汽车NVH介绍

长安汽车（集团）有限责任公司1汽车NVH介绍庞剑博士长安汽车工程研究院2010年5月22日长安汽车（集团）有限责任公司21.NVH现象与基本问题2.噪声与振动源3.NVH传递通道4.NVH的响应与评估5.NVH试验6.NVH的CAE分析7.NVH开发及目标体系8.汽车声品质长安汽车（集团）有限责任公司3动态性能静态性能什么是性能汽车的外观造型及色彩汽车的内室造型、装饰、色彩内室及视野座椅及安全带对人约束的舒适性娱乐音响系统灯光系统硬件功能维修保养性能重量控制噪声与振动（NVH）碰撞安全性能行驶操纵性能燃油经济性能环境温度性能乘坐的舒适性能排放性能刹车性能防盗安全性能电子系统性能可靠性能NVH是汽车最重要的指标之一长安汽车（集团）有限责任公司4汽车所有的结构都有NVH问题车身动力系统底盘及悬架环境控制系统电子系统……在所有性能领域（NVH，安全碰撞、操控、燃油经济性、等）中，NVH是设计面最广的领域。长安汽车（集团）有限责任公司5什么是NVH噪声Noise:是人们不希望的声音注解:声音有时是我们需要的是由频率,声级和品质决定的频率范围:20-10,000Hz振动Vibration人身体对运动的感觉,频率通常在0.5-200Motionsensedbythebody,mainlyin.5hz-50hzrange是由频率,振动级和方向决定的不舒服的感觉Harshness-Rough,gratingordiscordantsensationNVH:Noise,VibrationandHarshness长安汽车（集团）有限责任公司6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因素.NVH影响顾客的满意度在所有顾客不满意的问题中,约有1/3是与NVH有关.NVH影响到售后服务约1/5的售后服务与NVH有关长安汽车（集团）有限责任公司7决定NVH的因素顾客的要求政府法规公司的需要和技术能力竞争车长安汽车（集团）有限责任公司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述长安汽车（集团）有限责任公司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VehiclespeedSpeed1030507090110130150SpeedWindNVHRoadNVHPowertrainNVHPowertrainNVHDominanceRoadNVHDominanceWindNVHDominance长安汽车（集团）有限责任公司10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风激励噪声WindNoise动力系统的声品质P/TSoundQuality0Hz100Hz250Hz800Hz5000HzNVH与频率的关系长安汽车（集团）有限责任公司11多通道分析源-通道-接受体模型iFjPiFPjPPP源通道源接受体源源源源源通道通道iFjPiFPjPPP源通道源接受体源源源源源通道通道InteriorSound&VibrationNoisepath1Noisepath2Noisesource1Vibrationsource1Noisesource2NoisesourceN……Vibrationsource2VibrationsourceN……Vibrationpath1Vibrationpath2Vibrationpath…Noisepath…InteriorSound&VibrationNoisepath1Noisepath2Noisesource1Vibrationsource1Noisesource2NoisesourceN……Vibrationsource2VibrationsourceN……Vibrationpath1Vibrationpath2Vibrationpath…Noisepath…•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–座椅长安汽车（集团）有限责任公司121.NVH现象与基本问题2.噪声与振动源3.NVH传递通道4.NVH的响应与评估5.NVH试验6.NVH的CAE分析7.NVH开发8.汽车声品质长安汽车（集团）有限责任公司13源:动力系统NVH动力系统PowertrainPowertrainPowerplantDrivelineExhaustIntakeMountEngineTransmission动力总成Powerplant长安汽车（集团）有限责任公司14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非燃烧引起的冲击附件燃烧噪声活塞载荷气缸盖载荷曲轴轴承载荷流动噪声•进气•排气•风扇长安汽车（集团）有限责任公司15024680.20.40.60.811.21.41.61.8ExcitationFrequencyRatio(f/fo)Response@InertiaM引起的问题曲轴共振曲轴的应力集中和断裂曲轴扭转振动阻尼器Damper1.橡胶阻尼器2.