NVH性能試驗(yàn)7.3.1車輛NVH

基本概念和國內(nèi)外現(xiàn)狀□NVH

基本概念

NVHN

H噪聲

振動(dòng)

聲振粗糙度NoiseVibrationHarshness汽車試驗(yàn)技術(shù)動(dòng)力總成系統(tǒng)不

平

衡不境激勵(lì)源：氣流、環(huán)境噪聲..Input激勵(lì)著車身System(車身+底盤)方向盤抖振座椅攝動(dòng)后

視

振

動(dòng)車中Output響應(yīng)聽覺

視覺

觸覺ACOUSTIC

VISUAL

TACTILE7.3.1車輛NVH

基本概念和國內(nèi)外現(xiàn)狀□NVH

國內(nèi)外現(xiàn)狀國內(nèi)自主研發(fā)的試驗(yàn)分析系統(tǒng)與國外大公司還存在以下差距：■缺乏試驗(yàn)技術(shù)對汽車產(chǎn)品開發(fā)重要性的認(rèn)識(shí)■缺乏試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)的積累，缺乏試驗(yàn)高級(jí)工程技術(shù)人才■缺乏完整的試驗(yàn)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)。目前，中國汽車工業(yè)在試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)規(guī)范、

試驗(yàn)設(shè)施以及試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫上均遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國外■缺乏試驗(yàn)設(shè)施，投入不夠，試驗(yàn)設(shè)備落后汽車試驗(yàn)技術(shù)NVH性能試驗(yàn)汽車試驗(yàn)技術(shù)7.3.2

NVH試驗(yàn)的意義NVH

性能非常重要——駕乘人員直觀感受□

NVH對顧客非常重要——NVH的好壞是顧客購買汽車的一個(gè)非常重要的因素□

NVH影響顧客的滿意度——在所有顧客不滿意的問題中，約有1/3是與NVH有關(guān)

口

NVH

影響到售后服務(wù)——約1/5的售后服務(wù)與NVH有關(guān)對手推動(dòng)顧客訴求政府法規(guī)企業(yè)競爭7.3.2

NVH試驗(yàn)的意義口

在新車型開發(fā)過程中的應(yīng)用■調(diào)研并確定整車目標(biāo)■整車仿真分析并匹配子系統(tǒng)目標(biāo)■通過元件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)子系統(tǒng)和整車的性能目標(biāo)■樣車的試驗(yàn)與調(diào)整汽車試驗(yàn)技術(shù)7.3.2

NVH試驗(yàn)的意義口

在現(xiàn)有車型NVH

性能改善過程中的應(yīng)用■(1)對于用戶提出的車輛存在的不明的、異常的噪聲振動(dòng)進(jìn)行測試，給出一定的主客觀評(píng)價(jià)結(jié)果。這些工作要求對測量方法和測量儀器的掌握和正確運(yùn)用。■(2)根據(jù)步驟(1)的測試結(jié)果，對存在的噪聲振動(dòng)問題有了初步的了解后，進(jìn)行噪聲振動(dòng)源識(shí)別、噪聲振動(dòng)源傳遞路徑分析等試驗(yàn)方案的制定，進(jìn)行試驗(yàn)分析，分析的試驗(yàn)結(jié)

果可以與CAE仿真計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行對比，使得故障診斷和噪聲振動(dòng)源的識(shí)別更加準(zhǔn)確?！?3)根據(jù)測試分析的結(jié)果進(jìn)行有效的工程治理，實(shí)施降噪減振，達(dá)到客戶的要求。實(shí)現(xiàn)

降噪減振的基本方法：■

A、消除振動(dòng)噪聲產(chǎn)生的根源。這涉及到修改產(chǎn)生振動(dòng)噪聲的零部件結(jié)構(gòu)，例如改善其

振動(dòng)特性，避免共振■B、切斷振動(dòng)噪聲傳遞的路徑。涉及到對結(jié)構(gòu)振動(dòng)傳遞特性的分析和改進(jìn)，使之對振動(dòng)

