第5讲-汽车振动与噪声控制-多自由度和连续震动系统
汽车动力系统的噪音与振动控制技术
汽车动力系统的噪音与振动控制技术随着汽车工业的进步和普及，人们对于汽车的噪音和振动控制技术也提出了更高的要求。
本文将就汽车动力系统的噪音与振动控制技术进行论述，介绍相关的理论和应用。
一、汽车噪音与振动现状分析汽车噪音主要来自于发动机、排气系统、传动系统以及轮胎与路面的摩擦等。
同时，汽车的振动也会对车身和零部件产生不同程度的影响。
噪音与振动不仅影响驾乘者的舒适性和健康，也对周围环境造成困扰。
因此，控制和减少汽车动力系统的噪音与振动成为了一项重要的研究课题。
二、噪音与振动的产生机理1. 发动机噪音与振动：发动机的爆震、排气和进气阀门的开闭、曲轴和活塞的运动等都会产生噪音和振动。
2. 排气系统噪音与振动：排气管道和中段消声器的设计和材料选择，直接影响排气系统的噪音和振动。
3. 传动系统噪音与振动：齿轮传动、联轴器和轴承的摩擦和振动等都会产生噪音和振动。
4. 轮胎与路面噪音与振动：车轮与路面的接触会产生颠簸和摩擦，进而产生噪音和振动。
三、汽车动力系统噪音与振动控制技术为了控制和降低汽车动力系统的噪音和振动，相关的技术和措施被研发和应用：1. 发动机隔离措施：使用隔离支撑和悬挂装置来减少发动机噪音和振动的传播。
2. 声学隔离与吸声材料：在车内壁面和底板等位置使用隔音和吸声材料，减少噪音传播。
3. 振动补偿技术：通过控制反馈和振动传感器来实时调整车身和零部件的振动。
4. 换向消音器设计：采用特殊的换向消音器结构和材料，有效降低排气系统噪音。
5. 优化传动系统设计：通过改进齿轮设计、减震装置的使用和优化联轴器等，控制传动系统的噪音和振动。
6. 轮胎和路面的改进：通过改进轮胎的胎面材料和减震结构设计，降低轮胎与路面间的噪音和振动。
四、噪音与振动控制技术的发展前景随着科技的不断进步和汽车工业的发展，噪音与振动控制技术将继续得到改进和完善。
未来的发展趋势包括：1. 新材料的应用：开发和应用高性能的减震材料和吸声材料，提升噪音和振动控制效果。
汽车振动及噪声控制
1，声与噪声
在可听声频域内，（振动的两面性）振动可以产生 刺耳的，对人有不良影响的噪音。振动也可以美妙 动听的声音，如各种乐器的发声均是利用乐器结构 的振动产生并放大。 通常人们将悦耳的声音称之为乐音，将不需要、 会产生不利影响的声音叫做噪声。这是从主观感觉 上进行区分。
从客观上乐音与噪音的区别在于具有不同频谱。
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2，振动
按自由度多少分类：
单自由度系统振动：若仅考虑汽车的垂直振动且忽略 汽车 前后悬挂质量的差别，忽略非悬挂质量的振动， 可 以将汽车简化为单自由度模型进行分析。
多自由度系统振动：若考虑汽车的垂直振动，考虑非 悬挂 质量的振动，同时考虑其俯仰运动，则至少需要 将 其简化为四自由度模型。
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2，振动
振动的危害是多方面的，它损害或影响在振动环境 内工作人员的身体健康和工作效率，对仪器、设备 和建筑物造成损坏，特别是结构发生共振时，很容 易导致结构的疲劳破坏。
振动除了有害的一面，也有有利的一面。例如：振 动压路，振动捣实，振动筛选，振动打桩等等，通 过学习振动规律可以利用有益的振动，控制有害的 振动。
不可预测，只能分析其统计特性
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2，振动
按振动产生的原因分类：
自由振动(free oscillation)：弹性系统具有初始位移或初始 速度，此后不再受外界激励的情况下所发生的振 动。可 用于分析系统的固有特性参数。
受迫振动(forced oscillation）：弹性系统在外界激励下发 生的振动，外界激励是周期性的或交变的。 如：不平衡转子引起的振动，汽车行驶在不平路面 激励下的振动等 包括确定性振动、随机振动
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1，声与噪声
结构的振动是噪声产生的根源之一，因此，研究噪声 时，常常将其与振动一起进行分析，对汽车来说，就是 NVH（noise,vibration,Harshness)问题。 行驶时振动大的车辆往往噪声也大。因此，从汽车 NVH问题的角度看，解决噪声不能头痛治头，脚痛治脚， 而应该对车辆进行整体的考虑，例如要考虑到发动机、 轮胎、弹性支承等诸方面。 结构的振动向周围的空间辐射声波。 振动还引起基础及相连的固体结构振动产生声波，如 重型汽车的某些振动可能对频繁通过区附近的建筑物造 成危害。 是不是所有的振动都能够产生噪声呢
