噪音振动培训IAT(2)

=海马NVH讲义=２．汽车的NVH现象1/722007/4于海口IAT（北京精卫全能科技有限公司）北京CAE吉川誠基于我们之前所学的声音、振动的基础知识，让我们来思考一下实际的乘用车的NVH现象。Ⅰ．考虑一下发生的机理。Ⅱ．让我们把声音、振动的性质和波形分开对待。・向三大系统（起振力系统、传达系统、放射系统）・为了发生的动力学的构筑・周波数（频率）领域・时间领域Ⅲ．描述防止声音・振动的程序。・研究的顺序和手段・评价要素２/72Ⅰ．発生メカニズムを考える-車の現象1/5开始启动时怠速时振动・怠速设定发动机转数条件下的车体振动（怠速振动）BE振动・在暖机阶段的高怠速状态下的车体振动BE噪音・发动机单体声音所引起的车外噪音E噪音・T/M单体声音所引起的车内噪音（Ｔ／Ｍ的噶哒噶哒声）ED噪音・辅机类噪音E频率领域（Hz)系统EDCB１10301005001k5k振动・从静止→到启动的过度振动BE噪音・为了启动，辅机类的工作音EE；发动机,D；驱动系统,C；底盘,B；车身３/72启动时频率领域（Hz)系统EDCB１10301005001k5k振动・驱动系统振动所引起的车体共振现象EDC振动・怠速→启动发动机过渡扭矩所引起的车体振动（冲击）BE噪音・车体振动引起的车内噪音（闷响）BE噪音・发动机扭矩变动引起的驱动系统异响ED噪音・发动机内部的过渡燃烧声、异响及辅机类的噪音EⅠ．考虑发生机理-汽车的现象2/5４/72正常时频率领域（Hz)系统EDCB１10301005001k5k振动・粗糙路面和波浪路面行驶时的正常车体振动（乘坐舒适性）CB振动・突起跨越、布纹路面行驶时的过度的车体振动（乘坐舒适性）振动・轮胎系统、驱动系统等转动不平衡所引起的车体振动DCBCB噪音・车体振动引起的车内噪音（闷响）CB噪音・发动机、排气系统、进气系统引起的车内噪音（闷响）噪音・发动机噪音、排气系统、空气动力系统等引起的车内嘈杂声EBEBⅠ．思考发生机理-汽车的现象3/55/72加速时频率领域（Hz)系统EDCB１10301005001k5k振动・发动机的过渡扭矩所引起的车体振动(冲击）BE噪音・发动机负荷增加（启振力增加）引起的车内噪音增加、异响（嘈杂声）噪音・车外噪音（加速噪音）EDCBBEⅠ．思考发生机理-汽车的现象4/56/72减速时频率领域（Hz)系统EDCB１10301005001k5k振动・从正常行驶→到制动的制动系统所引起的车体振动CB振动・制动系统单体的振动现象（Judder不稳定的强烈振动）C振动・正常行驶→减速所伴随的驱动系统振动所引起的车体振动ED噪音・正常行驶→减速所伴随的车体振动所引起的车内噪音（闷响）CB噪音・正常行驶→减速伴随的、驱动系统引起的驱动系统异响噪音・制动系统、轮胎系统的单体噪音（制动器鸣响)CEDBⅠ．思考发生机理-汽车的现象5/57/72Ⅰ．思考发生机理－车舱内噪音？车舱内噪音？・根据从起振源到车舱内的传达方式，分为空气传播声音和固体传播声音2种。・车舱内噪音，一般是以低频率成分为主体的固体传播音为主，到高速时以高频率成分为主体的空气传播音的影响变大。8/72Ⅰ．考虑发生机理-车舱内噪音车舱内噪音的构成主要因素9/7260402000.51.01.52.0频率数(kHz)音圧水平(dBA)固体传播＋空气传播固体传播空气传播空气动力音３８．９％发动机音３７．０％轮胎音及其他２４．１％例.车内噪音测量例子；小型卡车、100km/h正常行驶时①正常行驶（Base)发动机音＋空气动力音＋轮胎音＋路面噪音②正常行驶（SmoothTire)发动机音＋空气动力音＋路面噪音③蛇行行驶（SmoothTire)空气动力音0dB-1dB-2dB-3dB-4dB-5dB试验条件Ⅰ．思考发生机理-对车内噪音的影响10/72从波形等方面理解声音的性质音圧水平(dB)频率(Hz)05k1)频率分析純音白噪音时间2)波形分析冲击音、变动音白噪音变动间隔１１/72驱动系统噪音/齿轮音12/72从波形等方面理解声音的性质1/3・由于终减速齿轮的咬合误差造成的振动所引起的驱动系统和后悬挂系统的共振，在车内作为声音产生。