車用發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)控制技術(shù)一、車用發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)控制技術(shù)概述

車用發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)控制技術(shù)是汽車NVH（噪聲、振動(dòng)與聲振粗糙度）工程領(lǐng)域的重要組成部分，旨在降低發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)，提升駕駛舒適性，并減少對(duì)車內(nèi)乘客的干擾。發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)主要來源于燃燒過程、機(jī)械運(yùn)動(dòng)、進(jìn)排氣系統(tǒng)以及不平衡質(zhì)量等因素。通過采用合理的振動(dòng)控制策略和技術(shù)手段，可以有效抑制振動(dòng)傳遞，改善整車NVH性能。

（一）振動(dòng)控制技術(shù)的重要性

1.提升駕駛舒適性：發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)會(huì)直接傳遞至駕駛艙，影響駕駛員的舒適感。

2.降低乘客干擾：振動(dòng)通過車身結(jié)構(gòu)傳播，可能導(dǎo)致車內(nèi)乘員感到不適。

3.延長(zhǎng)部件壽命：長(zhǎng)期振動(dòng)作用會(huì)加速相關(guān)部件的疲勞損傷。

4.提高整車品質(zhì)感：良好的振動(dòng)控制是汽車高品質(zhì)的重要體現(xiàn)。

（二）振動(dòng)控制的主要來源

1.燃燒過程：燃燒不均勻、爆發(fā)壓力波動(dòng)導(dǎo)致周期性振動(dòng)。

2.機(jī)械運(yùn)動(dòng)：活塞連桿、曲軸、配氣機(jī)構(gòu)的不平衡運(yùn)動(dòng)。

3.進(jìn)排氣系統(tǒng)：氣門開關(guān)、排氣脈沖共振引起的振動(dòng)。

4.轉(zhuǎn)子不平衡：曲軸、飛輪等旋轉(zhuǎn)部件的質(zhì)量不平衡。

二、振動(dòng)控制核心技術(shù)

（一）發(fā)動(dòng)機(jī)本體設(shè)計(jì)優(yōu)化

1.改進(jìn)燃燒系統(tǒng)：

(1)優(yōu)化燃燒室形狀，減少壓力波動(dòng)。

(2)采用分層燃燒技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更平穩(wěn)的燃燒過程。

(3)調(diào)整點(diǎn)火提前角，使燃燒更均勻。

2.減輕reciprocatingparts重量：

(1)采用鋁合金材料制造活塞、連桿。

(2)優(yōu)化曲軸旋轉(zhuǎn)質(zhì)量分布，減少不平衡量。

(3)使用復(fù)合材料制造氣門彈簧。

3.結(jié)構(gòu)阻尼設(shè)計(jì)：

(1)在關(guān)鍵部件增加阻尼材料層。

(2)設(shè)計(jì)薄壁結(jié)構(gòu)以吸收振動(dòng)能量。

(3)采用隔振結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，隔離振動(dòng)源。

（二）進(jìn)排氣系統(tǒng)振動(dòng)控制

1.排氣脈沖控制：

(1)優(yōu)化排氣管長(zhǎng)度和直徑，利用管路共振降低噪聲。

(2)設(shè)置排氣消音器，吸收高頻振動(dòng)能量。

(3)采用可變?nèi)莘e消音器，適應(yīng)不同工況。

2.進(jìn)氣系統(tǒng)優(yōu)化：

(1)設(shè)計(jì)進(jìn)氣歧管共振腔，降低進(jìn)氣噪聲。

(2)采用多腔共振技術(shù)，擴(kuò)大降噪頻帶。

(3)優(yōu)化進(jìn)氣道形狀，減少湍流振動(dòng)。

（三）主動(dòng)振動(dòng)控制技術(shù)

1.防振器系統(tǒng)：

(1)安裝發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)，隔離振動(dòng)傳遞。

(2)采用橡膠隔振墊，降低振動(dòng)幅值。

(3)優(yōu)化懸置點(diǎn)位置，減少振動(dòng)傳遞路徑。

2.阻尼減振器：

(1)設(shè)計(jì)調(diào)諧質(zhì)量阻尼器(TMD)，吸收特定頻率振動(dòng)。

(2)采用液壓阻尼器，調(diào)節(jié)振動(dòng)衰減特性。

(3)使用粘彈性阻尼材料，提高減振效率。

3.智能主動(dòng)控制：

(1)通過傳感器監(jiān)測(cè)振動(dòng)信號(hào)。

(2)實(shí)時(shí)調(diào)整執(zhí)行器工作狀態(tài)。

(3)采用自適應(yīng)算法優(yōu)化控制策略。

三、振動(dòng)控制效果評(píng)估

（一）測(cè)試方法與指標(biāo)

1.測(cè)試設(shè)備：

(1)振動(dòng)傳感器：加速度計(jì)、位移計(jì)。

(2)聲級(jí)計(jì)：測(cè)量振動(dòng)傳遞至駕駛艙的聲壓級(jí)。

(3)頻譜分析儀：分析振動(dòng)主要頻率成分。

2.評(píng)估指標(biāo)：

(1)主導(dǎo)頻率幅值降低率(%)。

(2)駕駛艙振動(dòng)總有效值(TEV)。

(3)振動(dòng)傳遞率(TTR)。

(4)乘客舒適度評(píng)價(jià)分值。

（二）案例分析與數(shù)據(jù)

1.某車型振動(dòng)控制前后對(duì)比：

-主導(dǎo)頻率：2000Hz±500Hz

-降噪效果：振動(dòng)幅值降低42%

-舒適度提升：NVH評(píng)價(jià)分值提高35%

2.不同控制技術(shù)的效果對(duì)比：

-本體優(yōu)化：主導(dǎo)頻率降低18%

-進(jìn)排氣控制：降噪幅值提升25%

-主動(dòng)控制：綜合降噪效果達(dá)60%

（三）優(yōu)化建議

1.優(yōu)化設(shè)計(jì)流程：

(1)建立多目標(biāo)優(yōu)化模型。

(2)采用仿真與試驗(yàn)結(jié)合驗(yàn)證。

(3)實(shí)施迭代優(yōu)化改進(jìn)。

2.新技術(shù)應(yīng)用：

(1)探索復(fù)合材料在振動(dòng)控制中的應(yīng)用。

(2)開發(fā)智能主動(dòng)控制算法。

(3)研究磁流變減振材料性能。

3.成本控制策略：

(1)優(yōu)化材料選擇與工藝方案。

(2)實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化模塊化設(shè)計(jì)。

(3)推進(jìn)振動(dòng)控制技術(shù)共享。

一、車用發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)控制技術(shù)概述

（一）振動(dòng)控制技術(shù)的重要性

1.提升駕駛舒適性：發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)會(huì)直接傳遞至座椅、方向盤、踏板等，引起駕駛員身體不適，影響駕駛疲勞度和專注度。通過有效控制振動(dòng)，可以使駕駛者長(zhǎng)時(shí)間保持平穩(wěn)舒適的駕駛狀態(tài)。

