汽车内饰材料NVH

乘用车.车身部2011-1-8声知识介绍与内饰材料在NVH方面的应用2声知识介绍一、声音三要素：响度声音的强弱称为「响度」，通常以「分贝」(dB)来表示响度的大小。音调a、声音的高低称为「音调」。钢琴(或电子琴)上不同的按键可弹出不同音调的声音。b、声音的音调由发音体的振动频率决定，频率愈高则音调愈高。c、音调表示声音的高低，它反映了人耳对声音频率的主观感受。音色音色指声音的色彩和特性，它表示某种乐器或声源所发声音的特点。如平时我们通过敲击西瓜判断是否成熟。声知识介绍3声知识介绍二、人的听觉特性1、人耳对声音的感觉音频范围是指在有足够的声强和声压的条件下，能引起正常人耳听觉的频率范围，约为20～20000HZ2、人耳对声音的方位、响度、音色的敏感程度是不同的，存在较大的差异方位感：人耳对声音传播方向及距离，定位的辨别能力非常强，无论声音来自哪个方向，都能准确无误地辨别出声源的方位。音色感：人耳对音色的听觉反应非常灵敏，并具有很强的记忆与辨别能力，如常说的未见其人，先闻其声。一般，人的听觉对高频声敏感,对低频声不敏感.低频声容易完全掩蔽高频声，高频声则难以完全掩蔽低频声。声知识介绍掩蔽作用：人的听觉器官能够分辨同时存在的几个声音，但由于某一个声音的存在，要听清另外的声音，必须把这些声音提高这种现象称为“掩蔽”。4声知识介绍三、噪音及其类型：在《中华人民共和国环境噪音污染防治法》中，环境噪音是指在工业生产、建筑施工、交通运输和社会生活中所产生的影响周围生活环境的声音。从物理学角度讲，声音可分为乐音和噪音两种。凡是有规律振动产生的声音就叫乐音，这种频率和强度都不同的各种声音杂乱地组合而产生的声音就称为噪音。心理聲學噪音使人感到烦恼，强的噪音还会给人体健康带来危害。声知识介绍5声知识介绍四、噪音的常见物理量度：声压：声压的大小与物体的振动有关，物体振动的振幅愈大，则压强的变化也愈大，因而声压也愈大，我们听起来就愈响，因此声压的大小表示了声波的强弱。计权声级：考虑到人们主观上的响度感觉，人们设计一种仪器，经频率计权后测量得到的dB数称为计权声级。A声级是目前广泛应用的一个噪音评价量；现在，A计权几乎用于所有响度的声，其它3种计权很少用到。这就将A计权从最初的与心理感受相联系而蜕变为一个简单的dB度量。声知识介绍一些追求车辆降噪数据的消费者，个别经销商会利用消费者对声音测量标准缺乏认知，或者不熟悉测量仪器的操作，用不同的计权读数来蒙骗消费者6空气中声压水平图0.000020-人听力的极限100.000220300.00240500.0260700.28090210011020120130200140人能忍受的极限压强N/m2(Pa)SPL分贝值(dB)图书馆重型卡车喷气飞机起飞森林中办公室冲击钻声知识介绍声知识介绍7声知识介绍声知识介绍声音强度的水平＝10Log10(I/I0)[dB]（I声音的能量，I0基础声能）dB声音的能量-1dB-I/I0=0.79-21%下降!-2dB-I/I0=0.63-37%下降!-3dB-I/I0=0.5-50%下降!声音强度的水平8内饰材料在NVH应用内饰材料在NVH应用NVH概念Noise&Vibration&Harshness（噪声、振动、不平顺性）NVH的重要性法规要求汽车产品持续改进的需求汽车用户对整车舒适性需求的不断提高市场的激烈竞争市场的激烈竞争9内饰材料在NVH应用汽车噪声的来源：内饰材料在NVH应用发动机噪音：諧頻排气系统噪音风扇噪音传动系统噪音轮胎噪音制动噪音：高频车身结构噪音气动噪音：高頻隨機聲噪音源：10内饰材料在NVH应用关于静音技术的宣传广告11内饰材料在NVH应用以降噪减振为主要功能的部件12内饰材料在NVH应用以降噪减振为辅功能的部件13内饰材料在NVH应用内饰产品的声学贡献-三大主要吸音部件：座椅、顶棚、主地毯14内饰材料在NVH应用座椅表面材料的吸音率-织物座椅比皮革座椅吸音性能更好15内饰材料在NVH应用几个术语“吸音部件”的主要作用是吸收噪音，多为多孔性材料，通常隔音性能不好。例如座椅、顶棚、内饰件背部的吸音棉等。评价吸音材料吸音性能主要指标是吸音率。只有吸音率高于0.2的材料才能称为吸音材料。“隔音部件”是指主要作用为阻隔噪音的零件，通常采用密实材料。例如IP防火墙EVA表皮、较密实的门板、衣帽架基材等。评价隔音材料隔音性能的主要指标通常是传递损失(TL)。