1汽車NVH引見龐劍博士長安汽車工程研討院2021年5月22日2NVH景象與根本問題噪聲與振動源NVH傳送通道NVH的呼應(yīng)與評價NVH實驗NVH的CAE分析NVH開發(fā)及目的體系汽車聲質(zhì)量3動態(tài)性能靜態(tài)性能什么是性能汽車的外觀外型及顏色汽車的內(nèi)室外型、裝飾、顏色內(nèi)室及視野座椅及平安帶對人約束的溫馨性文娛音響系統(tǒng)燈光系統(tǒng)硬件功能維修保養(yǎng)性能分量控制噪聲與振動〔NVH〕碰撞平安性能行駛支配性能燃油經(jīng)濟性能環(huán)境溫度性能乘坐的溫馨性能排放性能剎車性能防盜平安性能電子系統(tǒng)性能可靠性能NVH是汽車最重要的目的之一4汽車一切的構(gòu)造都有NVH問題車身動力系統(tǒng)底盤及懸架環(huán)境控制系統(tǒng)電子系統(tǒng)……在一切性能領(lǐng)域〔NVH，平安碰撞、操控、燃油經(jīng)濟性、等〕中，NVH是設(shè)計面最廣的領(lǐng)域。5什么是NVH噪聲Noise:是人們不希望的聲音注解:聲音有時是我們需求的是由頻率,聲級和質(zhì)量決議的頻率范圍:20-10,000Hz振動Vibration人身體對運動的覺得,頻率通常在0.5-200Motionsensedbythebody,mainlyin.5hz-50hzrange是由頻率,振動級和方向決議的不溫馨的覺得Harshness -Rough,gratingordiscordantsensationNVH:Noise,VibrationandHarshness6為什么要做NVH?NVH對顧客非常重要NVH的好壞是顧客購買汽車的一個非常重要的要素.NVH影響顧客的稱心度在一切顧客不稱心的問題中,約有1/3是與NVH有關(guān).NVH影響到售后效力約1/5的售后效力與NVH有關(guān)7決議NVH的要素

顧客的要求政府法規(guī)公司的需求和技術(shù)才干競爭車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對不同的聲音和振動有特定的描畫9NVH–車速–發(fā)動機轉(zhuǎn)速的關(guān)系動力系統(tǒng)(P/T)NVH路噪RoadNoise風(fēng)噪WindNoise車速Vehiclespeed10路面及動力系統(tǒng)的振動Road&P/TVibration路面及動力系統(tǒng)的噪聲Road&P/TSound風(fēng)鼓勵噪聲WindNoise動力系統(tǒng)的聲質(zhì)量P/TSoundQuality0Hz100Hz250Hz800Hz5000HzNVH與頻率的關(guān)系11多通道分析源-通道-接受體模型源動力系統(tǒng)風(fēng)路面其他通道底盤車身內(nèi)飾其他接受體耳朵手腳座椅12NVH景象與根本問題噪聲與振動源NVH傳送通道NVH的呼應(yīng)與評價NVH實驗NVH的CAE分析NVH開發(fā)汽車聲質(zhì)量13源:動力系統(tǒng)NVH動力系統(tǒng)PowertrainPowertrainPowerplantDrivelineExhaustIntakeMountEngineTransmission動力總成Powerplant14發(fā)動機噪聲源機械振動與噪聲曲軸系統(tǒng)突輪軸系統(tǒng)鏈,齒輪,皮帶非熄滅引起的沖擊附件熄滅噪聲活塞載荷氣缸蓋載荷曲軸軸承載荷流動噪聲進氣排氣風(fēng)扇15引起的問題曲軸共振曲軸的應(yīng)力集中和斷裂曲軸改動振動阻尼器Damper橡膠阻尼器液壓阻尼器16發(fā)動機階次-轉(zhuǎn)速-頻率的關(guān)系1cylinderengine:firingorder:?order2cylinderengine:firingorder:1storder4cylinderengine:firingorder:2ndorder6cylinderengine:firingorder:3rdorder發(fā)火頻率17彩色圖來表達可以用三維水瀑圖來表達WaterfallPlot與發(fā)動機相關(guān)的NVH表達圖18變速器嘯叫T.E.vs.GearNoisek(t)e(t)XaXbGearMesh齒輪制造精度不夠齒輪匹配對中不好齒輪資料不好嘯叫的緣由：齒輪捏合不好19變速器敲擊嘯叫的緣由：曲軸扭振傳動軸系轉(zhuǎn)速動搖變速器齒輪間隙控制不好20動力總成NVH動力總成的彎曲模態(tài)動力總成的輻射噪聲懸置位置的振動附件的振動及輻射噪聲21啟動噪聲發(fā)動機缸蓋15CM處CM5_CB10改良前浪迪_K14五菱_B12CM5_CB10改良后改良方案為：1、加強飛輪2、飛輪啟動齒輪不倒角3、加大飛輪啟動齒圈直徑22變速箱分動器后傳送軸后驅(qū)動橋后半軸前傳送軸前驅(qū)動橋前半軸支撐軸承萬向節(jié)BalancePlane傳送軸系的NVH第一階傳送軸鼓勵傳送齒輪嘯叫2階鼓勵23rOAB1.齒輪嚙合GearMeshing傳送誤差TransmissionError(TE):R1R2完好的齒輪嚙合應(yīng)該是幾何完美對中完美齒輪剛度無限大實踐的齒輪嚙合為:Actualgearsinmesh:TE=2.軸的不平衡ShaftImbalance3.由十字銜接引起的2階鼓勵2ndOrderExcitationcausedbyCardonjoint24進氣系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)的NVH排氣系統(tǒng)進氣系統(tǒng)TailpipeOrifice歧管的設(shè)計與聲質(zhì)量25進氣系統(tǒng)NVH空濾器諧振腔四分之一波長管進氣口噪聲殼體的輻射噪聲26排氣系統(tǒng)的NVH質(zhì)心xyz控制目的掛鉤傳送到車體的力排氣尾管噪聲殼體輻射噪聲控制方法：消音器的設(shè)計波紋管/球銜接的選擇吊耳剛度。。。。。。27路面-懸掛-底盤的NVH鼓勵源路面外表的外形輪胎的剛度和壓力輪胎塊的長度和外形輪胎的寬度和尺寸汽車的速度傳送途徑隔離懸掛的隔振設(shè)計構(gòu)造模態(tài):控制臂,穩(wěn)定桿,等輪胎的聲腔模態(tài)和構(gòu)造模態(tài)的耦合呼應(yīng):車身靈敏度28風(fēng)鼓勵噪聲風(fēng)鼓勵噪聲:由于氣流繞著汽車運動而產(chǎn)生的噪聲鼓勵源:空氣動力湍流Cavityresonance其他:天線的渦流,擋風(fēng)玻璃的湍流產(chǎn)PathUnsealedholesandopeningsTransmissionthoughcomponentsControl:vehicleshapesealing>90km/h29NVH景象與根本問題噪聲與振動源NVH傳送通道NVH的呼應(yīng)與評價NVH實驗NVH的CAE分析NVH開發(fā)及目的體系汽車聲質(zhì)量30NVH通道的控制構(gòu)造聲的傳送通道:空氣聲的傳送通道:31噪聲通道控制噪聲通道是由聲學(xué)包裝來完成的車身的密封孔洞的控制隔聲資料的運用吸聲資料的運用32振動通道的控制車身構(gòu)造的控制：提高構(gòu)造和支架的剛度,阻止振動的傳送隔振器吸振器阻尼資料振動通道控制的方法有:車身傳送通道的靈敏度33構(gòu)造通道控制:車身構(gòu)造整車模態(tài)-白車身-裝飾車身部分模態(tài)車身的構(gòu)造靈敏度34車身的構(gòu)造模態(tài)應(yīng)該與其他相鄰構(gòu)造模態(tài)分開車身構(gòu)造模態(tài)應(yīng)該與車身聲腔模態(tài)分開整車模態(tài)的剛度要足夠大,以防止產(chǎn)生奇特噪聲部分模態(tài)應(yīng)該足夠高,以防止引起NVH問題,如轟鳴聲,等.