2.降低乘客干擾：振動(dòng)不僅影響駕駛員，也會(huì)通過車身結(jié)構(gòu)傳遞給車內(nèi)其他乘客，造成顛簸感和煩躁感，尤其是在乘坐舒適性要求較高的車輛上。良好的振動(dòng)控制能顯著提升全體乘員的乘坐體驗(yàn)。

3.延長(zhǎng)部件壽命：持續(xù)的振動(dòng)載荷會(huì)加速發(fā)動(dòng)機(jī)本體、懸置系統(tǒng)、車身及附件（如空調(diào)壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)等）的疲勞損傷和磨損，縮短部件使用壽命，增加維護(hù)成本。合理的振動(dòng)控制設(shè)計(jì)有助于延長(zhǎng)整車關(guān)鍵部件的維護(hù)周期。

4.提高整車品質(zhì)感：低噪聲、低振動(dòng)是衡量汽車品質(zhì)的重要指標(biāo)。卓越的NVH性能是高端汽車品牌的核心競(jìng)爭(zhēng)力之一，良好的振動(dòng)控制直接關(guān)系到車輛的感知價(jià)值和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

（二）振動(dòng)控制的主要來源

1.燃燒過程：發(fā)動(dòng)機(jī)作為內(nèi)燃機(jī)，其工作原理基于周期性的燃燒爆炸。燃燒不均勻、火焰?zhèn)鞑ニ俣茸兓?、混合氣濃度波?dòng)等都會(huì)導(dǎo)致燃燒壓力產(chǎn)生周期性波動(dòng)，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為強(qiáng)烈的振動(dòng)。特別是當(dāng)燃燒在缸內(nèi)發(fā)生非對(duì)稱或多峰爆發(fā)時(shí)，產(chǎn)生的振動(dòng)更為復(fù)雜和劇烈。

2.機(jī)械運(yùn)動(dòng)：發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部存在大量做往復(fù)運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的部件，如活塞、連桿、曲軸、凸輪軸、氣門機(jī)構(gòu)等。這些部件在運(yùn)動(dòng)過程中存在不平衡質(zhì)量，以及運(yùn)動(dòng)副之間的間隙和彈性變形，都會(huì)產(chǎn)生慣性力和力矩，形成周期性的振動(dòng)。例如，曲軸的不平衡質(zhì)量會(huì)在旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生離心力，推動(dòng)氣缸體。

3.進(jìn)排氣系統(tǒng)：進(jìn)氣歧管和排氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形狀會(huì)對(duì)其產(chǎn)生聲波和振動(dòng)的傳播特性產(chǎn)生影響。排氣脈沖在管路中反射和干涉，可能形成共振，產(chǎn)生較大的振動(dòng)和噪聲。進(jìn)氣歧管內(nèi)的氣流脈動(dòng)也會(huì)引起振動(dòng)。

4.轉(zhuǎn)子不平衡：即使是設(shè)計(jì)精良的曲軸，也無法做到理論上的完全平衡。飛輪、正時(shí)齒輪等旋轉(zhuǎn)部件也存在一定的質(zhì)量偏心。這些不平衡質(zhì)量在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力是發(fā)動(dòng)機(jī)主要振動(dòng)源之一。

5.部件松動(dòng)與間隙：發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，各部件之間因熱脹冷縮、載荷變化等因素可能產(chǎn)生相對(duì)位移或松動(dòng)，導(dǎo)致額外的沖擊性振動(dòng)。

二、振動(dòng)控制核心技術(shù)

（一）發(fā)動(dòng)機(jī)本體設(shè)計(jì)優(yōu)化

1.改進(jìn)燃燒系統(tǒng)：

(1)優(yōu)化燃燒室形狀：通過改變?nèi)紵胰莘e、形狀和渦流設(shè)計(jì)，使混合氣更均勻，燃燒更穩(wěn)定，減少燃燒壓力的峰值和波動(dòng)幅度。例如，采用淺盆形燃燒室或DOHC凸輪軸設(shè)計(jì)，以獲得更平緩的燃燒壓力曲線。

(2)采用分層燃燒技術(shù)：將新鮮空氣和燃油在缸內(nèi)進(jìn)行空間上的分層分布，使燃油在壓縮沖程后期和做功沖程初期噴入，實(shí)現(xiàn)稀薄燃燒或混合氣濃度分層，燃燒更徹底、更穩(wěn)定，減少爆震和不完全燃燒帶來的壓力波動(dòng)。

(3)調(diào)整點(diǎn)火提前角：通過精確控制點(diǎn)火時(shí)刻，使燃燒過程的峰值壓力出現(xiàn)在更有利于動(dòng)力輸出和減少振動(dòng)的時(shí)間點(diǎn)。采用多缸獨(dú)立點(diǎn)火系統(tǒng)，可以更靈活地控制各缸的燃燒過程，減少因各缸工作不同步引起的振動(dòng)。

2.減輕reciprocatingparts重量：

(1)采用鋁合金材料制造活塞、連桿：相比傳統(tǒng)的鑄鐵材料，鋁合金密度更低，在保證足夠強(qiáng)度和剛度的前提下，可以顯著減輕活塞和連桿的重量，從而大幅降低它們?cè)谶\(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的慣性力，減少振動(dòng)。

(2)優(yōu)化曲軸旋轉(zhuǎn)質(zhì)量分布：在保證強(qiáng)度和剛度要求的前提下，通過改變曲柄半徑、軸徑分布、采用鍛造工藝等方式，優(yōu)化曲軸的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量分布，使其更接近平衡狀態(tài)，減少離心力及其引起的振動(dòng)。

