进排气系统NVH培训讲稿
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发动机进排气系统知识讲稿
湿式纸滤芯
十堰职业技术学院机电工程系汽车运用技术教研室
3）离心式及复合式空气滤清器
• 多用于大型货车 上 • 湿式滤芯滤清效 率较高但需定期 更换 • 布置有能使空气 旋转的装置
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２、进气歧管
1、功用
将空气-燃油混合气或 洁净空气尽可能均匀地 分配到各个气缸
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•罗茨式压气机工作原理
当转子旋转时，空气从压气机入口吸入，在 转子叶片的推动下空气被加速，然后从压气机 出口压出。
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5.3.2气波增压
利用高压废气的脉冲气波迫使空气压缩。 这种系统低速增压性能好、加速性好、 工况范围大；但尺寸大、笨重和噪声大。
5.2.2 排气消声器
功用：消减排气噪声和消除废气中的火 焰及火星。 原理：消声器通过逐渐降低排气压力和 衰减排气压力脉动，使排气能量耗散
系统组成
副消声器 催化转 换器
主消声器
后排气管
排起歧 管
排气尾管
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进气歧管内气体流道的长 度应尽可能相等
2、要求
减气体流动阻力，提高进 气能力，进气歧管的内壁 应该光滑
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3、进气歧管类型
•用于化油器式/节 气门体式发动机多 用铝合金轻导热
• 用于气道燃油喷 射式发动机可用复 合塑料
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发动机进排气系统知识讲稿
学习目标
1.了解进、排气系统的功用； 2.掌握轿车空气滤清器、消声器结构特点； 3.理解曲轴箱通风工作原理，废气再循环装置 工作过程； 4.了解机外净化采用的催化反应器净化原理； 5.理解废气涡轮增压工作原理； 6.掌握涡轮增压器结构； 7.了解气波增压、机械增压工作特点； 8.了解带放气阀的涡轮增压系统调整过程。
4-进排气培训
（三）进气系统主要零部件介绍及设计
1、空滤器介绍及设计
（三）进气系统主要零部件介绍及设计
• 1.1空滤器介绍： • 在发动机进气系统中，空气滤清器（以下简称空滤器）是其中最主要的部件。空滤 器的作用主要是保护发动机，使它不被空气中的灰尘磨损，以提高发动机的经济性 和动力性，并可延长汽车的大修里程。统计显示，机动车和工程机械发动机的早期 磨损，70%与空气滤清器有关，空气滤清器的滤清效率对发动机的磨损和寿命起着决 定性的作用。 • 1）空滤器的分类： • 根据使用条件，空气滤清器主要有以下类型： • （1）干式 • 干式空气滤清器的滤芯用徽孔滤纸，非制造布制造，滤料不浸油，所以称为干式。 滤纸经过树脂处理，热固化后，具有抗水性和一定的挺度和耐破性，控制滤料孔径 和纤维组织均匀度，可以达到要求的透气度和过滤精度。滤芯的原始阻力在 0.3kPa~0.5kPa内，效率可以超过99%，储灰能力高。保养方便，用压缩空气吹，也 可以敲击，复原性好，滤纸和非织造布具有良好的消声功能，因此使空气滤清器起 到进气消声的作用。适用气候环境相对较好，广泛应用于轿车、轻卡、工程车、重 卡等 • （2）湿式 • 湿式空气滤清器结构与干式基本相同，只是滤芯需要油湿处理。用钢丝绕制的滤芯 ，浸油后，沥干20小时左右。用发泡聚氨酯（泡沫塑料），化学纤维，滤纸制成的 滤芯，浸油或喷油，然后挤干或甩干。所用的油料用机油、柴油或工业煤油按一定 比例配制，以降低混合油的粘度，使油料对滤材有良好的浸润性。油料配方，滤芯 浸油量，浸油方法，需要经过反复试验，制定成熟工艺。浸式滤芯的关键是滤材的 选取和浸油工艺，比如说浸油量要恰到好处，油量太少，滤清效率上不去，油量过 高，阻力升高，且产生失油。
（三）进气系统主要零部件介绍及设计
1.3.2：增压（含中冷）发动机额定空气流量的计算 • QH=0.03Vh²n²η v²η s²A • 其中A=I²（T0/T）0.75 • A：增压系数 • η s：扫气系数，增压机取1.05 • I：增压器压比 • T0：增压器进气温度（K） • T：发动机进气温度（K）（增压机为增压器出口温度，增压中冷发动机为中冷后温 度） 1.3.3：对于气制动车型，如果需要空滤器为气泵提供新鲜空气，在确定空滤器流量时 ，需加上气泵排气量，即： • Q=k²（QH+Q1） • Q：空滤器额定空气流量（m3/h） • Q1：气泵排量（m3/h） • k: 储备系数取1~1.05
6-进排气_NVH
进排气系统中的声学元件
空气进气系统: • • • 亥姆霍兹共振腔 四分之一波长管 空气净化箱 (扩充的消声器)
排气系统: • 前-消声器 (共鸣器)
•
后-消声器 (消声器)
19
消声器/共鸣器
被动消声器的分类
1.