汽车振动与噪声ppt课件
Road NVH Dominance
Wind NVH Dominance
Wind NVH Road NVH Powertrain NVH
Speed 10
30
50
70
90
110 130 150
Speed
8
NVH与频率的关系
路面及动力系统 的振动
Road & P/T Vibration
路面及动力系统的噪声Road & P/T Sound
汽车NVH介绍
1
1.NVH现象与基本问题
2. 噪声与振动源 3. NVH传递通道 4. NVH的响应与评估 5. NVH试验 6. NVH的CAE分析 7. NVH开发 8. 汽车声品质
2
汽车的性能
动态性能
噪声与振动（NVH） 碰撞安全性能 行驶操纵性能 燃油经济性能 环境温度性能 乘坐的舒适性能 排放性能 刹车性能 防盗安全性能 电子系统性能 可靠性能
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变速器啸叫
• T.E. vs. Gear Noise
Gear Mesh
Xa Xb
齿轮制造精度不够 齿轮匹配对中不好 齿轮材料不好
啸叫的原因：齿轮啮合不好
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变速器敲击
60000
Force Magnitude (N)
50000 40000 30000 20000
MB1 Mag Excite MB1 Mag JOA MB2 Mag Excite MB2 Mag JOA MB3 Mag Excite MB3 Mag JOA MB4 Mag Excite MB4 Mag JOA
激光测量, 等
1
0.1
T-Magnitude(Y) T-Magnitude(Z)
《车辆振动与噪声控制》课程教学大纲
《车辆振动与噪声控制》课程教学大纲课程代码：020242025课程英文名称：Control of Vehicle Vibration and Noise课程总学时：32 讲课：26 实验：6 上机：0适用专业：车辆工程装甲车辆工程能源与动力工程交通运输大纲编写（修订）时间：2017.5一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标车辆振动与噪声控制是车辆工程专业、装甲车辆工程、能源与动力工程和交通运输专业的专业选修课。
面对激烈竞争的汽车市场，除了提高汽车的各项性能指标和经济指标外，降低汽车振动与噪声，提高汽车运行舒适度已成为现代汽车设计及新技术开发研究的一个重要方面。
本课程的主要任务是使学生了解并掌握汽车振动的基本要素；单自由度、二自由度及多自由度振动的基本特性；随机振动的统计特性及汽车的平顺性分析。
通过本课程的学习，能培养学生对工程实际问题观察、分析及解决的能力，为从事专业设计与研究打下坚实的基础。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求通过本课程的学习，学生要对本课的基本内容有系统的理解，掌握其基本概念、理论和方法，运用这些理论分析，解决工程实际问题，并达到如下要求：1．具有建立典型汽车结构力学模型的能力，并能够确定其边界条件和初始条件。
2．掌握模型系统的模态分析与响应分析方法。
（三）实施说明教师在授课过程中可以根据实际情况酌情安排各部分的学时，课时分配表仅供参考。
教师要注重对基本概念、基本方法和解题思路的讲解，以便学生在实际应用中能举一反三，灵活运用。
根据专业特点，教师应结合实际问题，在教学过程中注意理论与实际结合，突出实际应用。
（四）对先修课的要求本课程的先修课程有《高等数学》等相关课程。
（五）对习题课、实验环节的要求结合有关章节中的重点和难点问题以及典型的问题，安排一定的习题练习，并以讲、练、讨论相结合的方式进行。
引导学生对所学内容的基本概念、基本原理和基本方法有更加深入的了解。
结合每次课的内容、重点和难点，有针对性的布置与有关实际问题相联系的思考题。
汽车振动与噪声控制复习