(3)使用復(fù)合材料制造氣門彈簧：對(duì)于高性能發(fā)動(dòng)機(jī)，氣門彈簧是重要的振動(dòng)源。采用碳纖維等復(fù)合材料制造氣門彈簧，可以在保持彈簧剛度的情況下大幅減輕重量，降低氣門機(jī)構(gòu)自身的慣性振動(dòng)。

3.結(jié)構(gòu)阻尼設(shè)計(jì)：

(1)在關(guān)鍵部件增加阻尼材料層：在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋等薄壁件上粘貼或嵌入高分子聚合物阻尼材料，利用材料的內(nèi)摩擦吸收振動(dòng)能量，降低振動(dòng)幅值和傳遞。阻尼材料的選擇需考慮工作溫度范圍和耐久性。

(2)設(shè)計(jì)薄壁結(jié)構(gòu)以吸收振動(dòng)能量：通過有限元分析等手段，優(yōu)化缸體、缸蓋等部件的壁厚和結(jié)構(gòu)形狀，使其在特定頻率下產(chǎn)生局部共振，將振動(dòng)能量吸收在局部區(qū)域，從而抑制整體振動(dòng)。

(3)采用隔振結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，隔離振動(dòng)源：在發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，通過合理選擇懸置元件的剛度和阻尼特性，將發(fā)動(dòng)機(jī)本體產(chǎn)生的振動(dòng)有效隔離，防止其直接傳遞至車架和乘坐艙。這通常涉及對(duì)懸置點(diǎn)位置、懸置元件類型（如橡膠、液壓、螺旋彈簧等）和安裝方式的選擇。

（二）進(jìn)排氣系統(tǒng)振動(dòng)控制

1.排氣脈沖控制：

(1)優(yōu)化排氣管長(zhǎng)度和直徑：利用管長(zhǎng)與管徑對(duì)排氣氣流相位的調(diào)節(jié)作用，使不同氣缸的排氣脈沖在排氣管中發(fā)生相長(zhǎng)或相消干涉，從而在特定頻率下形成排氣消音效果，降低排氣噪聲和振動(dòng)。通常需要針對(duì)不同轉(zhuǎn)速和負(fù)荷點(diǎn)進(jìn)行精細(xì)調(diào)校。

(2)設(shè)置排氣消音器：在排氣管中安裝阻性消音器、抗性消音器或復(fù)合式消音器。阻性消音器利用吸音材料吸收聲能；抗性消音器通過設(shè)置阻抗突變（如穿孔板、擴(kuò)張室）使聲波反射干涉而衰減；復(fù)合式消音器結(jié)合兩者效果。消音器的設(shè)計(jì)需兼顧降噪效果和排氣背壓控制。

(3)采用可變?nèi)莘e消音器：通過改變消音器內(nèi)部容積的方式，使其在寬轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)都能對(duì)目標(biāo)頻率范圍內(nèi)的振動(dòng)能量進(jìn)行有效吸收，實(shí)現(xiàn)更寬頻帶的振動(dòng)控制。

2.進(jìn)氣系統(tǒng)優(yōu)化：

(1)設(shè)計(jì)進(jìn)氣歧管共振腔：在進(jìn)氣歧管中設(shè)計(jì)特定的容積結(jié)構(gòu)，使其在進(jìn)氣門關(guān)閉后形成駐波腔，利用腔體的共振特性，在特定頻率下增強(qiáng)或削弱進(jìn)氣噪聲，降低其對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性和駕駛舒適性的影響。

(2)采用多腔共振技術(shù)：將進(jìn)氣歧管劃分為多個(gè)獨(dú)立或耦合的腔室，通過調(diào)整各腔室的容積和連接方式，擴(kuò)展降噪頻帶，實(shí)現(xiàn)對(duì)更寬頻率范圍內(nèi)進(jìn)氣噪聲的控制。

(3)優(yōu)化進(jìn)氣道形狀：采用光順的流道設(shè)計(jì)，減少氣流在進(jìn)氣門、進(jìn)氣歧管內(nèi)的湍流和壓力脈動(dòng)，從源頭上降低進(jìn)氣噪聲和振動(dòng)。

（三）主動(dòng)振動(dòng)控制技術(shù)

1.防振器系統(tǒng)（被動(dòng)隔振）：

(1)安裝發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)：這是最常見的被動(dòng)隔振措施。通過在發(fā)動(dòng)機(jī)與車架之間設(shè)置具有特定剛度和阻尼特性的懸置元件（如橡膠襯套、液壓襯套、彈簧等），將發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)能量吸收或隔離，減少振動(dòng)向車內(nèi)的傳遞。懸置系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要綜合考慮傳遞率、隔振效率、安裝空間、成本和耐久性。

(2)采用橡膠隔振墊：對(duì)于低頻振動(dòng)控制，橡膠材料因其良好的彈性和阻尼特性而被廣泛應(yīng)用。通過選擇合適的橡膠配方和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（如多層復(fù)合、波形結(jié)構(gòu)），可以實(shí)現(xiàn)對(duì)特定頻率振動(dòng)的有效隔離。

(3)優(yōu)化懸置點(diǎn)位置：懸置點(diǎn)的選擇對(duì)振動(dòng)傳遞特性有顯著影響。通過合理的懸置點(diǎn)布局和距離調(diào)整，可以改變振動(dòng)傳遞路徑，降低關(guān)鍵位置的振動(dòng)幅值。通常需要進(jìn)行詳細(xì)的動(dòng)力學(xué)分析來確定最優(yōu)懸置點(diǎn)位置。

2.阻尼減振器：

(1)設(shè)計(jì)調(diào)諧質(zhì)量阻尼器(TMD)：這是一種典型的主動(dòng)/半主動(dòng)振動(dòng)控制裝置。它由一個(gè)質(zhì)量塊、彈簧和阻尼器組成，安裝在振動(dòng)系統(tǒng)（如發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)）上。通過精確調(diào)諧TMD的質(zhì)量、彈簧剛度和阻尼器的參數(shù)，使其在目標(biāo)振動(dòng)頻率下產(chǎn)生與主振動(dòng)系統(tǒng)振幅相等但相位相反的振動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)減振。TMD可以針對(duì)單一頻率或窄帶頻率進(jìn)行有效控制。