液压阻尼器长安汽车（集团）有限责任公司16发动机阶次-转速-频率的关系Enginespeed(rpm)6000Frequency(Hz)1003001storder3rdorder6thorder600Enginespeed(rpm)6000Frequency(Hz)1003001storder3rdorder6thorder600•1cylinderengine:firingorder:½order•2cylinderengine:firingorder:1storder•4cylinderengine:firingorder:2ndorder•6cylinderengine:firingorder:3rdorder2*60CylinderofNumberrpmfd发火频率长安汽车（集团）有限责任公司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表达图长安汽车（集团）有限责任公司18变速器啸叫•T.E.vs.GearNoiseXaXbGearMesh齿轮制造精度不够齿轮匹配对中不好齿轮材料不好啸叫的原因：齿轮捏合不好长安汽车（集团）有限责任公司19变速器敲击啸叫的原因：曲轴扭振传动轴系转速波动变速器齿轮间隙控制不好01000020000300004000050000600000100200300400500600700CrankAngle(degrees)ForceMagnitude(N)MB1MagExciteMB1MagJOAMB2MagExciteMB2MagJOAMB3MagExciteMB3MagJOAMB4MagExciteMB4MagJOA长安汽车（集团）有限责任公司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长安汽车（集团）有限责任公司21启动噪声发动机缸盖15CM处CM5_CB10改进前浪迪_K14五菱_B12CM5_CB10改进后改进方案为：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长安汽车（集团）有限责任公司22变速箱分动器后传递轴后驱动桥后半轴前传递轴前驱动桥前半轴支撑轴承万向节BalancePlane传递轴系的NVH第一阶传递轴激励传递齿轮啸叫2阶激励长安汽车（集团）有限责任公司23rOAB1.齿轮啮合GearMeshing传递误差TransmissionError(TE):R1R212完好的齿轮啮合应该是几何完满对中完美齿轮刚度无限大2*21*1RR•实际的齿轮啮合为:Actualgearsinmesh:2R*21R*12*21*1RRTE=rCGrCG2.轴的不平衡ShaftImbalance2mrF3.由十字连接引起的2阶激励2ndOrderExcitationcausedbyCardonjoint长安汽车（集团）有限责任公司24进气系统和排气系统的NVH排气系统进气系统TailpipeOrifice歧管的设计与声品质1进气总管236541进气总管23654长安汽车（集团）有限责任公司25进气系统NVH空滤器谐振腔四分之一波长管进气口噪声壳体的辐射噪声长安汽车（集团）有限责任公司26排气系统的NVH质心xyz控制指标挂钩传递到车体的力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/球连接的选择吊耳刚度。。。。。。长安汽车（集团）有限责任公司27路面-悬挂-底盘的NVH•激励源–路面表面的形状–轮胎的刚度和压力–轮胎块的长度和形状–轮胎的宽度和尺寸–汽车的速度•传递路径隔离–悬挂的隔振设计–结构模态:控制臂,稳定杆,等–轮胎的声腔模态和结构模态的耦合•响应:车身灵敏度长安汽车（集团）有限责任公司28风激励噪声•风激励噪声:由于气流绕着汽车运动而产生的噪声•激励源:–空气动力湍流–Cavityresonance–其他:天线的涡流,挡风玻璃的湍流产•Path–Unsealedholesandopenings–Transmissionthoughcomponents•Control:–vehicleshape–sealing90km/h长安汽车（集团）有限责任公司291.NVH现象与基本问题2.噪声与振动源3.NVH传递通道4.NVH的响应与评估5.NVH试验6.NVH的CAE分析7.NVH开发及目标体系8.汽车声品质长安汽车（集团）有限责任公司30NVH通道的控制结构声的传递通道:•动力装置的振动•排气系统的振动•传递轴系的振动•车胎和悬挂系统的振动•风激励车体的振动•动力装置隔振器以及车架•车体隔振器以及车体•悬挂隔震系统振动源振动传递通道•发动机的辐射噪声•进气系统的噪声•排气系统的噪声•车胎与路面的摩擦噪声•风激励引起的噪声•传递轴系的噪声•各种结构噪声(如发动机等)•车体•车体上的一些空、洞等结构噪声源噪声传递通道•发动机的辐射噪声•进气系统的噪声•排气系统的噪声•车胎与路面的摩擦噪声•风激励引起的噪声•传递轴系的噪声•各种结构噪声(如发动机等)•车体•车体上的一些空、洞等结构噪声源噪声传递通道空气声的传递通道:长安汽车（集团）有限责任公司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•隔声材料的应用•吸声材料的应用长安汽车（集团）有限责任公司32振动通道的控