机械振动理论部分第一章振动基础理论1、振动系统的基本元件：弹性元件，惯性元件，阻尼元件2、解决振动问题的基本方法：解析法和实验法3、简谐振动的三要素：振幅，圆频率，初相位4、简谐振动的合成，包括同频率，不同频率公有周期的求解和矢量图的表示第二章单自由度系统的振动1、要求掌握单自由度无阻尼系统的自由振动方程，包含计算和分析2、串联弹簧和并联弹簧的特征及等效弹簧求解公式3、单自由度有阻尼系统的衰减振动运动方程求解，阻尼固有频率，衰减振动周期及阻尼比系数的求解以上内容以作业题和例题为主要复习内容第三章受迫振动1、简谐激励作用下系统的受迫振动响应的计算和分析2、任意激励作用下系统的受迫振动，以例题和作业题为重3、受迫振动共振的条件激振力频率等于系统的固有频率4、积极隔振和消极隔振的定义5、隔振系统的设计，以例题和作业题为重第四章多自由度系统的振动分析第五章二自由度系统的振动分析1、刚度影响系数的求解2、固有频率和主振型的求解，例题和作业题为重点，会画振型图3、无阻尼系统对初始条件作用下系统的振动分析，重点掌握结论4、动力减振器的例题复习汽车振动与噪声控制复习汽车发动机的振动分析与控制1、汽车发动机工作中主要激励源：不平衡惯性力和不平衡惯性力矩2、针对单缸发动机，由于惯性力矩的作用产生使曲轴旋转的主动力矩，该力矩会激起曲轴的扭转振动。
3、作用在气缸活塞顶部的气体压力对汽车产生什么样的影响？只会使汽车气缸受到拉伸和压缩，不会传到发动机外而去引起汽车振动。
4、往复惯性力Pj和离心惯性力Pr的铅垂分量会使汽车产生（）振动？整车的铅垂振动5、气体压力Pg和惯性力Pj与活塞对缸壁的压力Pn构成的反转力矩，会产生何种影响？反转力矩将通过发动机支承点传到车架上，整车产生横向摆动，旋转矢量的离心惯性力Pr 的水平分量会传到车架上，引起整车的水平振动。
6、为了减少直列多缸发动机的干扰力和干扰力矩引起发动机和车架的振动，通常采取以下措施来减少或消除这些干扰。
汽车动力系统的噪音与振动控制
汽车动力系统的噪音与振动控制在现代社会，汽车已经成为人们生活中不可或缺的交通工具。
然而，随着人们对汽车舒适性和品质要求的不断提高，汽车动力系统的噪音与振动问题逐渐受到关注。
过大的噪音和振动不仅会影响驾驶者和乘客的乘坐体验，还可能对车辆的性能和耐久性产生不利影响。
因此，有效地控制汽车动力系统的噪音与振动至关重要。
汽车动力系统产生噪音和振动的原因是多方面的。
首先，发动机内部的燃烧过程会产生压力波动和机械冲击，这是噪音和振动的主要来源之一。
其次，传动系统中的齿轮啮合、传动轴旋转不平衡等也会引起振动和噪音。
此外，进排气系统中的气流脉动、风扇运转等同样会产生相应的噪音。
为了控制汽车动力系统的噪音与振动，工程师们采取了一系列的措施。
在发动机方面，优化燃烧过程是一个重要的手段。
通过改进喷油策略、进气道设计以及点火正时等，可以使燃烧更加平稳，减少压力波动，从而降低噪音和振动。
同时，采用轻质的活塞、连杆和曲轴等部件，以及增加平衡轴来抵消惯性力，也能有效地减少发动机的振动。
对于传动系统，提高齿轮的制造精度和安装精度，采用合适的齿轮齿形和润滑方式，可以减小齿轮啮合时的冲击和噪音。
此外，使用双质量飞轮、液力变矩器等部件，可以有效地隔离发动机的振动传递，降低传动系统的振动水平。
进排气系统的优化也是降低噪音的关键。
合理设计进气歧管和排气歧管的形状和长度，安装消声器和共鸣器，可以有效地减少气流脉动产生的噪音。
同时，采用隔音材料包裹进排气管道，也能起到一定的降噪作用。
除了在硬件方面进行改进，软件控制策略也在噪音与振动控制中发挥着重要作用。
例如，发动机电子控制单元（ECU）可以根据不同的工况，调整气门正时、喷油时间和点火提前角等参数，以实现更加平稳的动力输出，减少噪音和振动。
在车辆启动和熄火过程中，通过控制发动机的转速变化曲线，也可以降低启动和熄火时的冲击和噪音。
在车辆的整体设计中，采用良好的车身结构和悬挂系统也有助于减少噪音和振动的传递。
汽车动力系统噪声与振动控制技术研究
汽车动力系统噪声与振动控制技术研究汽车动力系统噪声与振动控制技术研究汽车是现代社会不可或缺的交通工具，而汽车动力系统噪声和振动问题一直是制约汽车行驶舒适性和安全性的因素。
因此，汽车动力系统噪声和振动控制技术的研究一直是汽车工业领域的热点之一。
汽车动力系统噪声和振动的来源主要包括发动机、变速器、传动轴、驱动桥等部件。
这些部件在运转过程中会产生各种噪声和振动，其中发动机是主要的噪声和振动源。
发动机的噪声和振动主要来自于燃烧过程、气门机构、曲轴连杆机构、活塞环等部件的运动。
为了控制汽车动力系统的噪声和振动，目前主要采用以下几种技术：1. 声学设计技术声学设计技术是通过优化汽车发动机和车身的结构设计来降低噪声和振动。
例如，在发动机的进气和排气系统中加装消音器、在发动机周围安装隔音材料等措施可以有效地降低发动机的噪声和振动。
2. 主动噪声控制技术主动噪声控制技术是通过在汽车内部安装传感器、控制器和扬声器等设备来实现噪声的反相干涉，从而达到降低噪声的目的。
这种技术可以有效地降低低频噪声，但对高频噪声的控制效果较差。
3. 振动控制技术振动控制技术是通过在汽车结构中安装减振器、阻尼器等装置来消除振动。
例如，在发动机和变速器之间加装减振器、在车身结构中加装阻尼材料等措施可以有效地降低汽车的振动。
