 車身振動與結(jié)構(gòu)傳播噪聲： 車身板件振動和車內(nèi)聲腔空氣共振 2323 上海汽車集團股份有限公司乘用車公司 saic motor passenger vehicle co. 2、汽車nvh問題概述 2.4、整車及車身nvh 車身板件噪聲貢獻量分析 尋找貢獻量較大的板件進行修改，以改善車內(nèi)噪聲 輪胎/路面系統(tǒng)及懸架系統(tǒng)激勵的振動噪聲 2424 上海汽車集團股份有限公司乘用車公司 saic motor passenger vehicle co. 2、汽車nvh問題概述

13、 2.4、整車及車身nvh 空氣傳播噪聲 主要集中在500hz以上的噪聲。 發(fā)動機和動力總成的空氣傳播噪聲；輪胎/路面系統(tǒng) 的空氣傳播噪聲（輪胎/路面系統(tǒng)的泵浦效應(yīng)、號筒效應(yīng) 等） 2525 上海汽車集團股份有限公司乘用車公司 saic motor passenger vehicle co. 2、汽車nvh問題概述 2.4、整車及車身nvh 風(fēng)噪聲 當(dāng)行駛速度超過80km/h時，風(fēng)噪聲壓過其他噪聲源 成為主要噪聲源。 與汽車外表突出結(jié)構(gòu)如雨刮器、后視鏡等有關(guān)； 與汽車密封性有關(guān)； 與車身表面的縫、溝等不平整度有關(guān) 2626 上海汽車集團股份有限公司乘用車公司 saic motor passen

14、ger vehicle co. 2、汽車nvh問題概述 2.4、整車及車身nvh 整 車 模 態(tài) 及 頻 率 規(guī) 劃 2727 上海汽車集團股份有限公司乘用車公司 saic motor passenger vehicle co. 2、汽車nvh問題概述 2.5、汽車nvh其他問題 整車振動評價 聲品質(zhì) 響度、粗糙度、語音清晰度、尖銳度等 雨刮器噪聲 制動噪聲 發(fā)動機可變缸數(shù)技術(shù)及振動與噪聲 噪聲振動的主動控制 2828 上海汽車集團股份有限公司乘用車公司 saic motor passenger vehicle co. 3、研究與分析汽車nvh問題的方法 3.1、汽車振動和噪聲研究步驟 確定主

15、要振源及其特性，建立預(yù)測模型； 車身結(jié)構(gòu)模態(tài)分析，突出板件的局部振型； 車內(nèi)腔室的聲學(xué)模態(tài)分析； 實車試驗； 振動噪聲的傳遞路徑分析識別； 利用有限元法、邊界元法或統(tǒng)計能量法預(yù)測不 同工況時車內(nèi)噪聲水平； 2929 上海汽車集團股份有限公司乘用車公司 saic motor passenger vehicle co. 3、研究與分析汽車nvh問題的方法 3.1、汽車振動和噪聲研究步驟 車身各板件聲輻射貢獻分析，找出影響車內(nèi)噪 聲的主要因素以便修改設(shè)計； 針對汽車內(nèi)噪聲特性的靈敏度分析，優(yōu)化設(shè)計 ，對原設(shè)計方案提出針對噪聲特性的修改設(shè)計 方案； 對新方案進行評價。 3030 上海汽車集團股份有限公

16、司乘用車公司 saic motor passenger vehicle co. 3、研究與分析汽車nvh問題的方法 3.2、汽車噪聲的預(yù)測理論方法 有限元方法 適于低頻，結(jié)構(gòu)、聲學(xué)模態(tài)十分清晰的情況的噪聲預(yù) 測分析；空間是封閉的； 分析計算比較細致，可以計算聲場中某點的噪聲。 邊界元方法 適于中、低頻噪聲的預(yù)測分析； 空間可以是開放的，如車外噪聲、發(fā)動機噪聲向外界 的輻射問題等。 3131 上海汽車集團股份有限公司乘用車公司 saic motor passenger vehicle co. 3、研究與分析汽車nvh問題的方法 3.2、汽車噪聲的預(yù)測理論方法 統(tǒng)計能量法 適于中、高頻噪聲的預(yù)測分

17、析； 建模較“粗”，但快捷； 只能計算得到時、空、頻平均聲級。 統(tǒng)計能量法結(jié)合有限元混合建模法 通過對大面積板件進行統(tǒng)計能量法建模，對梁進行有 限元建模獲得混合模型，可對中頻噪聲進行分析。 3232 上海汽車集團股份有限公司乘用車公司 saic motor passenger vehicle co. 3、研究與分析汽車nvh問題的方法 3.3、模態(tài)分析與參數(shù)識別 結(jié)構(gòu)模態(tài)及聲學(xué)模態(tài)有限元分析 結(jié)構(gòu)模態(tài)試驗分析（lms數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)） 車身懸車身懸 吊方式吊方式 后保險杠 懸吊 前減振器位 置懸吊 3333 上海汽車集團股份有限公司乘用車公司 saic motor passenger vehicl

18、e co. 3、研究與分析汽車nvh問題的方法 3.3、模態(tài)分析與參數(shù)識別 側(cè)向側(cè)向-y向向 后端后端-x向向 坐標(biāo)坐標(biāo) 原點原點 前端前端z向向 3434 上海汽車集團股份有限公司乘用車公司 saic motor passenger vehicle co. 3、研究與分析汽車nvh問題的方法 3.3、模態(tài)分析與參數(shù)識別 3535 上海汽車集團股份有限公司乘用車公司 saic motor passenger vehicle co. 3、研究與分析汽車nvh問題的方法 3.4、傳遞路徑分析方法（tpa） 進行傳遞路徑貢獻量分析 n j j ab j m i i sb ir phfhppp 11 airstru 3636 上海汽車集團股份有限公司乘用車公司 saic mo