噪聲具有明顯的衰減作用而不是放大。汽車試驗(yàn)技術(shù)NVH

性能試驗(yàn)7.3.3機(jī)械振動(dòng)基礎(chǔ)口

機(jī)械振動(dòng)的概念振動(dòng)是指機(jī)械或結(jié)構(gòu)圍繞其平衡位置作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。從廣義上講，表征運(yùn)動(dòng)的物理量作時(shí)而增大時(shí)而減小的反復(fù)變化，就可以稱這種運(yùn)動(dòng)為振動(dòng)。

如果變化的物理量是機(jī)械量或力學(xué)量，例如物體的位移、速度、加速度、應(yīng)力及應(yīng)變、噪聲等，這種振動(dòng)便稱為機(jī)械振動(dòng)。汽車試驗(yàn)技術(shù)7.3.3機(jī)械振動(dòng)基礎(chǔ)口

機(jī)械振動(dòng)的分類機(jī)械振動(dòng)汽車試驗(yàn)技術(shù)描述系統(tǒng)微分方程激勵(lì)類型自由度數(shù)響應(yīng)類型單自由度系統(tǒng)振動(dòng)多自由度系統(tǒng)振動(dòng)彈性體(或連續(xù)體)振動(dòng)汽車試驗(yàn)技術(shù)7.3.3機(jī)械振動(dòng)基礎(chǔ)口

機(jī)械振動(dòng)的分類自由度數(shù)7.3.3機(jī)械振動(dòng)基礎(chǔ)■單自由度系統(tǒng)振動(dòng)——用一個(gè)獨(dú)立坐標(biāo)就能確定系統(tǒng)的振動(dòng)，如單擺模型的振動(dòng)

(見圖4.4)?！龆嘧杂啥认到y(tǒng)振動(dòng)——用多個(gè)獨(dú)立坐標(biāo)才能確定系統(tǒng)的振動(dòng)。例如，剛桿限于在

一個(gè)鉛垂平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，且其重心限于沿鉛垂線運(yùn)動(dòng)(見圖4.5)?！鰪椥泽w(或連續(xù)體)振動(dòng)——須用無限多個(gè)獨(dú)立坐標(biāo)才能確定的系統(tǒng)振動(dòng)，也稱

為無限自由度系統(tǒng)振動(dòng)，以區(qū)別以上的單自由度和多自由度系統(tǒng)振動(dòng)(有限自由度系統(tǒng)振動(dòng)),如梁的振動(dòng)。汽車試驗(yàn)技術(shù)圖4.4單自由度振動(dòng)模型圖4.5兩自由度振動(dòng)模型汽車試驗(yàn)技術(shù)7.3.3機(jī)械振動(dòng)基礎(chǔ)口

機(jī)械振動(dòng)的分類自由振動(dòng)強(qiáng)迫振動(dòng)自激振動(dòng)激勵(lì)類型7.3.3機(jī)械振動(dòng)基礎(chǔ)■自由振動(dòng)——系統(tǒng)受初始干擾或原有的外激勵(lì)取消后產(chǎn)生的振動(dòng)，如錘擊產(chǎn)生

的振動(dòng)。見圖4.6?！鰪?qiáng)迫振動(dòng)——系統(tǒng)在外激勵(lì)力作用下產(chǎn)生的振動(dòng)。強(qiáng)迫振動(dòng)最明顯的特征是振

動(dòng)系統(tǒng)的響應(yīng)頻率等于外界的激勵(lì)頻率。見圖4.7?！鲎约ふ駝?dòng)——系統(tǒng)在輸入和輸出之間具有反饋特性并有能源補(bǔ)充而產(chǎn)生的振動(dòng)，

如顫振。汽車試驗(yàn)技術(shù)圖4.7強(qiáng)迫振動(dòng)模型圖4.6自由振動(dòng)模型簡諧振動(dòng)周期振動(dòng)響應(yīng)類型瞬態(tài)振動(dòng)隨機(jī)振動(dòng)汽車試驗(yàn)技術(shù)7.3.3機(jī)械振動(dòng)基礎(chǔ)口