構(gòu)造通道控制:車身構(gòu)造35車身阻尼處置在車身板上,加阻尼資料可以減小構(gòu)造振動和產(chǎn)生的輻射噪聲(中頻).FloorpanRoofPackageTrayWheelhouseDashOilPanValveCoverDoors36車身的設(shè)計影響到風(fēng)鼓勵噪聲車身的設(shè)計:減小風(fēng)鼓勵引起的噪聲37底盤/懸掛系統(tǒng)的NVH輪胎的控制:聲腔模態(tài)構(gòu)造模態(tài)輪胎的平衡懸架系統(tǒng)的控制懸架的模態(tài)頻率懸架的剛度與阻尼懸架跳動的頻率懸架部件的頻率隔振墊隔振墊的控制隔振墊的剛度隔振墊的剛度與車架剛度的比值38動力總成的隔離動力總成隔離的三個目的從自動邊到被動邊的振動衰減10倍動力總成的六個模態(tài)解耦繞主慣性軸的模態(tài)頻率必需滿足39橡膠隔振器半自動隔振器自動隔振器隔振器的種類耦和液壓隔振器HydraulicmountwithsimpleorificeHydraulicmountwithinertiatrack解耦的液壓隔振器40NVH景象與根本問題噪聲與振動源NVH傳送通道NVH的呼應(yīng)與評價NVH實驗NVH的CAE分析NVH開發(fā)及目的體系汽車聲質(zhì)量41汽車NVH的兩方面的評價車外經(jīng)過噪聲的評價車內(nèi)NVH的評價車內(nèi)NVH評價的兩個方面客觀駕評客觀測試評價42經(jīng)過噪聲為什么制定經(jīng)過噪聲顧客關(guān)注噪聲污染政府制定了政府法規(guī)什么是經(jīng)過噪聲43經(jīng)過噪聲測試經(jīng)過噪聲規(guī)范規(guī)范:歐標(biāo),ISO,SAE,等.Standards:Euro,ISO362,SAEJ986,SAEJ1470,etc.10m10m10m10m10m10m7.5m7.5m>3m50m麥克風(fēng)麥克風(fēng)A-AB-B44車內(nèi)NVH客觀評價顧客對車內(nèi)NVH給出直覺的感受:聲音:安靜或吵鬧,溫馨或煩惱振動:大或小,溫馨或不溫馨不同車輛的顧客對NVH有不同的感受運動車的顧客喜歡有力的發(fā)動機聲音,而且覺得刺激奢華車的顧客喜歡安靜而溫馨的覺得客觀評級45客觀評價客觀評價的內(nèi)容:駕駛員和乘客耳朵的聲音:地板或座椅軌道的振動方向盤的振動椅子和人體的振動MicrophoneAccelerometer駕車情況IdleWideOpenThrottle(WOT)PartialOpenThrottle(POT)CruiseReverseCoastdownTip-in,tip-out46不同級別的評價VehicleNVHtargetExhaustTailpipeNoiseTargetMufflerTLExhaustVibrationHangerForceExample:整車級評價系統(tǒng)級評價部件級評價47NVH景象與根本問題噪聲與振動源NVH傳送通道NVH的呼應(yīng)與評價NVH實驗NVH的CAE分析NVH開發(fā)及目的體系汽車聲質(zhì)量48室外和室內(nèi)實驗實驗場(路面)實驗實驗室實驗實驗種類振動實驗噪聲實驗靈敏度實驗其它實驗道路:環(huán)道直道平整的瀝青路面平整的水泥路面粗糙的水泥路面磚做的路面鵝石路面斜坡路面49振動實驗4postershaker模態(tài)實驗錘子敲擊激振器鼓勵振動呼應(yīng)座椅,方向盤,等seattrack,steeringwheel,etc.