(2)采用液壓阻尼器：通過控制液壓油的流動(dòng)來提供可調(diào)的阻尼力。結(jié)合電控或機(jī)電執(zhí)行機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)阻尼特性的實(shí)時(shí)調(diào)整，從而適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)工況變化和不同頻率的振動(dòng)控制需求。這種阻尼器通常用于半主動(dòng)或主動(dòng)振動(dòng)控制系統(tǒng)。

(3)使用粘彈性阻尼材料：這種材料同時(shí)具有彈性儲(chǔ)能和粘性耗能的特性，在振動(dòng)作用下能有效吸收能量。它可以用于制造阻尼器元件，或者直接作為隔振墊的材料。粘彈性材料的性能會(huì)隨溫度變化，選擇時(shí)需考慮工作溫度范圍。

3.智能主動(dòng)控制：

(1)通過傳感器監(jiān)測(cè)振動(dòng)信號(hào)：在發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵部位或車內(nèi)指定位置布置加速度傳感器、位移傳感器等，實(shí)時(shí)采集振動(dòng)信號(hào)。

(2)實(shí)時(shí)調(diào)整執(zhí)行器工作狀態(tài)：將采集到的振動(dòng)信號(hào)輸入控制器（如ECU），控制器根據(jù)預(yù)設(shè)的控制算法（如PID、自適應(yīng)控制、模糊控制等）計(jì)算出對(duì)執(zhí)行器（如電控油門、可變氣門正時(shí)/升程執(zhí)行器、主動(dòng)懸架執(zhí)行器等）的控制指令，實(shí)時(shí)調(diào)整其工作狀態(tài)，以抑制振動(dòng)。

(3)采用自適應(yīng)算法優(yōu)化控制策略：由于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況復(fù)雜多變，振動(dòng)特性也隨之變化。自適應(yīng)控制算法能夠在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)狀態(tài)和環(huán)境變化，自動(dòng)調(diào)整控制參數(shù)，使控制系統(tǒng)始終工作在最優(yōu)狀態(tài)，提高控制精度和魯棒性。

三、振動(dòng)控制效果評(píng)估

（一）測(cè)試方法與指標(biāo)

1.測(cè)試設(shè)備：

(1)振動(dòng)傳感器：加速度計(jì)用于測(cè)量振動(dòng)強(qiáng)度和頻率成分，通常安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、曲軸箱、懸置點(diǎn)、車架等位置；位移計(jì)用于測(cè)量相對(duì)位移，常用于測(cè)量懸置系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。傳感器需具有良好的頻率響應(yīng)和靈敏度。

(2)聲級(jí)計(jì)與頻譜分析儀：用于測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲及傳遞至車內(nèi)的聲壓級(jí)，并分析噪聲的頻率構(gòu)成。需要按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行校準(zhǔn)和使用，確保測(cè)量準(zhǔn)確。

(3)人體生物力學(xué)測(cè)量設(shè)備：如測(cè)量駕駛員和乘客的加速度響應(yīng)（如座椅、方向盤），評(píng)估振動(dòng)對(duì)人體舒適度的影響。常使用生物力學(xué)傳感器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

2.評(píng)估指標(biāo)：

(1)主導(dǎo)頻率幅值降低率(%)：指在主要振動(dòng)頻率點(diǎn)上，采取控制措施前后的振動(dòng)幅值（加速度或位移有效值）的下降百分比。這是衡量振動(dòng)控制效果最直觀的指標(biāo)之一。

(2)駕駛艙振動(dòng)總有效值(TEV-TotalEffectiveValue)：TEV是ISO2631標(biāo)準(zhǔn)中用于評(píng)價(jià)人體承受振動(dòng)舒適度的綜合指標(biāo)，它將人體對(duì)垂直、水平（前后、左右）三個(gè)方向振動(dòng)的感受進(jìn)行加權(quán)合成。TEV的降低直接反映了乘坐舒適性的提升。

(3)振動(dòng)傳遞率(TTR-TransmissionRate)：指發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)通過懸置系統(tǒng)等傳遞到車架或乘坐艙的效率。通常用傳遞率（傳遞到車內(nèi)的振動(dòng)幅值/發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)幅值）表示，TTR的降低意味著更有效的振動(dòng)隔離。

(4)乘客舒適度評(píng)價(jià)分值：可以采用主觀評(píng)價(jià)方法（如ISO2631/1中規(guī)定的舒適度評(píng)價(jià)曲線，將TEV值轉(zhuǎn)換為主觀評(píng)價(jià)分值）或結(jié)合人體模型仿真結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，反映乘員的主觀感受。

（二）案例分析與數(shù)據(jù)

1.某車型振動(dòng)控制前后對(duì)比：

-測(cè)試工況：怠速（600RPM），中速巡航（2000RPM）

-主導(dǎo)頻率：怠速時(shí)150Hz±10Hz，中速巡航時(shí)2000Hz±200Hz

-控制措施：優(yōu)化燃燒系統(tǒng)、改進(jìn)懸置設(shè)計(jì)、采用可變?nèi)莘e排氣消音器

-降噪效果：怠速時(shí)主要振動(dòng)頻率幅值降低約35%，中速巡航時(shí)主導(dǎo)頻率幅值降低約28%

-舒適度提升：駕駛艙TEV在怠速時(shí)降低40%，中速巡航時(shí)降低22%，主觀評(píng)價(jià)分值提升明顯

2.不同控制技術(shù)的效果對(duì)比（基于仿真或試驗(yàn)數(shù)據(jù)）：

-本體優(yōu)化：對(duì)基礎(chǔ)車型實(shí)施燃燒系統(tǒng)優(yōu)化和部件輕量化，主導(dǎo)頻率振動(dòng)幅值降低約15-20%

-進(jìn)排氣控制：在優(yōu)化基礎(chǔ)上增加針對(duì)性的排氣和進(jìn)氣系統(tǒng)控制措施，綜合降噪幅值提升至40-50%

-主動(dòng)控制：在上述基礎(chǔ)上增加TMD或智能主動(dòng)控制系統(tǒng)，針對(duì)特定窄帶頻率的振動(dòng)抑制效果可達(dá)60%以上，但對(duì)寬頻振動(dòng)控制效果有限，且增加系統(tǒng)復(fù)雜度和成本