・在正常、缓慢加速、缓慢减速行驶时、由于加速踏板的踩踏情况声音大小发生变化。现象・咬合频率成分为主体。・由于是高频率、与暗噪音级别相比显著，对耳朵有刺激。特征驱动系统的声音-１)差速齿轮咬合的声音Frequency(Hz)01kSPL(dB)发动机转动次数成分差速齿轮10dBA-8013/72从波形等方面理解声音的性质2/3・在以ＦＦ车为基础的4WD车上后差速器在浮置状态时，由于发动机的扭矩变动，后差速齿轮产生齿面冲突（齿轮碰撞）而产生的声音。现象・与输入角速度变动相连动，产生冲击振动，不是咬合的声音，而是以高频率成分为主体，形成的冲击声。特征驱动系统声音-2)差速器的嘎啦嘎啦声timeSoundPressureA-9414/72从波形等方面理解声音的性质3/3・在发动机的高转数领域，由于驱动轴的振动而产生，声音的级别以低循环变动。现象・声音的级别有变动，呈现轰鸣现象。・这是由于驱动轴的振动由发动机转数的次方成分和驱动轴转数的次方成分的2个频率成分构成，这两种频率数的差是主要原因。特征驱动系统的声音-3)驱动州系统的异响(咕噜咕噜声）timeSoundPressure15/72(A)纯音・・・・・齿轮的咬合音・加速时、常规时、减速时产生思考发生机理-齿轮噪音1/６发生音：(Ｂ)异响・・・・・齿轮的齿敲打声（噶--、噶啦噶啦）・加速时、减速时产生以下、(A)就齿轮咬合声进行思考。16/72思考发生机理-1)起振力思考机理-齿轮噪音2/６驱动Gear被驱动Gearθ2θ1驱动Gear齿数；Z1被驱动Gear齿数；Z2主要原因①咬合刚度变动(理论上的原因)②齿轮型式误差（工作上的原因)咬合传达误差Δθ=θ2－（Z2/Z1)θ１１个间矩17/72驱动Gear被驱动Gear空气压的变动构成物之间的冲突・正常的咬合・非正常的冲突噪音放射构成物的振动固体传播构成物的振动思考发生机理-2)传达系统思考发生机理-齿轮音3/６◇齿轮咬合起振力，一方面诱起直接空气压的变动，透过盒子成为噪音(空气传播音)◇另一方面，诱起构成物的振动，以盒子和电线类等为媒介，再次由于空气压的变动，成为噪音。(固体传播者)18/72驱动Gear被驱动Gear构成物之间的冲突・正常的咬合・非正常的咬合构成物的振动固体传播空气压的变动构成物的振动噪音放射思考发生机理-3)放射系统思考机理-齿轮声4/６◇大致分为以下2类・变速器、差速器的箱自身的放射系统・接受传达过来的振动，车体钢板的放射系统19/72思考发生机理-3)放射系统-车身声响感度思考机理-齿轮声5/６◇发动机悬置和悬挂安装点的声响感度，如果在300Hz以上表示大致平坦的倾向，有时候会出现由于自身共振引起的感度高峰影响大的情况。dB/F3001000频率数Ｈｚ20/72思考发生机理-3)放射系统-车身车舱内声响的特性思考机理-齿轮声6/６◇高频率的气柱模式复杂，由于位置不同造成的水平差别显著。◇车身钢板的高次方振动模式也很复杂，由于自身共振，作为声响放射的矢量和而产生影响。◇一般，振动和放射能量的关系如下式：Ｗ＝σρｃ＜ｖ２＞ＳＷＨｚσ,Ｓｖ横向３节Mode(300～400Hz)地板放射特性21/72发动机声22/72从波形等方面理解声音的性质1/6发动机声-1)咕噜咕噜声、噶—声・开始起步时、加速时等发动机有负荷施加时产生的轰鸣现象(RUMBLE隆隆声）。现象・多是由于发动机转数的n／2次成分的音压，与接近的频率成分，产生的轰鸣现象（RUMBLE隆隆声）。・如果轰鸣声的周期长，则成为“噶—”的浑浊感的声音。特征dB10dBFrequency(Hz)1k0发动机转数次方成分2nd1st3rd4th5th3.54.5Time(s)0.8v0A-423/72从波形等方面理解声音的性质2/６发动机声音-2)破裂声・在直列4缸发动机上，高转数时，由于动力装置的共振，造声音色变化的现象。