机理: 阻抗变化 反馈消声器用于低频 A. 扩展型 消声器: 用于 宽波段 B. 侧分支共鸣器: 用于窄波段频率 A1.亥姆霍兹共振腔 B2.四分之一波形转换开 关高频头
p z u
Standing Wave
反节 点
p( x, t ) Pe jt [e jkx e jkx ] 2Pe jt sin(kx)
驻波是入射波和反射波合成 的结果, 所以它是静态的.
节 点
5
管道声学
管道阻抗
阻抗的意思是一种媒介的抵抗能力
p p Z U Su
Z1 Z2
阻抗在3种情况下改变:
TL 测量法
声 源
管道
麦克风
声学元件
麦克风
全消音
13
消声器/共鸣器的评价
插入损失: IL
IL:声功率级 (或者声压级) 在插入消声器前后之差
插入消声器之前的声压级:
麦克风
LW1
LW1
插入消声器之后的声压级:
麦克风
LW2
LW2
声 源
管
道
声 源
管
道
声学元件
IL L w1 L W2 10 log10
•
•
阻抗被修正以后, 有效管长将会改变
计算的管长 L1 等于实际的管长加上修正后增加的管长: 等效管 r
L1 L L1
L1 0.65r
NVH培训教案
W0----基准声功率，W0=2*10-12 W； W----声源辐射的声功率。
声压级与声功率级的关系：功率级不能直接测得，可在一定条件下 利用声压级进行换算，见表13-1
2）声功率及声功率级
声压级换算为声功率级的原因：
声压级的值与声源----测点间的距离及测量环境有关，而声功率级与测点
无关，故对于固定式机械设备，ISO推荐以声功率级作为噪声的评价量。
对于1/3倍频程
中心频率
2）倍频程、1/3倍频程 倍频程中心频率与频率范围
中心 频率
31.5
1/3倍频程中心频率与频率范围
中心频率
25
频率范围
中心频率
频率范围
频率范围
22.4～28 28～35.5 35.5～45 45～56 56～71 71～90 90～112 112～140 140～180 180～224 224～280 280～355 355～450 450～560 560～710
福特公司交流发电机噪声测试标准
麦克风位置
福特公司交流发电机噪声测试标准 全负荷总体及电磁噪声级限值
2、雨刮电机噪声、振动标准
上汽雨刮噪声、振动标准（MGR ES:62.21.715）
噪声限值 振动限值
长安雨刮电机噪声测试标准
测点布置
B211雨刮电机单体噪声声压级
档 位
目标值
高速档
52dB(A)
这样，声压变化10倍，声压级变化20dB； 声压变化100万倍，声压级变化120dB；听 阈声压与痛阈声压间的声压级变化幅度为0---120 dB。
2）声功率及声功率级
声功率：声源在单位时间内辐射的总能量。单位：W 为便于衡量声功率的相对大小，引入声功率级Lw(dB)
声压级与声功率级的关系：功率级不能直接测得，可在一定条件下 利用声压级进行换算，见表13-1
2）声功率及声功率级
声压级换算为声功率级的原因：
声压级的值与声源----测点间的距离及测量环境有关，而声功率级与测点
无关，故对于固定式机械设备，ISO推荐以声功率级作为噪声的评价量。
对于1/3倍频程
中心频率
2）倍频程、1/3倍频程 倍频程中心频率与频率范围
中心 频率
31.5
1/3倍频程中心频率与频率范围
中心频率
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频率范围
中心频率
频率范围
频率范围
22.4～28 28～35.5 35.5～45 45～56 56～71 71～90 90～112 112～140 140～180 180～224 224～280 280～355 355～450 450～560 560～710
福特公司交流发电机噪声测试标准
麦克风位置
福特公司交流发电机噪声测试标准 全负荷总体及电磁噪声级限值
2、雨刮电机噪声、振动标准
上汽雨刮噪声、振动标准（MGR ES:62.21.715）
噪声限值 振动限值
长安雨刮电机噪声测试标准
测点布置
B211雨刮电机单体噪声声压级
档 位
目标值
高速档
52dB(A)