（三）優(yōu)化建議

1.優(yōu)化設(shè)計(jì)流程：

(1)建立多目標(biāo)優(yōu)化模型：綜合考慮振動(dòng)幅值、噪聲水平、油耗、成本、耐久性等多個(gè)目標(biāo)，利用優(yōu)化算法（如拓?fù)鋬?yōu)化、形狀優(yōu)化）指導(dǎo)早期設(shè)計(jì)。

(2)采用仿真與試驗(yàn)結(jié)合驗(yàn)證：在設(shè)計(jì)階段利用CAE軟件進(jìn)行多物理場(chǎng)耦合仿真（結(jié)構(gòu)、流體、熱、振動(dòng)噪聲），預(yù)測(cè)控制效果；通過樣機(jī)試驗(yàn)驗(yàn)證仿真結(jié)果，并進(jìn)行迭代改進(jìn)。

(3)實(shí)施迭代優(yōu)化改進(jìn)：根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果反饋，不斷調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)，逐步優(yōu)化振動(dòng)控制效果?？刹捎迷O(shè)計(jì)-分析-試驗(yàn)-再設(shè)計(jì)（DFMEA）的閉環(huán)開發(fā)模式。

2.新技術(shù)應(yīng)用：

(1)探索復(fù)合材料在振動(dòng)控制中的應(yīng)用：研究更高性能、更輕量化、具有自阻尼特性的復(fù)合材料在發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵部件（如氣缸蓋、缸體局部結(jié)構(gòu)）上的應(yīng)用潛力，以減輕重量并改善振動(dòng)特性。

(2)開發(fā)智能主動(dòng)控制算法：研究基于機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)的自適應(yīng)控制算法，提高主動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)復(fù)雜工況下振動(dòng)特性的感知和抑制能力。

(3)研究磁流變減振材料性能：磁流變材料具有可控的阻尼特性，通過施加磁場(chǎng)可以實(shí)時(shí)改變其阻尼力，為開發(fā)智能、高效、低成本的主動(dòng)/半主動(dòng)減振器提供新途徑。

3.成本控制策略：

(1)優(yōu)化材料選擇與工藝方案：在保證性能的前提下，選擇性價(jià)比更高的材料，并優(yōu)化制造工藝（如精密鑄造、粉末冶金、3D打印等），降低生產(chǎn)成本。

(2)實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化模塊化設(shè)計(jì)：對(duì)于振動(dòng)控制相關(guān)的部件（如懸置系統(tǒng)、部分排氣組件），推行標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化設(shè)計(jì)，提高零部件的通用性和互換性，降低研發(fā)和制造成本。

(3)推進(jìn)振動(dòng)控制技術(shù)共享：在研發(fā)團(tuán)隊(duì)內(nèi)部或跨部門之間，建立振動(dòng)控制技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的知識(shí)庫(kù)，促進(jìn)最佳實(shí)踐的傳播和應(yīng)用，避免重復(fù)研究和無效投入。

一、車用發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)控制技術(shù)概述

車用發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)控制技術(shù)是汽車NVH（噪聲、振動(dòng)與聲振粗糙度）工程領(lǐng)域的重要組成部分，旨在降低發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)，提升駕駛舒適性，并減少對(duì)車內(nèi)乘客的干擾。發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)主要來源于燃燒過程、機(jī)械運(yùn)動(dòng)、進(jìn)排氣系統(tǒng)以及不平衡質(zhì)量等因素。通過采用合理的振動(dòng)控制策略和技術(shù)手段，可以有效抑制振動(dòng)傳遞，改善整車NVH性能。

（一）振動(dòng)控制技術(shù)的重要性

1.提升駕駛舒適性：發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)會(huì)直接傳遞至駕駛艙，影響駕駛員的舒適感。

2.降低乘客干擾：振動(dòng)通過車身結(jié)構(gòu)傳播，可能導(dǎo)致車內(nèi)乘員感到不適。

3.延長(zhǎng)部件壽命：長(zhǎng)期振動(dòng)作用會(huì)加速相關(guān)部件的疲勞損傷。

4.提高整車品質(zhì)感：良好的振動(dòng)控制是汽車高品質(zhì)的重要體現(xiàn)。

（二）振動(dòng)控制的主要來源

1.燃燒過程：燃燒不均勻、爆發(fā)壓力波動(dòng)導(dǎo)致周期性振動(dòng)。

2.機(jī)械運(yùn)動(dòng)：活塞連桿、曲軸、配氣機(jī)構(gòu)的不平衡運(yùn)動(dòng)。

3.進(jìn)排氣系統(tǒng)：氣門開關(guān)、排氣脈沖共振引起的振動(dòng)。

4.轉(zhuǎn)子不平衡：曲軸、飛輪等旋轉(zhuǎn)部件的質(zhì)量不平衡。

二、振動(dòng)控制核心技術(shù)

（一）發(fā)動(dòng)機(jī)本體設(shè)計(jì)優(yōu)化

1.改進(jìn)燃燒系統(tǒng)：

(1)優(yōu)化燃燒室形狀，減少壓力波動(dòng)。

(2)采用分層燃燒技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更平穩(wěn)的燃燒過程。

(3)調(diào)整點(diǎn)火提前角，使燃燒更均勻。

2.減輕reciprocatingparts重量：

(1)采用鋁合金材料制造活塞、連桿。

(2)優(yōu)化曲軸旋轉(zhuǎn)質(zhì)量分布，減少不平衡量。

(3)使用復(fù)合材料制造氣門彈簧。

3.結(jié)構(gòu)阻尼設(shè)計(jì)：

(1)在關(guān)鍵部件增加阻尼材料層。

(2)設(shè)計(jì)薄壁結(jié)構(gòu)以吸收振動(dòng)能量。

(3)采用隔振結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，隔離振動(dòng)源。

（二）進(jìn)排氣系統(tǒng)振動(dòng)控制

1.排氣脈沖控制：

(1)優(yōu)化排氣管長(zhǎng)度和直徑，利用管路共振降低噪聲。

(2)設(shè)置排氣消音器，吸收高頻振動(dòng)能量。

(3)采用可變?nèi)莘e消音器，適應(yīng)不同工況。

2.進(jìn)氣系統(tǒng)優(yōu)化：

(1)設(shè)計(jì)進(jìn)氣歧管共振腔，降低進(jìn)氣噪聲。

(2)采用多腔共振技術(shù)，擴(kuò)大降噪頻帶。

(3)優(yōu)化進(jìn)氣道形狀，減少湍流振動(dòng)。

（三）主動(dòng)振動(dòng)控制技術(shù)

1.防振器系統(tǒng)：

(1)安裝發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)，隔離振動(dòng)傳遞。

(2)采用橡膠隔振墊，降低振動(dòng)幅值。

(3)優(yōu)化懸置點(diǎn)位置，減少振動(dòng)傳遞路徑。

2.阻尼減振器：

(1)設(shè)計(jì)調(diào)諧質(zhì)量阻尼器(TMD)，吸收特定頻率振動(dòng)。

(2)采用液壓阻尼器，調(diào)節(jié)振動(dòng)衰減特性。

(3)使用粘彈性阻尼材料，提高減振效率。

3.智能主動(dòng)控制：

(1)通過傳感器監(jiān)測(cè)振動(dòng)信號(hào)。

(2)實(shí)時(shí)調(diào)整執(zhí)行器工作狀態(tài)。

(3)采用自適應(yīng)算法優(yōu)化控制策略。

三、振動(dòng)控制效果評(píng)估

（一）測(cè)試方法與指標(biāo)

1.測(cè)試設(shè)備：

(1)振動(dòng)傳感器：加速度計(jì)、位移計(jì)。

(2)聲級(jí)計(jì)：測(cè)量振動(dòng)傳遞至駕駛艙的聲壓級(jí)。

(3)頻譜分析儀：分析振動(dòng)主要頻率成分。

2.評(píng)估指標(biāo)：

(1)主導(dǎo)頻率幅值降低率(%)。

(2)駕駛艙振動(dòng)總有效值(TEV)。

(3)振動(dòng)傳遞率(TTR)。

(4)乘客舒適度評(píng)價(jià)分值。

（二）案例分析與數(shù)據(jù)

1.某車型振動(dòng)控制前后對(duì)比：

-主導(dǎo)頻率：2000Hz±500Hz

-降噪效果：振動(dòng)幅值降低42%

-舒適度提升：NVH評(píng)價(jià)分值提高35%

2.不同控制技術(shù)的效果對(duì)比：

-本體優(yōu)化：主導(dǎo)頻率降低18%

-進(jìn)排氣控制：降噪幅值提升25%

-主動(dòng)控制：綜合降噪效果達(dá)60%

（三）優(yōu)化建議

1.優(yōu)化設(shè)計(jì)流程：

(1)建立多目標(biāo)優(yōu)化模型。

(2)采用仿真與試驗(yàn)結(jié)合驗(yàn)證。

(3)實(shí)施迭代優(yōu)化改進(jìn)。

2.新技術(shù)應(yīng)用：

(1)探索復(fù)合材料在振動(dòng)控制中的應(yīng)用。

(2)開發(fā)智能主動(dòng)控制算法。

(3)研究磁流變減振材料性能。

3.成本控制策略：

(1)優(yōu)化材料選擇與工藝方案。

(2)實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化模塊化設(shè)計(jì)。

(3)推進(jìn)振動(dòng)控制技術(shù)共享。

一、車用發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)控制技術(shù)概述

（一）振動(dòng)控制技術(shù)的重要性

1.提升駕駛舒適性：發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)會(huì)直接傳遞至座椅、方向盤、踏板等，引起駕駛員身體不適，影響駕駛疲勞度和專注度。通過有效控制振動(dòng)，可以使駕駛者長(zhǎng)時(shí)間保持平穩(wěn)舒適的駕駛狀態(tài)。

2.降低乘客干擾：振動(dòng)不僅影響駕駛員，也會(huì)通過車身結(jié)構(gòu)傳遞給車內(nèi)其他乘客，造成顛簸感和煩躁感，尤其是在乘坐舒適性要求較高的車輛上。良好的振動(dòng)控制能顯著提升全體乘員的乘坐體驗(yàn)。

3.延長(zhǎng)部件壽命：持續(xù)的振動(dòng)載荷會(huì)加速發(fā)動(dòng)機(jī)本體、懸置系統(tǒng)、車身及附件（如空調(diào)壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)等）的疲勞損傷和磨損，縮短部件使用壽命，增加維護(hù)成本。合理的振動(dòng)控制設(shè)計(jì)有助于延長(zhǎng)整車關(guān)鍵部件的維護(hù)周期。

4.提高整車品質(zhì)感：低噪聲、低振動(dòng)是衡量汽車品質(zhì)的重要指標(biāo)。卓越的NVH性能是高端汽車品牌的核心競(jìng)爭(zhēng)力之一，良好的振動(dòng)控制直接關(guān)系到車輛的感知價(jià)值和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

（二）振動(dòng)控制的主要來源

1.燃燒過程：發(fā)動(dòng)機(jī)作為內(nèi)燃機(jī)，其工作原理基于周期性的燃燒爆炸。燃燒不均勻、火焰?zhèn)鞑ニ俣茸兓⒒旌蠚鉂舛炔▌?dòng)等都會(huì)導(dǎo)致燃燒壓力產(chǎn)生周期性波動(dòng)，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為強(qiáng)烈的振動(dòng)。特別是當(dāng)燃燒在缸內(nèi)發(fā)生非對(duì)稱或多峰爆發(fā)時(shí)，產(chǎn)生的振動(dòng)更為復(fù)雜和劇烈。

2.機(jī)械運(yùn)動(dòng)：發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部存在大量做往復(fù)運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的部件，如活塞、連桿、曲軸、凸輪軸、氣門機(jī)構(gòu)等。這些部件在運(yùn)動(dòng)過程中存在不平衡質(zhì)量，以及運(yùn)動(dòng)副之間的間隙和彈性變形，都會(huì)產(chǎn)生慣性力和力矩，形成周期性的振動(dòng)。例如，曲軸的不平衡質(zhì)量會(huì)在旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生離心力，推動(dòng)氣缸體。

3.進(jìn)排氣系統(tǒng)：進(jìn)氣歧管和排氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形狀會(huì)對(duì)其產(chǎn)生聲波和振動(dòng)的傳播特性產(chǎn)生影響。排氣脈沖在管路中反射和干涉，可能形成共振，產(chǎn)生較大的振動(dòng)和噪聲。進(jìn)氣歧管內(nèi)的氣流脈動(dòng)也會(huì)引起振動(dòng)。