異響識別隔振器剛度激光丈量,等50噪聲測試車內(nèi)噪聲進氣噪聲排氣噪聲發(fā)動機輻射噪聲殼體輻射噪聲經(jīng)過噪聲51靈敏度丈量聲學(xué)靈敏度丈量振動靈敏度丈量聲傳送損失丈量靈敏度有時被稱為傳送函數(shù)52風(fēng)洞噪聲實驗空氣動力—聲學(xué)風(fēng)洞車輛風(fēng)阻實驗車輛穩(wěn)定性實驗側(cè)風(fēng)呼應(yīng)實驗車內(nèi)噪聲實驗車外噪聲實驗內(nèi)流優(yōu)化實驗流動顯示實驗雨刮器實驗53NVH景象與根本問題噪聲與振動源NVH傳送通道NVH的呼應(yīng)與評價NVH實驗NVH的CAE分析NVH開發(fā)及目的體系汽車聲質(zhì)量54CAE的重要性別降低本錢減少摩型車節(jié)約時間多方案設(shè)計多功能分析穩(wěn)健性設(shè)計廣泛地運用到汽車開發(fā)目的設(shè)定和分解整車分析系統(tǒng)/子系統(tǒng)分析部件分析55例子：有限元分析有限元對低頻分析是很準(zhǔn)確的有限元可以用來分析系統(tǒng)/部件的NVH問題有限元也可以用來分析整車的NVH問題分析目的：構(gòu)造模態(tài)呼應(yīng)NVH-CAE分析方法有限元分析邊境元分析統(tǒng)計能量分析其它聲學(xué)分析模態(tài)綜合分析傳送路經(jīng)分析56NVH景象與根本問題噪聲與振動源NVH傳送通道NVH的呼應(yīng)與評價NVH實驗NVH的CAE分析NVH開發(fā)及目的體系汽車聲質(zhì)量57NVH開發(fā)流程整車系統(tǒng)子系統(tǒng)零部件戰(zhàn)略決策開發(fā)開場工程確認試消費出廠目的分解性能驗證顧客需求政府法規(guī)競爭產(chǎn)品公司技術(shù)戰(zhàn)略決策產(chǎn)品開發(fā)三到四年時間汽車上市58確定顧客需求確定性能戰(zhàn)略決議競爭者BenchmarkStudy找差距選擇概念設(shè)計性能間的平衡設(shè)定整車級目的設(shè)定目的的原那么59BenchmarkingCompetitionVehicleandsystemleveldatabaseQuickcontributionanalysis–Competitivevehicles目的設(shè)定SetTargetsFuturewithrespecttocompetitiveactionsBalancewithrespecttootherattributes,cost,weight目的分解CascadeRequirementtoSubsystems設(shè)計論證DesignVerification目的制定-分解-驗證目的的級別TargetLevels整車(顧客)級目的,例如車內(nèi)噪聲系統(tǒng)級目的,如動力系統(tǒng)的噪聲子系統(tǒng)級目的,如排氣口的噪聲部件級目的,如消聲器的傳送損失60leaderAmongtheleaderCompetitor車1,2,3是市場上最好的三款車這三款車作為benchmark的汽車根據(jù)benchmark的結(jié)果,設(shè)定目的目的的分類:指點者指點群體之中競爭者目的制定設(shè)定61怠速頻率模態(tài)分別戰(zhàn)略在產(chǎn)品開發(fā)的初期,對一切系統(tǒng)和部件建立模態(tài)頻率