汽车NVH介绍普及稿

1汽车NVH引见庞剑博士长安汽车工程研讨院2021年5月22日2NVH景象与根本问题噪声与振动源NVH传送通道NVH的呼应与评价NVH实验NVH的CAE分析NVH开发及目的体系汽车声质量3动态性能静态性能什么是性能汽车的外观外型及颜色汽车的内室外型、装饰、颜色内室及视野座椅及平安带对人约束的温馨性文娱音响系统灯光系统硬件功能维修保养性能分量控制噪声与振动〔NVH〕碰撞平安性能行驶支配性能燃油经济性能环境温度性能乘坐的温馨性能排放性能刹车性能防盗平安性能电子系统性能可靠性能NVH是汽车最重要的目的之一4汽车一切的构造都有NVH问题车身动力系统底盘及悬架环境控制系统电子系统……在一切性能领域〔NVH，平安碰撞、操控、燃油经济性、等〕中，NVH是设计面最广的领域。5什么是NVH噪声Noise:是人们不希望的声音注解:声音有时是我们需求的是由频率,声级和质量决议的频率范围:20-10,000Hz振动Vibration人身体对运动的觉得,频率通常在0.5-200Motionsensedbythebody,mainlyin.5hz-50hzrange是由频率,振动级和方向决议的不温馨的觉得Harshness -Rough,gratingordiscordantsensationNVH:Noise,VibrationandHarshness6为什么要做NVH?NVH对顾客非常重要NVH的好坏是顾客购买汽车的一个非常重要的要素.NVH影响顾客的称心度在一切顾客不称心的问题中,约有1/3是与NVH有关.NVH影响到售后效力约1/5的售后效力与NVH有关7决议NVH的要素

顾客的要求政府法规公司的需求和技术才干竞争车8Boom: DrummingLowfrequency(20-100Hz)soundClunk: Transient,lowfrequency,broadbandnoiseDrone,Moan: Largeamplitude80-200HzsoundGroan: 100-150Hzdisturbanceatstart-upGrowl: Broadbandnoiseintherange100-1000HzHarshness: CombinationofnoiseandvibrationleadingtoahardroadfeelRattle: Noiseofmetallicpartsincontact,usuallyrandomRumble: Broadband100-500Hznoise,varyinginamplitudeShake: Lowfrequency(<20Hz)verticalorlateralvibrationsShudder: Lowfrequency(<20Hz)longitudinalvibrationsofavehicleSqueal: TickandHash: MiscellaneousnoisefromtheenginecompartmentWhine: 200-2000Hzsound,usuallyatoneanditsharmonicsNVH对不同的声音和振动有特定的描画9NVH–车速–发动机转速的关系动力系统(P/T)NVH路噪RoadNoise风噪WindNoise车速Vehiclespeed10路面及动力系统的振动Road&P/TVibration路面及动力系统的噪声Road&P/TSound风鼓励噪声WindNoise动力系统的声质量P/TSoundQuality0Hz100Hz250Hz800Hz5000HzNVH与频率的关系11多通道分析源-通道-接受体模型源动力系统风路面其他通道底盘车身内饰其他接受体耳朵手脚座椅12NVH景象与根本问题噪声与振动源NVH传送通道NVH的呼应与评价NVH实验NVH的CAE分析NVH开发汽车声质量13源:动力系统NVH动力系统PowertrainPowertrainPowerplantDrivelineExhaustIntakeMountEngineTransmission动力总成Powerplant14发动机噪声源机械振动与噪声曲轴系统突轮轴系统链,齿轮,皮带非熄灭引起的冲击附件熄灭噪声活塞载荷气缸盖载荷曲轴轴承载荷流动噪声进气排气风扇15引起的问题曲轴共振曲轴的应力集中和断裂曲轴改动振动阻尼器Damper橡胶阻尼器液压阻尼器16发动机阶次-转速-频率的关系1cylinderengine:firingorder:½order2cylinderengine