汽车-NVH(PPT31页)

1汽车噪声及振动理论2汽车结构•汽车车身(白车身,装饰车身)•动力系统(发动机,变速器)•动力系统辅助系统•底盘/悬架•空调控制系统•电气设备31.安全性2.耐久性3.NVH4.动力性能5.燃油经济性能6.发动机调节性能7.空调系统控制8.电子系统性能9.成本控制10.技术控制11.排放控制12.安装空间/工效学13.质量控制14.安全措施15.重量控制汽车属性4什么是NVH?•噪声在20-10khz的范围-以频率,声级和品质为特征-可能是不被期望的(道路NVH)-可能是被期望的(大功率的发声发动机)•振动-被身体感知的运动,主要在5hz-50hz的范围-以频率,幅度和方向为特征•不舒适性-令人不快的,刺耳的或者不协调的感觉NVH:Noise噪声,Vibration振动Harshness不舒适性5为什么要考虑NVH?•NVH对消费者来说是重要的–NVH可能导致顾客不满意和不舒适•NVH对消费者的满意度产生影响–大约所有问题的1/3是与NVH有关的•NVH影响理由•大约所有保修成本的1/5是与NVH有关的6如何确定NVH?属于汽车系统辅助系统部件的NVH水平消费者要求政府法规企业要求和可行技术标准汽车7汽车NVH问题•动力系统粗暴的空转•加速/减速噪声•自动变速NVH•巡航–平坦的道路NVH•传动系统NVH•PowerSteeringMoan,Grunt..•踩下踏板/松开踏板NVH•交流发电机Whine•Take-off/车道NVH•发动机起动/关闭NVH•P/T声品质•P/T声品质–音调伪装•道路NVH粗糙的/粗暴的•冲击不舒适性和振动•轮胎-轮子产生的振动&细咬•轮胎噪声•道路/隧道的风激噪声•空气泄漏•Pass-By/Drive-By噪声•刹车NVH:刹车粗暴程度刹车Squeal•空调控制NVH•送风机电动机噪声•空气急流噪声•A/C压缩机和制冷剂•发动机冷却风扇•ShieldWipers•功率锁/开关•Squeak&RattleNVHNVH/S&R•……8源–通道–接受体模型•源–动力系统–风–道路–其它iFjPiFPjPPP源通道源接受体源源源源源通道通道•通道(结构激励和空气激励)-底盘-车身-内部-其它•接受体–驾驶者和乘客的耳朵–驾驶者和乘客的手(方向盘)–驾驶者和乘客的脚(踏板,脚趾板)–驾驶者和乘客(座椅)接受体传递通道振动噪声源9P/TNVH道路噪声风激噪声车速道路及P/T振动道路及P/T噪声风激噪声P/T声品质0Hz100Hz250Hz800Hz5000HzNVH源和汽车车速NVH源和频率10动力系统NVH结构激励动力装置振动排气装置传动轴空气激励排气装置感应装置动力装置辐射隔振器隔离支架隔离车体敏感度通道源–通道–接受体动力系统动力装置传递轴系排气系统进气系统隔振器11发动机速度(rpm)6000频率(Hz)1003001st阶次3rd阶次例:6-缸发动机发动机阶次:发动机速度:频率动力系统NVH动力系统NVH与发动机转速有关12频率(Hz)发动机转速(rpm)动力系统NVH•彩色平面图•瀑布平面图13道路NVH•激励–道路表面形状–轮胎刚性和压力–轮胎补丁长度和形状–轮胎宽度和尺寸–汽车车速•通道隔离–悬架隔离–结构样式:控制臂,稳定器闩,等等.–轮胎弯曲的模式和声学的模式•响应:车身敏感度源–通道–接受体14风激NVH•风激噪声:这种噪声由汽车周围的空气运动而产生•激励:–空气动力学的湍流–空腔共鸣–其它:天线涡流,挡风玻璃涡流•通道–没有密封的空洞和缝隙–通过部件传递•控制:–汽车外形–密封60miles/hour源－通道－接受体15车体NVH•整车模态-白车身-装饰车身•局部模态•车体–框架敏感度•通道敏感度-结构通道-声学通道地盘/悬架NVHMmx1x2x源－通道－接受体16噪声通道及控制•噪声处理•反射:–密封–障碍物材料•吸收:吸收材料源－通道－接受体17振动通道及控制•振动隔离•振动吸收源－通道－接受体18源－通道－接受体麦克风加速计客观的评价:用分析法和测试来评价NVHNVH评价•驾驶员和乘客耳朵处的噪声大小:声级和声音品质•地板和椅子上的振动•方向盘的振动•座位和人们身体的振动19主观评价•声品质历史趋势表明NVH性能每10年改善1VER级度12345678910不能接受接受的过渡可以接受接受对象所以顾客绝大多数顾客比较挑剔的顾客受过培训的人员源–通道–接受体主观评价:顾客的直觉•声音:安静的或者吵闹的,令人愉快的或者担忧的•振动:大的或者小的,舒适的或者不舒适的20源–通道–接受体声品质悠扬的声音糟糕的声音不同的人有不同的声音品位21声品质源–通道–接受体•从历史观点上说，汽车噪声处理称为噪声控制•只有噪声品质是人们所关心的•聚焦大的因素,例如,P/T,道路,风激噪声•80年代末期汽车工业的噪声品质•噪声与频率和发动机转速有关•声音有特殊音调的噪声，尖利度，响度等等.