機(jī)械振動(dòng)的分類汽車試驗(yàn)技術(shù)7.3.3機(jī)械振動(dòng)基礎(chǔ)■簡諧振動(dòng)——能用一項(xiàng)時(shí)間的正弦或

余弦函數(shù)表示系統(tǒng)響應(yīng)的振動(dòng)?！鲭S機(jī)振動(dòng)——不能用簡單函數(shù)或函數(shù)的組合表達(dá)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，而只能用統(tǒng)計(jì)方法

表示系統(tǒng)響應(yīng)的振動(dòng)?！鲋芷谡駝?dòng)——能用時(shí)間的周期函數(shù)表示系

統(tǒng)響應(yīng)的振動(dòng)?！鏊矐B(tài)振動(dòng)——只能用時(shí)間的非周期衰

減函數(shù)表示系統(tǒng)響應(yīng)的振動(dòng)。汽車試驗(yàn)技術(shù)線性振動(dòng)描述系統(tǒng)的微分方程非線性振動(dòng)7.3.3機(jī)械振動(dòng)基礎(chǔ)口

機(jī)械振動(dòng)的分類NVH

性能試驗(yàn)7.3.4聲學(xué)基礎(chǔ)口聲波的概念物體振動(dòng)時(shí)激勵(lì)著它周圍的空氣質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，由于空氣具有可壓縮性，

在質(zhì)點(diǎn)的相互作用下，振動(dòng)物體四周的空氣就交替地產(chǎn)生壓縮與膨脹，并

且逐漸向外傳播，從而形成聲波。汽車試驗(yàn)技術(shù)聲的產(chǎn)生聲波的基本物理量聲阻抗

聲強(qiáng)

聲功率汽車試驗(yàn)技術(shù)7.3.4聲學(xué)基礎(chǔ)口

聲波的基本物理量質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)位移聲壓7.3.4聲學(xué)基礎(chǔ)■聲壓聲波作用于物體上的效果產(chǎn)生聲壓P,單位是Pa

(帕)。聲波引起的壓強(qiáng)變化是疊加在大氣壓之上，因此，測量的聲壓是變化的聲壓與靜壓強(qiáng)

之差，聲壓變化的平均值為零，所以，平均聲壓不是一個(gè)有用的參量。而人耳對瞬時(shí)聲壓波動(dòng)也沒有響應(yīng)，但對動(dòng)態(tài)聲壓的均方根值(RMS)

有響應(yīng)，且平均響應(yīng)時(shí)間間隔約為35ms

。因此，聲壓測量的是有效聲壓。以

正常人耳的聽覺為例，在1000Hz

的頻率下，可聽到的最弱的聲壓為2乘10的-5次方Pa,稱之為聽閾聲壓，人耳感覺疼痛的聲壓為20Pa,稱之為

痛閾聲壓。汽車試驗(yàn)技術(shù)7.3.4聲學(xué)基礎(chǔ)■質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)位移質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的位移是相對于平衡位置的位移，通常，空氣中聲波振動(dòng)的幅度非常小，大約在10-7mm

到數(shù)毫米之間，位移下限對應(yīng)于聽閾，上限

對應(yīng)于痛閾。因?yàn)檎駝?dòng)位移太小，而位移又很難直接測量到。■質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度振動(dòng)速度是指聲波的傳播引起小部分介質(zhì)波動(dòng)的速度，而非聲速，

振動(dòng)速度遠(yuǎn)小于聲速。測量質(zhì)點(diǎn)振

動(dòng)速度的應(yīng)用之一是測量聲強(qiáng)。我

們知道聲強(qiáng)大小也等于聲壓與質(zhì)點(diǎn)

速度的乘積，因此，有一種聲強(qiáng)探

頭稱為聲壓-粒子速度探頭(Pressure-(Particle)Velocityprobe,P-V探頭)如圖4.13所示，

則是通過測量粒子的振動(dòng)速度來測

量聲強(qiáng)。汽車試驗(yàn)技術(shù)7.3.4聲學(xué)基礎(chǔ)■聲阻抗聲阻抗是界面上平均有效聲壓對通過該界面的有效體積速度之比，為復(fù)值函數(shù)，實(shí)部對應(yīng)聲阻，虛部對應(yīng)聲抗。聲波傳播時(shí)引起介質(zhì)振動(dòng)需要克服阻力，聲阻抗越大，則推動(dòng)介質(zhì)所需要的聲壓就越大，聲阻抗越小則所需聲壓就越小?！雎晱?qiáng)指單位時(shí)間內(nèi)，通