16内饰材料在NVH应用吸音材料的吸音原理当声波进入多孔性材料时，会引起材料细中的空气和纤维发生振动，使声能转变成为热能而消耗掉一部分。影响材料吸音性能的几个因素包括：流阻、孔隙率、结构因子、厚度、密度。17内饰材料在NVH应用影响吸音性能的因素－厚度不同厚度材料的吸音性能比较18内饰材料在NVH应用影响吸音性能的因素－密度不同密度材料的吸音性能比较19内饰材料在NVH应用传递损失（隔音量）传递损失定义为入射声强和透射声强的比值。值越高越好。值越高表明越少的声强穿透了隔音结构。隔音结构入射声强投射声强20内饰材料在NVH应用单层板的传递损失单层隔声障板声音传递损失计算公式（隔声质量定律）:TL=20*lg(面密度)+20*lg(频率)-47.2面密度单位为kg/m2SoundTransmissionLoss(dB)0.010.020.030.040.050.060.070.080.090.0100.0100125160200250315400500630800100012501600200025003150400050006300800010000Frequency(Hz)0.8mm钢板-6.1kg/m21.6mm钢板-12.2kg/m2面密度加倍,隔声量提高6dB21内饰材料在NVH应用双层板的声音传递损失总隔声量（大致）等于第1层隔声量+第2层隔声量第一层障板第二层障板22内饰材料在NVH应用当声波进入多孔性材料时，会引起材料细中的空气和纤维发生振动，使声能转变成为热能而消耗掉一部分。影响材料吸音性能的几个因素包括：流阻、孔隙率、结构因子、厚度、密度。23内饰材料在NVH应用双层隔声结构的声音传递损失双层板的隔音效果远好于单层板24内饰材料在NVH应用内饰件中的双层隔音结构顶棚主地毯行李箱饰件和备胎盖衣帽架门内饰板仪表板立柱仪表板、门板、立柱、衣帽架背部增加吸音材料，组成基材+吸音材料+钣金的优化双层隔音系统25内饰材料在NVH应用如果减少隔音层面积会怎样？一个带减振层的隔音部件（蓝色）覆盖了整块钣金，除了右下角空出一小块。这一小块裸露的面积远小于整块钣金的面积，这会对隔音降噪效果造成多大影响呢？假设钢板厚度为0.8mm，隔音部件由5kg/m2基材和12mm吸音层组成。感兴趣的一些问题26内饰材料在NVH应用减少隔音层面积会对隔声效果造成严重影响面积减少后的隔声量12mm吸音层,5kg/m2基材全面覆盖面积减少2%面积减少25%01020304050607080901001101001251602002503154005006308001000125016002000250031504000500063008000Frequency(Hz)02510152025TransmissionLoss(dB)27内饰材料在NVH应用通孔的影响如果减少隔音层面积会降低隔音量，那么若有一个通孔（穿透钣金和基材）存在，会发生什么？感兴趣的一些问题28内饰材料在NVH应用通孔会急剧减少隔音量不同大小的通孔对双层隔音系统隔音量的影响无通孔0.25%通孔5%通孔SoundTransmissionLoss(dB)0102030405060708090100110120100125160200250315400500630800100012501600200025003150400050006300800010000Frequency(Hz)00.250.51529内饰材料在NVH应用双层隔音/吸音结构小结尽可能使用钣金+吸音层+基材的双层隔音结构覆盖面必需尽可能完整，不留孔洞、缝隙。吸音层应该在空间允许范围内尽可能的厚，这是提高隔声量最节省成本的方法。增加隔音层（基材）的克重会增加隔音量，但会造成零件重量和成本的大幅增加。钣金隔音层（基材）吸音层30声知识介绍与内饰材料在NVH应用最后说说个人的一点体会吧：NVH在整个汽车链条中的地位比较尴尬。要说它重要，你说车身设计，发动机设计，传动设计都应该考虑它。可是你看到几个设计组真的愿意花时间把它考虑在内？NVH工程师面对情景多是木已成舟。设计完成了，样车做出来了，舒适性差到影响销售了，才会重视这方面的问题。发现超标，NVH登场了，这个时候做什么？贴材料？密封？吸音？隔音？这些当然都是没错的。可是这只是一环而已。源头路径结果，我们做了多少从源头上解决问题的方案？有多少的设计从一开始就把振动噪声考虑在内？我觉得，让所有的设计者都有NVH这个意识，从开始就把NVH考虑在自己的图纸上是最经济的NVH方案。31声知识介绍与内饰材料在NVH应用谢谢大家!