这样，声压变化10倍，声压级变化20dB； 声压变化100万倍，声压级变化120dB；听 阈声压与痛阈声压间的声压级变化幅度为0---120 dB。
2）声功率及声功率级
声功率：声源在单位时间内辐射的总能量。单位：W 为便于衡量声功率的相对大小，引入声功率级Lw(dB)
汽车NVH培训
（续） 第一阶整体扭转
第一阶整体弯曲
前舱摆动 后地板局部模态
第二讲 trimmed body 模态分析
一.trimmed body
trimmed body主要由白车身加上内外饰件和前后挡风玻璃组成.
主要内外饰：
·hood ·decklid ·tailgate ·carpet ·headliner ·radiator assembly ·brake booster ·battery ·spare tire ·seats ·bake on dampers ·seat belts ·steering column ·washer bottle ·windshield wipers ·ABS controller ·computer modules ·non structural body panels ·doors
第一讲 白车身模态分析
一. 白车身 白车身模态分析根据需要分带玻璃和不带玻璃两种。
不
带
带
玻
玻
璃
璃
二.白车身建模 1，根据相应标准剖分网格，赋予截面属性。 a.注意几何对称，防止将两个不完全对称的零件当成对称的处理； b.注意几何数据的完整，避免后期分析因零件缺失而返工； c.车身与底盘的连接点做washer，便于后期动刚度的分析； d.在没有进行白车身模型检查前不要删除有用的几何信息； e.随时注意备份数据，防止出现bug等其他不正常情况导致数据丢失。 。。。 2，模型检查 a.厚度检查，必须要与BOM核对一遍； b.厚度核对无误后再进行干涉穿透等检查，检查完后还要保证网格质量。 。。。 3，模型焊接粘胶 a.导入焊点points时注意区分两层焊、三层焊和co2、 seal 、MIG焊等， 要建不同的component. b.焊点要放在一个assemble里面。其他则按车身部位放到不同assemble。
NVH培训解析
19Fra bibliotek车 NVH概论
黏性阻尼器的响应(m=1.0)
原质量系统振幅 |A1,0(r)|,|A1,inf(r)|,|A1,0.5(r)|,|A1,opt(r) |
4
z=∞ z=0.5 P
z=0
2
zopt=0.288
0 0 1 频率比(r) 2
20
汽车 NVH概论
时域和频域
振幅
振幅
时域
频率成份
振幅
频域
汽车 NVH概论
悬置隔振效率
发动机本体 振动加速度
18dB 15dB
36dB
安装点 发动机本体
13dB
振动加速度
安装点
1350 1800 2250 2700 3150 3600 发动机转速rpm
15
汽车 NVH概论
吸振器的模型
x2 k1 k2 m2 F0sinwt c
x1 k1 m1 F0sinwt
12
汽车 NVH概论
隔振模型和隔离体受力图
merw2sinwt F(t)=merw2sinwt m m x k*=k(1+hi ) k(1+hi)x .. x
(a)模型
(b)隔离体图
13
汽车 NVH概论
弹性隔振器的传递率
100
10
传递率T(r)
1
0.1
0.01 0 1
2
2 频率比(r)
3
4
5
14
简单划分
—容易更改的因素(设计) —难以改变的因素(输出)
7
汽车 NVH概论
有区别的噪声源
路噪 风噪 动力总成
—音响空调 —雨刮 —电机 —开关
黏性阻尼器的响应(m=1.0)
原质量系统振幅 |A1,0(r)|,|A1,inf(r)|,|A1,0.5(r)|,|A1,opt(r) |
4
z=∞ z=0.5 P
z=0
2
zopt=0.288
0 0 1 频率比(r) 2
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汽车 NVH概论
时域和频域
振幅
振幅
时域
频率成份
振幅
频域
汽车 NVH概论
悬置隔振效率
发动机本体 振动加速度
18dB 15dB