4.轉(zhuǎn)子不平衡：即使是設(shè)計(jì)精良的曲軸，也無法做到理論上的完全平衡。飛輪、正時(shí)齒輪等旋轉(zhuǎn)部件也存在一定的質(zhì)量偏心。這些不平衡質(zhì)量在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力是發(fā)動(dòng)機(jī)主要振動(dòng)源之一。

5.部件松動(dòng)與間隙：發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，各部件之間因熱脹冷縮、載荷變化等因素可能產(chǎn)生相對(duì)位移或松動(dòng)，導(dǎo)致額外的沖擊性振動(dòng)。

二、振動(dòng)控制核心技術(shù)

（一）發(fā)動(dòng)機(jī)本體設(shè)計(jì)優(yōu)化

1.改進(jìn)燃燒系統(tǒng)：

(1)優(yōu)化燃燒室形狀：通過改變?nèi)紵胰莘e、形狀和渦流設(shè)計(jì)，使混合氣更均勻，燃燒更穩(wěn)定，減少燃燒壓力的峰值和波動(dòng)幅度。例如，采用淺盆形燃燒室或DOHC凸輪軸設(shè)計(jì)，以獲得更平緩的燃燒壓力曲線。

(2)采用分層燃燒技術(shù)：將新鮮空氣和燃油在缸內(nèi)進(jìn)行空間上的分層分布，使燃油在壓縮沖程后期和做功沖程初期噴入，實(shí)現(xiàn)稀薄燃燒或混合氣濃度分層，燃燒更徹底、更穩(wěn)定，減少爆震和不完全燃燒帶來的壓力波動(dòng)。

(3)調(diào)整點(diǎn)火提前角：通過精確控制點(diǎn)火時(shí)刻，使燃燒過程的峰值壓力出現(xiàn)在更有利于動(dòng)力輸出和減少振動(dòng)的時(shí)間點(diǎn)。采用多缸獨(dú)立點(diǎn)火系統(tǒng)，可以更靈活地控制各缸的燃燒過程，減少因各缸工作不同步引起的振動(dòng)。

2.減輕reciprocatingparts重量：

(1)采用鋁合金材料制造活塞、連桿：相比傳統(tǒng)的鑄鐵材料，鋁合金密度更低，在保證足夠強(qiáng)度和剛度的前提下，可以顯著減輕活塞和連桿的重量，從而大幅降低它們?cè)谶\(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的慣性力，減少振動(dòng)。

(2)優(yōu)化曲軸旋轉(zhuǎn)質(zhì)量分布：在保證強(qiáng)度和剛度要求的前提下，通過改變曲柄半徑、軸徑分布、采用鍛造工藝等方式，優(yōu)化曲軸的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量分布，使其更接近平衡狀態(tài)，減少離心力及其引起的振動(dòng)。

(3)使用復(fù)合材料制造氣門彈簧：對(duì)于高性能發(fā)動(dòng)機(jī)，氣門彈簧是重要的振動(dòng)源。采用碳纖維等復(fù)合材料制造氣門彈簧，可以在保持彈簧剛度的情況下大幅減輕重量，降低氣門機(jī)構(gòu)自身的慣性振動(dòng)。

3.結(jié)構(gòu)阻尼設(shè)計(jì)：

(1)在關(guān)鍵部件增加阻尼材料層：在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋等薄壁件上粘貼或嵌入高分子聚合物阻尼材料，利用材料的內(nèi)摩擦吸收振動(dòng)能量，降低振動(dòng)幅值和傳遞。阻尼材料的選擇需考慮工作溫度范圍和耐久性。

(2)設(shè)計(jì)薄壁結(jié)構(gòu)以吸收振動(dòng)能量：通過有限元分析等手段，優(yōu)化缸體、缸蓋等部件的壁厚和結(jié)構(gòu)形狀，使其在特定頻率下產(chǎn)生局部共振，將振動(dòng)能量吸收在局部區(qū)域，從而抑制整體振動(dòng)。

(3)采用隔振結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，隔離振動(dòng)源：在發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，通過合理選擇懸置元件的剛度和阻尼特性，將發(fā)動(dòng)機(jī)本體產(chǎn)生的振動(dòng)有效隔離，防止其直接傳遞至車架和乘坐艙。這通常涉及對(duì)懸置點(diǎn)位置、懸置元件類型（如橡膠、液壓、螺旋彈簧等）和安裝方式的選擇。

（二）進(jìn)排氣系統(tǒng)振動(dòng)控制

1.排氣脈沖控制：

(1)優(yōu)化排氣管長(zhǎng)度和直徑：利用管長(zhǎng)與管徑對(duì)排氣氣流相位的調(diào)節(jié)作用，使不同氣缸的排氣脈沖在排氣管中發(fā)生相長(zhǎng)或相消干涉，從而在特定頻率下形成排氣消音效果，降低排氣噪聲和振動(dòng)。通常需要針對(duì)不同轉(zhuǎn)速和負(fù)荷點(diǎn)進(jìn)行精細(xì)調(diào)校。

(2)設(shè)置排氣消音器：在排氣管中安裝阻性消音器、抗性消音器或復(fù)合式消音器。阻性消音器利用吸音材料吸收聲能；抗性消音器通過設(shè)置阻抗突變（如穿孔板、擴(kuò)張室）使聲波反射干涉而衰減；復(fù)合式消音器結(jié)合兩者效果。消音器的設(shè)計(jì)需兼顧降噪效果和排氣背壓控制。

(3)采用可變?nèi)莘e消音器：通過改變消音器內(nèi)部容積的方式，使其在寬轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)都能對(duì)目標(biāo)頻率范圍內(nèi)的振動(dòng)能量進(jìn)行有效吸收，實(shí)現(xiàn)更寬頻帶的振動(dòng)控制。

2.進(jìn)氣系統(tǒng)優(yōu)化：

(1)設(shè)計(jì)進(jìn)氣歧管共振腔：在進(jìn)氣歧管中設(shè)計(jì)特定的容積結(jié)構(gòu)，使其在進(jìn)氣門關(guān)閉后形成駐波腔，利用腔體的共振特性，在特定頻率下增強(qiáng)或削弱進(jìn)氣噪聲，降低其對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性和駕駛舒適性的影響。

(2)采用多腔共振技術(shù)：將進(jìn)氣歧管劃分為多個(gè)獨(dú)立或耦合的腔室，通過調(diào)整各腔室的容積和連接方式，擴(kuò)展降噪頻帶，實(shí)現(xiàn)對(duì)更寬頻率范圍內(nèi)進(jìn)氣噪聲的控制。