除了以上技术外，还有一些新兴的技术正在逐渐应用于汽车动力系统噪声和振动控制中，如无源噪声控制技术、智能材料技术等。
无论采用哪种技术，汽车动力系统噪声和振动控制都需要进行精确的测试和分析。
目前，常用的测试方法包括模态分析、频响分析、传递路径分析等。
这些测试方法可以帮助工程师了解汽车动力系统中各部件的振动特性，进而优化设计和控制方案。
总之，汽车动力系统噪声和振动控制技术是汽车工业领域中不可或缺的一部分。
随着科技的不断进步，相信未来会有更多更先进的技术被应用于汽车动力系统噪声和振动控制中，为人们创造更加舒适、安全的出行环境。
汽车机械制造的机械振动与噪声控制
汽车机械制造的机械振动与噪声控制在汽车的机械制造过程中，机械振动和噪声是常见的问题。
这些问题不仅会影响车辆的性能和使用寿命，还会给驾驶员和乘客带来不良的舒适感。
因此，控制汽车机械振动和噪声是汽车工程师的一项重要任务。
本文将探讨汽车机械制造中的振动和噪声控制方法。
1. 振动与噪声的来源在汽车机械制造过程中，振动和噪声主要来自以下几个方面：（1）发动机振动：发动机是汽车最主要的振动和噪声源之一。
发动机中的爆炸和燃烧过程会产生振动和噪声；（2）传动系统振动：传动系统包括变速器、轴和差速器等部件，它们在工作过程中会产生振动和噪声；（3）底盘和车身振动：路面不平、刹车和转弯等操作都会导致底盘和车身振动；（4）风噪和胎噪：高速行驶时，风阻和胎噪会产生相对较大的噪声。
2. 振动与噪声的危害振动和噪声对汽车和驾驶员乃至乘客都有一定的危害。
（1）机械寿命短：振动会导致机械部件的疲劳和损坏，降低汽车的使用寿命；（2）舒适感差：过大的振动和噪声会影响驾驶员和乘客的舒适感，导致疲劳和不适；（3）产品质量问题：噪声和振动过大可能会对汽车的产品质量造成负面影响，降低市场竞争力。
3. 汽车机械振动与噪声控制方法为了控制汽车机械振动和噪声，汽车工程师可以采取以下措施：（1）降低发动机振动：通过设计合理的发动机支撑系统和减振器等装置，降低发动机振动；（2）优化传动系统：通过改进传动系统的结构和材料，减少传动系统的振动和噪声；（3）减少底盘和车身振动：采用合适的避震系统和减振材料，减少底盘和车身的振动；（4）降低风噪和胎噪：通过改进车身外形设计、优化胎轮组合等方式，降低风噪和胎噪；（5）使用隔音材料：在汽车制造过程中，使用吸音和隔音材料来减少噪声的传递。
4. 汽车机械振动与噪声控制的前景和挑战随着汽车工程技术的不断发展，汽车机械振动和噪声控制技术也在不断改进和创新。
未来，更加先进的材料和技术将被应用于汽车制造中，以进一步降低振动和噪声的水平。
汽车振动与噪声
主讲：胡爱军
1
第1章 振动理论基础
1.1介绍 1.2单自由度系统 1.3多自由度系统 1.4连续系统振动
2
1.1介绍
3
1.1介绍
1.1.1振动
在外力的作用下，弹性的机械或结构不仅产生刚体运动，还会产 生由于自身弹性而引起在平衡位置附近的微小往复运动，这种往复运 动通常称为振动。
最简单的情况是简谐激振力或支承点的简谐运动引起的强迫 振动。此时系统作与激振力或支承运动相同频率的简谐振动，具 有与激振力或支承运动的幅值和频率都有关的一定的振幅。当频 率接近于系统的固有频率时，便发生共振。
1.1.5汽车上振动的问题
汽车振动就是把汽车作为研究对象，研究其整体或某个部位的振动问题。
路面不平 车速和运动方向的变化 车轮、发动机和传动系统的不平衡 齿轮的冲击
动力性发挥不充分 经济性变坏 通过性、操纵稳定性和平顺性不好 损坏零部件和货物 缩短使用寿命 汽车上的主要振动问题：
发动机和传动系统、悬架系统、制动系统、转向系统、车身和车架 25
系统所表现出来的性质，仅仅由系统本身的构造分布所决定。
c
k
m
s k
g
k(x s) c x
c
o
x
m
x
m
mg
g
m&x& mg k (x s ) c x
g
m&x& c x kx 0
mg k s
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1.2单自由度系统
1.2.1自由振动 假设阻尼为0。 令 n2 k / m
&x& n2 x 0
动态特性分析—— 如已知路面条件和车辆结构，乘坐舒适性和操纵稳定性分 析。
汽车振动与噪声控制(第二版)
汽车振动与噪声控制（第二版）
第一章振动理论基础
第一节介绍
第二节单自由度系统
第三节多自由度系统
第四节连续系统振动
第五节随机振动分析基础
练习题
第二章声学理论基础
第一节波动方程与声的基本性质
第二节声传播及结构声辐射
第三节声阻抗、声强及声功率
第四节噪声及其控制技术
练习题
第三章汽车发动机的振动分析与控制
第一节发动机的振动激励源分析
第二节发动机隔振技术
第三节发动机气门振动
练习题
第四章汽车动力传动及转向系统振动