•噪声内容影响听力•所有的汽车噪声都能影响顾客的满意度•部件噪声品质22例:户内声品质优良的声音安静低频(固体)一个碰撞无外来的噪声糟糕的声音大高频(锡的,便宜的)敲钟冲击噪声,喳喳声,等等.AstonMartinTaurus源–通道–接受体2350556065707580100020003000400050006000rpmdB(A)声级•没有考虑品质的总的噪声能量阶次内容•令人愉快的汽车点火阶次应该被控制•½内容增加了功率，运动的印象线型•平稳性的测量和噪声的直觉•噪声在贯穿RPM的范围内在品质方面应该是一致的高频噪声•有害的噪声•清晰度指标与讲话干涉有关声品质:与发动机相关源–通道–接受体24车内噪声噪声通道1噪声通道2噪声源1振动源1噪声源2噪声源N……振动源2振动源N……振动通道1振动通道2振动通道…噪声通道…通道1通道2通道3通道4通道5通道6通道7通道8通道9整车NVH模型:源-通道-接受体模型25整车NVH模型:模态合成模型……其他系统整车模型动力装置系统车体结构模型车体声学模型排气系统模型车架模型26频率(Hz)5101520253035404550车身/车架车身第一阶垂向弯曲模态27.5Hz车身第一阶横向弯曲模态29.7Hz车身扭转模态25.4Hz方向盘方向盘第一阶垂向弯曲模态33.5Hz方向盘第一阶横向弯曲模态36.2Hz底盘前车架上下跳动模态12.6Hz后车架上下跳动模态14.8Hz动力装置前后移动模态7.2Hz左右移动模态6.1Hz上下移动模态8.3Hz横向摇转模态13.5Hz纵向摇转模态10.3Hz左右摇转模态12.4Hz排气系统第一阶垂向弯曲模态23.2Hz第一阶横向弯曲模态35.5Hz第一阶扭转模态42.7Hz怠速频率频率(Hz)5101520253035404550车身/车架车身第一阶垂向弯曲模态27.5Hz车身第一阶横向弯曲模态29.7Hz车身扭转模态25.4Hz方向盘方向盘第一阶垂向弯曲模态33.5Hz方向盘第一阶横向弯曲模态36.2Hz底盘前车架上下跳动模态12.6Hz后车架上下跳动模态14.8Hz动力装置前后移动模态7.2Hz左右移动模态6.1Hz上下移动模态8.3Hz横向摇转模态13.5Hz纵向摇转模态10.3Hz左右摇转模态12.4Hz排气系统第一阶垂向弯曲模态23.2Hz第一阶横向弯曲模态35.5Hz第一阶扭转模态42.7Hz怠速频率模态的一致整车NVH•为每一个系统设置模态频率•将耦合减到最少•指导汽车和系统NVH设计27整车NVH整车系统子系统零部件战略决策开发开始项目确认试生产出厂目标分解性能验证目标和Cascading•基准请求–汽车和系统级别数据库–快速的原因分析–竞争的汽车•设置目标–关于竞争行为的将来–关于其它的属性，成本，重量之间的平衡•子系统的Cascade要求•设计取人28整车NVH目标和CascadingInteriorSoundTarget&SystemContributionTargets404550556065707580100020003000400050006000rpmdB(A)InteriorSoundContributedbyIntakeContributedbyExhaustContributedbyEngineMount29Pass-By噪声10m10m10m10m10m10m7.5m7.5m3m50m麦克风麦克风A-AB-B为什么考虑Pass-By噪声?•顾客关心噪声污染•政府规定了噪声标准30欧洲标准1970:82dB1974:80dB1984:77dB1995:74dBPass-By噪声197019741984199582807774dB(A)7131汽车NVH发展趋势•声品质•目标设置/Cascading(基准)分析•厂商联合•消费者满意度/六西格马•在汽车NVH发展中的CAE(计算机辅助工程)•强度分析•表面辐射噪声和流体激发噪声•空气-对-空气(感应-发动机-排放)建模•主动的噪声和振动控制•高的英里里程NVH