過與聲波前進(jìn)方向垂直

的單位面積上的聲能(見圖4.14)。聲強(qiáng)是

矢量，可以簡單地認(rèn)為

某點(diǎn)的聲強(qiáng)=該點(diǎn)的聲

壓×質(zhì)點(diǎn)的速度。以表

示，單位是W/m2

。

通

常通過聲強(qiáng)探頭來測量

聲

強(qiáng)

。汽車試驗(yàn)技術(shù)7.3.4聲學(xué)基礎(chǔ)■聲功率聲源在單位時(shí)間內(nèi)輻射的總聲能，稱之為聲源的聲功率，用P表示，單位

是W,

它等于包圍聲源的一個(gè)封閉面上的聲強(qiáng)總和。汽車試驗(yàn)技術(shù)平面聲波球面聲波柱面聲波老2y汽車試驗(yàn)技術(shù)7.3.4聲學(xué)基礎(chǔ)口

聲波的傳播特性聲波的傳播

特

性平面波球面波柱面波y汽車試驗(yàn)技術(shù)7.3.4聲學(xué)基礎(chǔ)口

常見聲場常見聲場自由場紅年自由場指一種理想化的聲場，其各處的聲能量流方向均背離聲源，聲壓和聲強(qiáng)均隨

測量點(diǎn)離聲源距離的增加按反平方律而降低。7.3.4聲學(xué)基礎(chǔ)■自由場米汽車試驗(yàn)技術(shù)7.3.4聲學(xué)基礎(chǔ)■擴(kuò)散場擴(kuò)散場也稱為混響場。在混響場中，聲波來回地發(fā)生全反射，從而使得

各處的聲強(qiáng)都等于零。從統(tǒng)計(jì)觀點(diǎn)來講，可認(rèn)為聲束通過任何位置的幾率是相

同的，并且通過的方向也是個(gè)個(gè)方向幾率相同的，由此造成室內(nèi)聲場的平均能

量密度分布式均勻的。汽車試驗(yàn)技術(shù)NVH性能試驗(yàn)汽車試驗(yàn)技術(shù)7.3.5

常用NVH

試驗(yàn)設(shè)備口LMS

Test.Lab振動(dòng)噪聲測試系統(tǒng)7.3.5

常用NVH

試驗(yàn)設(shè)備口

整車半消聲室汽車試驗(yàn)技術(shù)7.3.5

常用NVH

試驗(yàn)設(shè)備口

激光測振儀汽車試驗(yàn)技術(shù)信號(hào)模塊

控制模塊7.3.5

常用NVH

試驗(yàn)設(shè)備口聲學(xué)人工頭汽車試驗(yàn)技術(shù)NVH性能試驗(yàn)分值描述分值描述1不能忍受的6可接受的2令人難受的7好的3根本不能接受的8非常好4不能接受的9優(yōu)秀5有待提高的10非常優(yōu)秀不可接受的可接受的汽車試驗(yàn)技術(shù)7.3.6

整車NVH評(píng)價(jià)方法口

主觀評(píng)價(jià)方法a)工況描述：分為怠速空調(diào)開啟和怠速空調(diào)關(guān)閉兩種測試工況b)評(píng)價(jià)指標(biāo)：方向盤、座椅導(dǎo)軌、換擋桿等測點(diǎn)振動(dòng)性能；

駕駛員右耳、后排座椅中間位置的噪聲性能?！稣嚰铀贉y試a)工況描述：分為3擋急加速和3擋緩加速兩種測試工況b)評(píng)價(jià)指標(biāo)：方向盤、座椅導(dǎo)軌、換擋桿等測點(diǎn)振動(dòng)性能；駕駛員右耳、后排座椅中間位置的噪聲性能?！稣噭蛩贉y試a