第一节振动分析的传递矩阵法
第二节汽车动力传动系统振动
第三节汽车转向系统振动
第四节汽车制动时的振动
练习题
第五章汽车平顺性
第一节平顺性定义
第二节人体反应与平顺性评价
第三节道路路面不平度的统计描述
第四节平顺性分析
第五节影响汽车平顺性的结构因素
练习题
第六章发动机及动力总成噪声
第一节发动机及动力总成噪声分析与控制
第二节传动系噪声
第三节发动机的空气动力噪声
练习题
第七章底盘系统噪声
第一节轮胎噪声
第二节制动噪声
练习题
第八章车身及整车噪声
第一节车身结构噪声及其控制
第二节车内噪声
第三节汽车整车噪声及其控制第四节汽车噪声有源控制
练习题。
车辆动力系统的噪声与振动控制技术
车辆动力系统的噪声与振动控制技术在现代社会，车辆已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
然而，车辆在运行过程中产生的噪声和振动问题却常常给人们带来困扰。
这些不仅会影响乘坐的舒适性，还可能对车辆的性能和耐久性产生不利影响。
因此，车辆动力系统的噪声与振动控制技术成为了汽车工程领域的一个重要研究方向。
车辆动力系统产生噪声和振动的原因是多方面的。
首先，发动机的工作过程本身就是一个复杂的机械运动和燃烧过程，其中的活塞往复运动、气门开闭、燃油燃烧等都会产生振动和噪声。
其次，传动系统中的齿轮啮合、传动轴旋转等也会产生相应的振动和噪声。
此外，进排气系统中的气流流动和压力变化同样会引起噪声。
为了有效地控制车辆动力系统的噪声和振动，工程师们采取了多种技术手段。
从源头控制方面来看，优化发动机的设计是一个重要的途径。
例如，通过改进燃烧室的形状、优化气门正时和升程、采用轻质材料等，可以减少燃烧过程中的冲击和振动，从而降低噪声和振动的产生。
在发动机的安装和支撑方面，采用合适的减震装置，如橡胶隔振垫、液压悬置等，可以有效地隔离发动机传递到车身的振动。
对于传动系统，提高齿轮的制造精度和啮合质量是降低噪声的关键。
采用斜齿轮、修形齿轮等设计，可以改善齿轮的传动平稳性，减少振动和噪声。
同时，对传动轴进行动平衡校正，以及合理设计传动轴的支撑和连接方式，也能有效减少传动过程中的振动。
在进排气系统方面，优化管道的形状和尺寸，采用消声器和谐振器等装置，可以降低气流噪声。
消声器的工作原理是通过反射、吸收和干涉等作用，将噪声能量转化为热能或其他形式的能量，从而达到消声的目的。
谐振器则是通过调整管道的谐振频率，来抵消特定频率的噪声。
除了上述从源头和传递路径上进行控制的方法外，还可以采用主动控制技术来进一步降低噪声和振动。
主动控制技术是指通过传感器实时监测噪声和振动信号，然后由控制器根据监测结果产生相应的控制信号，驱动执行器对噪声和振动进行抵消或抑制。
最新汽车振动与噪声控制
什么是振动 Vibration？
• 物体以其平衡位置为中心所做的往复运动 • Any motion that repeats itself after an interval
of time • 振动是自然界中常见的现象
心脏的搏动、耳膜和声带的振动等 汽车、火车、飞机及机械设备的振动 家用电器、钟表的振动 地震以及声、电、磁、光的波动等等 股市的升跌和振荡等
振动研究的问题
• 环境预测
已知系统响应和系统参数 求系统的激励
输入/激励
?
振动系统
√
输出/响应
√
___________________________________ _______________
振动研究的问题
• 系统设计
已知系统响应和外界激励 求系统的参数
系统尚不存在，需要设 计合理的系统参数，使 系统在已知激励下达到 给定的响应水平
振动理论基础 声学理论基础 发动机振动分析与控制 动力传动及转向系统振动 汽车平顺性 发动机及动力总成噪声 底盘系统噪声 车身及整车噪声
___________________________________ _______________
第一章 振动理论基础
• 引言 • 单自由度系统 • 双自由度系统 • 多自由系统 • 连续系统振动 • 随机振动分析基础
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机械振动有哪些类型
3.按系统的响应（输出振动规律）分类
周期振动——能用时间的周期函数表示系统响应的振动； 瞬态振动——只能用时间的非周期衰减函数表示系统响应 的振动； 随机振动——不能用简单函数或函数的组合表达运动规律， 而只能用统计方法表示系统响应的振动。(汽车行驶在路面 )
车辆动力系统的噪音与振动控制
车辆动力系统的噪音与振动控制随着汽车工业的快速发展，车辆动力系统的噪音和振动问题逐渐引起了人们的关注。