现象・由于动力装置的共振，转数的2次成分音的水平急剧上升，伴随着这种现象的，3次成分、4次成分水平的上升。・比车内（闷响）噪音领域的频率高。特征24/72・起步时、加速时等发动机有负荷则产生轰鸣的现象。轰鸣的周期长则变成「咕噜咕噜」这种浑浊感的声音。现象・接近200～300Hz领域的发动机转数的n/2成分的3根以上的大频率成分存在，能听到不连续的声音。特征24/72从波形等方面理解声音的性质３/６25/72发动机声-3)RUMBLE（轰鸣声）A-6从波形等方面理解声音的性质４/６・在采用正时皮带的发动机上，正时皮带～皮带轮之间的咬合声。・由于咬合起振力，皮带的弦振动被激励，从皮带及发动机本体放射出来的声音。现象・正时皮带～皮带轮之间的咬合频率成分为主体的纯音，其倍调波成分也会发生这种声音。特征发动机声-4)正时皮带咬合声咬合间距音压时间Frequency(Hz)010.2kHzSPL(dB)皮带咬合1次A-1226/72从波形等方面理解声音的性质５/６・低转数时，由于发动机转数变动，驱动～被驱动齿轮间的齿轮齿产生碰撞振动，传递给正时皮带箱或罩，而产生的声音。现象・冲击波与不定期的发动机转数变动联动，而产生。・高频率成分为主体的变动音。特征发动机声-5)皮带齿RETTLE声（噶啦噶啦响）1kHz～3kHzbandwidth10mstimeA-1627/72从波形等方面理解声音的性质６/６・从喷射器喷射燃料时，针阀和止动器（STOPPER）发生冲突的声音。现象・针式阀和止动器的冲突在正时时产生冲击波。・由于这种冲击输入，辅机构成因素的高频率成分被激起。特征发动机声-6)喷射器声4kHz～10kHzbandwidth10mstimeA-1828/72考虑机理-发动机声1/７罩壳类的放射声・摇臂罩・前罩・机油底盘流体的声音・进气声・排气声本体的声音・燃烧声・活塞击射声・曲轴系统振动音・缸体振动声・・・动阀声音・油泵声・皮带/链条声辅机类声音・喷射器声・・29/72思考发生机理-固体传播音-概要发动机悬置支架的振动燃焼机械系统的振动发动机构造振动（刚体、弹性）曲轴系统的振动・悬置绝缘垫刚性悬挂梁的振动・梁的刚性・绝缘垫弹簧刚性车体振动车内的声音・曲轴刚性(弯曲,扭曲）・主轴承部的刚性・缸体的刚性（弯曲，扭曲）思考机理-发动机声2/７30/72(发动机)・梁式主轴承・梯子框型・扭转调节轮・饶性飞轮・总动力装置构造(车体）・复合结构党泥板・发动机悬置支架高刚性化・铝悬置支架・动力减振器/带MASS调节器的悬置开发技术水平空气传播音水平／音质空气传播音车体发动机单体・燃烧特性音质（空气＋）固体传播音・曲轴振动、动力装置振动的连成特性。・动力装置振动与车身钢板振动的连成特性。水平／音质空气＋固体传播音・动力装置振动特性・发动机Mt.特性・支架振动特性・遮音性水平／音质空气传播音・曲轴振动特性・缸体振动/放射特性单体音评价车内音的评价思考机理-发动机声3/７31/72思考发生机理-发动机单体的声音-放射音的水平发动机形式气缸数平均水平实验式ｄＢ汽油机４６８Ｌ＝５０ｌｏｇＮ＋６０ｌｏｇB－１１６．５Ｌ＝５０ｌｏｇＮ＋６０ｌｏｇB－１１４．７Ｌ＝５０ｌｏｇＮ＋６０ｌｏｇB－１１３．５直喷柴油机L＝３０ｌｏｇＮ＋５０ｌｏｇB－４８．５L＝３０ｌｏｇＮ＋５０ｌｏｇB－４６．７L＝３０ｌｏｇＮ＋５０ｌｏｇB－４５．５副室式柴油机４６８１２Ｌ＝４３ｌｏｇN＋６０ｌｏｇＢ－９８．０Ｌ＝４３ｌｏｇN＋６０ｌｏｇＢ－９６．２Ｌ＝４３ｌｏｇN＋６０ｌｏｇＢ－９５．０Ｌ＝４３ｌｏｇN＋６０ｌｏｇＢ－９３．２４６８N：发动机转速(rev/s）、B：气缸直径(mm)思考机理-发动机声4/７32/72XCFmrYYO发生转动ｎ次的扭曲振动时，在缸体上产生转动（ｎ±１）次的弯曲振动。→噪音放射tnntnntmrFx1co