(3)優(yōu)化進(jìn)氣道形狀：采用光順的流道設(shè)計(jì)，減少氣流在進(jìn)氣門、進(jìn)氣歧管內(nèi)的湍流和壓力脈動(dòng)，從源頭上降低進(jìn)氣噪聲和振動(dòng)。

（三）主動(dòng)振動(dòng)控制技術(shù)

1.防振器系統(tǒng)（被動(dòng)隔振）：

(1)安裝發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)：這是最常見的被動(dòng)隔振措施。通過在發(fā)動(dòng)機(jī)與車架之間設(shè)置具有特定剛度和阻尼特性的懸置元件（如橡膠襯套、液壓襯套、彈簧等），將發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)能量吸收或隔離，減少振動(dòng)向車內(nèi)的傳遞。懸置系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要綜合考慮傳遞率、隔振效率、安裝空間、成本和耐久性。

(2)采用橡膠隔振墊：對(duì)于低頻振動(dòng)控制，橡膠材料因其良好的彈性和阻尼特性而被廣泛應(yīng)用。通過選擇合適的橡膠配方和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（如多層復(fù)合、波形結(jié)構(gòu)），可以實(shí)現(xiàn)對(duì)特定頻率振動(dòng)的有效隔離。

(3)優(yōu)化懸置點(diǎn)位置：懸置點(diǎn)的選擇對(duì)振動(dòng)傳遞特性有顯著影響。通過合理的懸置點(diǎn)布局和距離調(diào)整，可以改變振動(dòng)傳遞路徑，降低關(guān)鍵位置的振動(dòng)幅值。通常需要進(jìn)行詳細(xì)的動(dòng)力學(xué)分析來確定最優(yōu)懸置點(diǎn)位置。

2.阻尼減振器：

(1)設(shè)計(jì)調(diào)諧質(zhì)量阻尼器(TMD)：這是一種典型的主動(dòng)/半主動(dòng)振動(dòng)控制裝置。它由一個(gè)質(zhì)量塊、彈簧和阻尼器組成，安裝在振動(dòng)系統(tǒng)（如發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)）上。通過精確調(diào)諧TMD的質(zhì)量、彈簧剛度和阻尼器的參數(shù)，使其在目標(biāo)振動(dòng)頻率下產(chǎn)生與主振動(dòng)系統(tǒng)振幅相等但相位相反的振動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)減振。TMD可以針對(duì)單一頻率或窄帶頻率進(jìn)行有效控制。

(2)采用液壓阻尼器：通過控制液壓油的流動(dòng)來提供可調(diào)的阻尼力。結(jié)合電控或機(jī)電執(zhí)行機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)阻尼特性的實(shí)時(shí)調(diào)整，從而適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)工況變化和不同頻率的振動(dòng)控制需求。這種阻尼器通常用于半主動(dòng)或主動(dòng)振動(dòng)控制系統(tǒng)。

(3)使用粘彈性阻尼材料：這種材料同時(shí)具有彈性儲(chǔ)能和粘性耗能的特性，在振動(dòng)作用下能有效吸收能量。它可以用于制造阻尼器元件，或者直接作為隔振墊的材料。粘彈性材料的性能會(huì)隨溫度變化，選擇時(shí)需考慮工作溫度范圍。

3.智能主動(dòng)控制：

(1)通過傳感器監(jiān)測(cè)振動(dòng)信號(hào)：在發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵部位或車內(nèi)指定位置布置加速度傳感器、位移傳感器等，實(shí)時(shí)采集振動(dòng)信號(hào)。

(2)實(shí)時(shí)調(diào)整執(zhí)行器工作狀態(tài)：將采集到的振動(dòng)信號(hào)輸入控制器（如ECU），控制器根據(jù)預(yù)設(shè)的控制算法（如PID、自適應(yīng)控制、模糊控制等）計(jì)算出對(duì)執(zhí)行器（如電控油門、可變氣門正時(shí)/升程執(zhí)行器、主動(dòng)懸架執(zhí)行器等）的控制指令，實(shí)時(shí)調(diào)整其工作狀態(tài)，以抑制振動(dòng)。

(3)采用自適應(yīng)算法優(yōu)化控制策略：由于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況復(fù)雜多變，振動(dòng)特性也隨之變化。自適應(yīng)控制算法能夠在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)狀態(tài)和環(huán)境變化，自動(dòng)調(diào)整控制參數(shù)，使控制系統(tǒng)始終工作在最優(yōu)狀態(tài)，提高控制精度和魯棒性。

三、振動(dòng)控制效果評(píng)估

（一）測(cè)試方法與指標(biāo)

1.測(cè)試設(shè)備：

(1)振動(dòng)傳感器：加速度計(jì)用于測(cè)量振動(dòng)強(qiáng)度和頻率成分，通常安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、曲軸箱、懸置點(diǎn)、車架等位置；位移計(jì)用于測(cè)量相對(duì)位移，常用于測(cè)量懸置系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。傳感器需具有良好的頻率響應(yīng)和靈敏度。

(2)聲級(jí)計(jì)與頻譜分析儀：用于測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲及傳遞至車內(nèi)的聲壓級(jí)，并分析噪聲的頻率構(gòu)成。需要按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行校準(zhǔn)和使用，確保測(cè)量準(zhǔn)確。

(3)人體生物力學(xué)測(cè)量設(shè)備：如測(cè)量駕駛員和乘客的加速度響應(yīng)（如座椅、方向盤），評(píng)估振動(dòng)對(duì)人體舒適度的影響。常使用生物力學(xué)傳感器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

2.評(píng)估指標(biāo)：

(1)主導(dǎo)頻率幅值降低率(%)：指在主要振動(dòng)頻率點(diǎn)上，采取控制措施前后的振動(dòng)幅值（加速度或位移有效值）的下降百分比。這是衡量振動(dòng)控制效果最直觀的指標(biāo)之一。

(2)駕駛艙振動(dòng)總有效值(TEV-TotalEffectiveValue)：TEV是ISO2631標(biāo)準(zhǔn)中用于評(píng)價(jià)人體承受振動(dòng)舒適度的綜合指標(biāo)，它將人體對(duì)垂直、水平（