噪音和振动不仅会影响驾驶员和乘客的舒适性，还会对车辆的性能和寿命产生不利影响。
因此，控制车辆动力系统的噪音与振动成为了汽车工程领域中的一个重要课题。
一、噪音与振动的来源车辆动力系统的噪音与振动主要来自于发动机、传动系统和底盘等部件。
发动机的燃烧过程会产生较大的振动和噪音，尤其是在高负荷工况下。
传动系统中的齿轮啮合、离合器和变速器的工作也会引起噪音和振动。
底盘部件的运动和轮胎与道路之间的摩擦也会产生噪音和振动。
二、噪音与振动的危害车辆动力系统的噪音与振动不仅会影响驾驶员和乘客的舒适性，还会对车辆的性能和寿命产生不利影响。
噪音和振动会加速零部件的磨损和疲劳，从而缩短车辆的使用寿命。
高强度的振动还可能导致零部件松动，进一步引发故障和事故。
此外，噪音和振动还对驾驶员的健康产生负面影响，长期暴露在噪音环境下容易引发听力损伤和心理问题。
三、噪音与振动控制的原则有效控制车辆动力系统的噪音与振动需要遵循以下原则：1. 降低噪音和振动产生的根源：通过改进发动机、传动系统和底盘设计，优化机械零部件和降低燃烧噪音，从而减少噪音和振动的产生。
2. 减少噪音和振动的传递途径：采用减振材料和隔音材料，增加零部件之间的缓冲层，有效减少噪音和振动的传递，降低车内的噪音水平。
3. 优化车辆动力系统的悬挂和减震系统：合理调整悬挂和减震系统的参数，提高车辆的悬挂刚度和减震效果，从而减少噪音和振动对车辆的影响。
4. 应用控制策略和技术手段：利用现代控制理论和技术手段，例如主动噪音控制和主动振动控制，通过传感器和控制器对噪音和振动进行实时监测和调节，有效降低车辆动力系统的噪音和振动水平。
四、噪音与振动控制的方法为了控制车辆动力系统的噪音与振动，可以采取以下方法：1. 发动机优化：通过优化燃烧过程，减少燃烧噪音和振动。
采用减震支撑和改进排气系统等手段，降低发动机的振动和噪音。
车辆工程中的噪音与振动控制技术
车辆工程中的噪音与振动控制技术在现代社会，车辆已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
然而，随着车辆性能的不断提升和人们对舒适性要求的日益提高，车辆工程中的噪音与振动问题逐渐受到了广泛的关注。
噪音和振动不仅会影响驾驶者和乘客的舒适性，还可能对车辆的结构和零部件造成损害，降低车辆的使用寿命。
因此，研究和应用有效的噪音与振动控制技术，对于提高车辆的品质和性能具有重要的意义。
一、车辆噪音与振动的来源要有效地控制车辆的噪音与振动，首先需要了解其来源。
车辆中的噪音和振动主要来自以下几个方面：1、发动机发动机是车辆的动力源，也是噪音和振动的主要产生部件。
发动机在工作过程中，燃烧产生的压力变化、活塞的往复运动、气门的开闭等都会引起机械振动，并通过发动机的安装支架传递到车身。
同时，发动机的进气、排气和风扇等也会产生空气动力性噪音。
2、传动系统传动系统包括变速器、传动轴、差速器等部件。
在传动过程中，齿轮的啮合、传动轴的旋转不平衡等都会产生振动和噪音。
特别是在换挡时，由于齿轮的冲击和摩擦，会产生明显的噪声。
3、轮胎与路面轮胎与路面的接触和摩擦会产生噪音，尤其是在粗糙的路面上行驶时，噪音更为明显。
此外，轮胎的不平衡和花纹的设计也会影响噪音的产生。
4、车身结构车身结构的固有频率与外界激励频率接近时，会发生共振，从而产生较大的振动和噪音。
车身的密封性不好也会导致外界的风噪传入车内。
5、空调系统空调压缩机的工作、风扇的转动以及风道内的气流流动都会产生一定的噪音。
二、噪音与振动的危害车辆中的噪音和振动会给人们带来多方面的危害：1、影响舒适性长时间处于噪音和振动环境中，会使驾驶者和乘客感到疲劳、烦躁，降低乘坐的舒适性，影响身心健康。
2、干扰驾驶强烈的噪音和振动会干扰驾驶者的注意力和判断力，影响驾驶安全。
3、损害车辆部件持续的振动会导致车辆零部件的松动、磨损甚至损坏，缩短车辆的使用寿命。
三、噪音与振动控制技术为了降低车辆的噪音和振动，车辆工程师们采用了多种控制技术，主要包括以下几个方面：1、优化设计（1）发动机优化通过改进发动机的结构设计，如采用平衡轴、优化活塞形状和气门正时等，减少发动机内部的不平衡力和振动。
《车辆振动与噪声控制》课程教学大纲
《车辆振动与噪声控制》课程教课纲领课程代码： 020242025课程英文名称：Control of Vehicle Vibration and Noise课程总学时： 32授课：26实验：6上机：0交通运输合用专业：车辆工程装甲车辆工程能源与动力工程纲领编写（订正）时间：2017.5一、纲领使用说明（一）课程的地位及教课目的车辆振动与噪声控制是车辆工程专业、装甲车辆工程、能源与动力工程和交通运输专业的专业选修课。
面对强烈竞争的汽车市场，除了提升汽车的各项性能指标和经济指标外，降低汽车振动与噪声，提升汽车运转舒坦度已成为现代汽车设计及新技术开发研究的一个重要方面。