:firingorder:1storder4cylinderengine:firingorder:2ndorder6cylinderengine:firingorder:3rdorder发火频率17彩色图来表达可以用三维水瀑图来表达WaterfallPlot与发动机相关的NVH表达图18变速器啸叫T.E.vs.GearNoisek(t)e(t)XaXbGearMesh齿轮制造精度不够齿轮匹配对中不好齿轮资料不好啸叫的缘由：齿轮捏合不好19变速器敲击啸叫的缘由：曲轴扭振传动轴系转速动摇变速器齿轮间隙控制不好20动力总成NVH动力总成的弯曲模态动力总成的辐射噪声悬置位置的振动附件的振动及辐射噪声21启动噪声发动机缸盖15CM处CM5_CB10改良前浪迪_K14五菱_B12CM5_CB10改良后改良方案为：1、加强飞轮2、飞轮启动齿轮不倒角3、加大飞轮启动齿圈直径22变速箱分动器后传送轴后驱动桥后半轴前传送轴前驱动桥前半轴支撑轴承万向节BalancePlane传送轴系的NVH第一阶传送轴鼓励传送齿轮啸叫2阶鼓励23rOAB1.齿轮啮合GearMeshing传送误差TransmissionError(TE):R1R2完好的齿轮啮合应该是几何完美对中完美齿轮刚度无限大实践的齿轮啮合为:Actualgearsinmesh:TE=2.轴的不平衡ShaftImbalance3.由十字衔接引起的2阶鼓励2ndOrderExcitationcausedbyCardonjoint24进气系统和排气系统的NVH排气系统进气系统TailpipeOrifice歧管的设计与声质量25进气系统NVH空滤器谐振腔四分之一波长管进气口噪声壳体的辐射噪声26排气系统的NVH质心xyz控制目的挂钩传送到车体的力排气尾管噪声壳体辐射噪声控制方法：消音器的设计波纹管/球衔接的选择吊耳刚度。。。。。。27路面-悬挂-底盘的NVH鼓励源路面外表的外形轮胎的刚度和压力轮胎块的长度和外形轮胎的宽度和尺寸汽车的速度传送途径隔离悬挂的隔振设计构造模态:控制臂,稳定杆,等轮胎的声腔模态和构造模态的耦合呼应:车身灵敏度28风鼓励噪声风鼓励噪声:由于气流绕着汽车运动而产生的噪声鼓励源:空气动力湍流Cavityresonance其他:天线的涡流,挡风玻璃的湍流产PathUnsealedholesandopeningsTransmissionthoughcomponentsControl:vehicleshapesealing>90km/h29NVH景象与根本问题噪声与振动源NVH传送通道NVH的呼应与评价NVH实验NVH的CAE分析NVH开发及目的体系汽车声质量30NVH通道的控制构造声的传送通道:空气声的传送通道:31噪声通道控制噪声通道是由声学包装来完成的车身的密封孔洞的控制隔声资料的运用吸声资料的运用32振动通道的控制车身构造的控制：提高构造和支架的刚度,阻止振动的传送隔振器吸振器阻尼资料振动通道控制的方法有:车身传送通道的灵敏度33构造通道控制:车身构造整车模态-白车身-装饰车身部分模态车身的构造灵敏度34车身的构造模态应该与其他相邻构造模态分开车身构造模态应该与车身声腔模态分开整车模态的刚度要足够大,以防止产生奇特噪声部分模态应该足够高,以防止引起NVH问题,如轰鸣声,等.构造通道控制:车身构造35车身阻尼处置在车身板上,加阻尼资料可以减小构造振动和产生的辐射噪声(中频).FloorpanRoofPackageTrayWheelhouseDashOilPanValveCoverDoors36车身的设计影响到风鼓励噪声车身的设计:减小风鼓励引起的噪声37底盘/悬挂系统的NVH轮胎的控制:声腔模态构造模态轮胎的平衡悬架系统的控制悬架的模态频率悬架的刚度与阻尼悬架跳动的频率悬架部件的频率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38动力总成的隔离动力总成隔离的三个目的从自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需满足39橡胶隔振器半自动隔振器自动隔振器隔振器的种类耦和液压隔振器HydraulicmountwithsimpleorificeHydraulicmountwithinertiatrack解耦的液压隔振器40NVH景象与根本问题噪声与振动源NVH传送通道NVH的呼应与评价NVH实验NVH的CAE分析NVH开发及目的体系汽车声质量41汽车NVH的两方面的评价车外经过噪