本课程的主要任务是使学生认识并掌握汽车振动的基本因素；单自由度、二自由度及多自由度振动的基本特征；随机振动的统计特征及汽车的平顺性剖析。
经过本课程的学习，能培育学生对工程实质问题察看、剖析及解决的能力，为从事专业设计与研究打下坚固的基础。
（二）知识、能力及技术方面的基本要求经过本课程的学习，学生要对本课的基本内容有系统的理解，掌握其基本观点、理论和方法，运用这些理论剖析，解决工程实质问题，并达到以下要求：1．拥有成立典型汽车构造力学模型的能力，并能够确立其界限条件和初始条件。
2．掌握模型系统的模态剖析与响应剖析方法。
（三）实行说明教师在授课过程中能够依据实质状况酌情安排各部分的学时，课时分派表仅供参照。
教师要着重对基本观点、基本方法和解题思路的解说，以便学生在实质应用中能贯通融会，灵活运用。
依据专业特色，教师应联合实质问题，在教课过程中注意理论与实质联合，突出实际应用。
（四）对先修课的要求本课程的先修课程有《高等数学》等有关课程。
（五）对习题课、实验环节的要求联合有关章节中的要点和难点问题以及典型的问题，安排必定的习题练习，并以讲、练、议论相联合的方式进行。
指引学生对所学内容的基本观点、基来源理和基本方法有更为深入的认识。
联合每次课的内容、要点和难点，有针对性的部署与有关实质问题相联系的思虑题。
《车辆振动与噪声控制》实验教学大纲
《车辆振动与噪声控制》实验教学大纲一、大纲编写依据1、车辆工程专业2017版教学计划；2、车辆工程专业《车辆振动与噪声控制》理论教学大纲对实验环节的要求。
二、实验课程地位及相关课程的联系车辆振动与噪声控制是车辆工程、装甲车辆工程、能源与动力工程和交通运输专业的专业选修课，面对激烈竞争的汽车市场，除了提高汽车的各项性能指标和经济指标外，降低汽车振动与噪声，提高汽车运行舒适度已成为现代汽车设计及新技术开发研究的一个重要方面。
三、实验目的、性质和任务了解简支梁的实验模态分析，汽车零部件的扫频试验，汽车噪声测试实验操作的基本技能，掌握科学的试验方法。
掌握正确的实验方法及评价方法，接受测试技能的训练。
掌握各种实验设备、实验仪器的使用方法。
培养学生观察问题分析问题和独立解决问题的能力。
通过实验使学生能够正确掌握简支梁的实验模态分析，汽车零部件的扫频试验，汽车噪声测试实验等常用车辆性能实验设备，具有根据实际情况调整及设计实验的能力。
通过实验训练培养学生具有处理实验结果和拟定实验方案的能力，培养正确记录实验数据和现象，正确处理实验数据和分析实验结果的能力以及正确书写实验报告的能力。
四、实验基本要求了解典型仪器设备的工作原理和使用方法，并且具备独立使用仪器进行测试的能力。
了解简支梁的实验模态分析方法，掌握汽车零部件的扫频试验操作方法，利用实验结果能得出零件的固有频率，分析影响零件的固有频率的主要参数。
掌握汽车噪声测试实验的操作方法。
五、实验内容和学时分配六、教材（讲义、指导书）《车辆振动与噪声控制实验指导书》自编七、考核方法和评分标准根据学生的预习情况。
实验表现和实验报告情况综合评定。
其中出勤情况占10％，实验表现占10％，实验报告80％。
八、使用说明1、本实验教学大纲一般随课程进度进行安排，也可集中安排。
2、完成实验教学内容，并提交相应实验报告。
车辆工程技术与车辆噪音与振动控制的解决方案
车辆工程技术与车辆噪音与振动控制的解决方案随着现代社会的发展，车辆工程技术在汽车设计和制造方面扮演着重要角色。
其中，车辆噪音与振动控制是车辆工程中的一项重要议题。
在车辆行驶过程中，引擎噪音、风噪音、轮胎滚动噪音等不仅影响驾驶者和乘客的舒适感，还可能对居民和环境造成噪音污染。
而车辆震动也会影响驾驶稳定性、乘坐舒适性以及车辆寿命。
因此，通过解决这些问题，改善车辆的噪音与振动控制是现代汽车工程中的一个重要目标。
对于车辆噪音的控制，有几种主要的解决方案。
首先，通过优化发动机和排气系统设计，减少发动机运转时产生的噪音。
采用降噪处理技术，如使用消声器或减振器等，可以在一定程度上减少机械噪音的传播。
其次，改善车辆的隔音性能，采用吸声材料和结构隔音设计，以减少外界噪音的侵入。
此外，车辆的空气动力学设计也可以减少车辆行驶时的风噪音。
在车辆振动控制方面，也有多种解决方案可供选择。
首先，通过优化车辆悬架系统的设计，减少车辆运动时产生的振动。
采用电子悬架系统，可以根据道路状况和驾驶方式来调节悬架刚度，从而减少车辆的纵向和横向振动。
其次，采用主动控制技术，如主动悬架系统和主动防倾杆，通过感知车辆的振动状态并实时调节悬架参数，以减少振动对驾驶者和乘客的影响。
此外，车辆的车轮平衡和动平衡技术也可以有效减少运动时的振动。
除了以上的解决方案，车辆工程技术还可以通过其他方法来改善车辆的噪音与振动控制。
例如，在车辆的设计阶段，可以采用有限元分析和模态分析等工具，对车辆结构进行优化，以减少结构共振和振动传递。
此外，引入主动噪音控制系统也是一种有效的解决方案，通过利用反相波技术，对车辆产生的噪音进行抵消，从而减少噪音的影响。
不仅如此，车辆工程技术与噪音与振动控制的解决方案还在不断进步和创新。
例如，随着电动汽车的兴起，电动汽车的噪音和振动控制要求与传统燃油车有所不同。
电动汽车的驱动系统和悬架系统也存在一些独特的噪音和振动问题。
因此，将来的解决方案可能会更加注重电动汽车领域的创新和发展。
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解：建立如图所示坐标系，原点取在各自静平衡位置。受
力分析：
建立运动微分方程： 耦合 矩阵形式：
写成如下形式：
质 加 量 速 阵 度 向 量
刚 度 阵
位 移 向 量
激 励 力 向 量
如果系统有n个自由度，则各项为n维。
1.3.3 模态分析
运动微分方程： 自由（固有）振动方程： 假设：
小结：
（1）杆的纵向振动 （2）弦的横向振动
（3）轴的扭转振动
虽然在运动表现形式上并不相同，但运动微 分方程是类同的，都属于一维波动方程。
（4）求解固有频率和模态函数（振型函数）：
以杆的纵向振动为例
与有限自由度系统不同，连续系统的模态 为坐标的连续函数，表示各坐标振幅的相 对比值；
优点：模型较为精确，考虑了人与车的耦合运动。 缺点：没有考虑车与轮胎、轮胎与路面间的影响。
建模方法三：将车、轮胎、人的质量分别考虑，并考虑各 自的阻尼、弹簧
优点：模型较为精确，考虑了人与车、车与轮胎、轮胎与 路面间的相互耦合。 问题：如何描述各个质量间的相互耦合效应？
1.3.2 质量阵、刚度阵
例1：双质量－弹簧系统受激振力，并不考虑各自的阻尼。
•由于确定连续体上无数质点的位置需要无限多 格坐标，故连续系统是具有无限多个自由度的 系统。
•连续体的振动要用时间和空间坐标的函数来描 述，其运动方程不再像有限多自由度系统那样 是二阶常微分方程组，它是偏微分方程组。
•在物理本质上，连续体系统和多自由度系统没 什么差别，连续系统振动的基本概念与分析方 法与有限多自由度系统是完全类似的。
•一维弹性体振动（波动方程） •梁的横向振动 •薄板的横向振动
说
明
1. 讨论的连续体都假定为线性弹性体， 即在弹性范围内满足胡克定律； 2. 材料均匀连续，各向同性； 3. 振动满足微振动的前提；
1. 一维弹性体振动（一维波动方程）
1）杆的纵向振动； 2）弦的横向振动； 3）轴的扭转振动； 4）固有频率和模态；
掌握要点： 1 基本概念； 2 能够区分不同振动形式； 3 系统幅频曲线与相频曲线的意义； 4 隔振设计过程与方法；
汽车振动与噪声控制
第5讲（2009-11-05） 09-10第1学期第10周 山东交通学院 邱绪云
第 1 章 振动理论基础
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 振动系统简介 单自由度系统 隔振原理与方法 多自由度系统 连续振动系统
1.3 多自由度振动
•多自由度系统模型
•质量阵和刚度阵
•模态分析
由方程确定的固有频率 i 有无穷多个
几种常见边界条件下的固有频率和模态函数：
欧拉－贝努利梁
课本
总
结
第1章 振动基础总结
主要内容： 1 单自由度系统（有阻尼/无阻尼）； 2 强迫振动（简谐力/支撑谐波）； 3 隔振设计； 4 多自由度与连续系统振动；
第1章 振动基础总结
1.3.1 多自由度振动模型
例：轿车行使在路面上，会产生上下振动。
要求：对轿车的上下振动进行动力学建模。 分析：人与车、车与轮胎、轮胎与路面存在运动耦合 建模方法一：将车、人等全部作为一个质量考虑，并考虑 阻尼、弹簧 优点：模型简单 缺点：没有考虑人与车、车与轮胎、轮胎与路面间的影响。
建模方法二：将车、人的质量分别考虑，并考虑各自的 阻尼、弹簧
模态或
振型图：
振动中保 持不动的 点，称为 节点
第一阶：
无节点：
第二阶：
一个节点：
第三阶：
两个节点：
认识模态图：
认识模态图：
认识模态图：
认识模态图：
第 1 章 振动理论基础
单自由度系统
离散系统
多自由度系统 连续系统振动
•实际的振动系统都是连续体，具有连续分布的 质量与弹性，称为连续系统或分布参数系统。
代入上式，并左乘
： 常数
由于M正定，K半正定 ：
a,b, 均为常数
（1）正定系统： 同步运动 （2）半正定系统：
1）正定系统主振动 ：
振动方程：
主振动：
有非零解的充要条件就是系数行列式为零。
频率方解 ：动力学方程：
令主振动： 或：
得：
得第1、2、3阶主振动