声的评价车内NVH的评价车内NVH评价的两个方面客观驾评客观测试评价42经过噪声为什么制定经过噪声顾客关注噪声污染政府制定了政府法规什么是经过噪声43经过噪声测试经过噪声规范规范:欧标,ISO,SAE,等.Standards:Euro,ISO362,SAEJ986,SAEJ1470,etc.10m10m10m10m10m10m7.5m7.5m>3m50m麦克风麦克风A-AB-B44车内NVH客观评价顾客对车内NVH给出直觉的感受:声音:安静或吵闹,温馨或烦恼振动:大或小,温馨或不温馨不同车辆的顾客对NVH有不同的感受运动车的顾客喜欢有力的发动机声音,而且觉得刺激奢华车的顾客喜欢安静而温馨的觉得客观评级45客观评价客观评价的内容:驾驶员和乘客耳朵的声音:地板或座椅轨道的振动方向盘的振动椅子和人体的振动MicrophoneAccelerometer驾车情况IdleWideOpenThrottle(WOT)PartialOpenThrottle(POT)CruiseReverseCoastdownTip-in,tip-out46不同级别的评价VehicleNVHtargetExhaustTailpipeNoiseTargetMufflerTLExhaustVibrationHangerForceExample:整车级评价系统级评价部件级评价47NVH景象与根本问题噪声与振动源NVH传送通道NVH的呼应与评价NVH实验NVH的CAE分析NVH开发及目的体系汽车声质量48室外和室内实验实验场(路面)实验实验室实验实验种类振动实验噪声实验灵敏度实验其它实验道路:环道直道平整的沥青路面平整的水泥路面粗糙的水泥路面砖做的路面鹅石路面斜坡路面49振动实验4postershaker模态实验锤子敲击激振器鼓励振动呼应座椅,方向盘,等seattrack,steeringwheel,etc.异响识别隔振器刚度激光丈量,等50噪声测试车内噪声进气噪声排气噪声发动机辐射噪声壳体辐射噪声经过噪声51灵敏度丈量声学灵敏度丈量振动灵敏度丈量声传送损失丈量灵敏度有时被称为传送函数52风洞噪声实验空气动力—声学风洞车辆风阻实验车辆稳定性实验侧风呼应实验车内噪声实验车外噪声实验内流优化实验流动显示实验雨刮器实验53NVH景象与根本问题噪声与振动源NVH传送通道NVH的呼应与评价NVH实验NVH的CAE分析NVH开发及目的体系汽车声质量54CAE的重要性别降低本钱减少摩型车节约时间多方案设计多功能分析稳健性设计广泛地运用到汽车开发目的设定和分解整车分析系统/子系统分析部件分析55例子：有限元分析有限元对低频分析是很准确的有限元可以用来分析系统/部件的NVH问题有限元也可以用来分析整车的NVH问题分析目的：构造模态呼应NVH-CAE分析方法有限元分析边境元分析统计能量分析其它声学分析模态综合分析传送路经分析56NVH景象与根本问题噪声与振动源NVH传送通道NVH的呼应与评价NVH实验NVH的CAE分析NVH开发及目的体系汽车声质量57NVH开发流程整车系统子系统零部件战略决策开发开场工程确认试消费出厂目的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58确定顾客需求确定性能战略决议竞争者BenchmarkStudy找差距选择概念设计性能间的平衡设定整车级目的设定目的的原那么59BenchmarkingCompetitionVehicleandsystemleveldatabaseQuickcontributionanalysis–Competitivevehicles目的设定SetTargetsFuturewithrespecttocompetitiveactionsBalancewithrespecttootherattributes,cost,weight目的分解CascadeRequirementtoSubsystems设计论证DesignVerification目的制定-分解-验证目的的级别TargetLevels整车(顾客)级目的,例如车内噪声系统级目的,如动力系统的噪声子系统级目的,如排气口的噪声部件级目的,如消声器的传送损失60leaderAmongtheleaderCompetitor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,设定目的目的的分类:指点者指点群体之中竞争者目的制定设定61怠速频率模态分别战略在产品开发的初期,对一切系统和部件建立模态频率