36dB
安装点 发动机本体
13dB
振动加速度
安装点
1350 1800 2250 2700 3150 3600 发动机转速rpm
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汽车 NVH概论
吸振器的模型
x2 k1 k2 m2 F0sinwt c
x1 k1 m1 F0sinwt
12
汽车 NVH概论
隔振模型和隔离体受力图
merw2sinwt F(t)=merw2sinwt m m x k*=k(1+hi ) k(1+hi)x .. x
(a)模型
(b)隔离体图
13
汽车 NVH概论
弹性隔振器的传递率
100
10
传递率T(r)
1
0.1
0.01 0 1
2
2 频率比(r)
3
4
5
14
简单划分
—容易更改的因素(设计) —难以改变的因素(输出)
7
汽车 NVH概论
有区别的噪声源
路噪 风噪 动力总成
—音响空调 —雨刮 —电机 —开关
NVH基本知识介绍PPT课件
分析条件:
动力总成的质心,质量 和转动惯量,悬置的安 装空间.
2021/7/23
27
进排气系统声学性能优化
分析目的:
对进排气系统的声学性能进 行优化,降低进排气噪声对车 内和车外噪声的影响
分析条件:
发动机进排气歧管口处的声 压(可以试验测量或通过汽研 院动力总成分析科分析得到) 和进排气系统的模型.
2021/7/23
4
计权曲线
2021/7/23
5
试验测量设备
声压测量: 传声器
声强测量: 声强探头
振动测量: 可以测量位移,速度或加速度;通 常是测量加速度.
脉冲激励输入: 力锤
其它输入: 激振器,可以输入随机信号,脉冲 随机,单频正玄,扫描正玄等.
2021/7/23
6
汽车NVH的关键部件
2021/7/23
17
2021/7/23
18
2021/7/23
19
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20
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21
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22
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23
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24
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26
发动机悬置系统优化
目的:和理安排悬置的 位置和安装角度,通过 悬置传递到车身上的力
140 130 120 110 100 90 80 70 60 50
40 30 20 10 0
20 Hz 30 40 60 80 100 200 300 400 600 800 1000 2kHz 3 4 6 8 10 15
由图可知,在不同的频率听起来同样响的声压是不一样的,为了反映人耳 的这种变化,需要对声音进行频率加权来进行评价.由于分析侧重点不同 所以有很多种计权方式,汽车噪声最为常用的是A计权
动力总成的质心,质量 和转动惯量,悬置的安 装空间.
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进排气系统声学性能优化
分析目的:
对进排气系统的声学性能进 行优化,降低进排气噪声对车 内和车外噪声的影响
分析条件:
发动机进排气歧管口处的声 压(可以试验测量或通过汽研 院动力总成分析科分析得到) 和进排气系统的模型.
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计权曲线
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5
试验测量设备
声压测量: 传声器
声强测量: 声强探头
振动测量: 可以测量位移,速度或加速度;通 常是测量加速度.
脉冲激励输入: 力锤
其它输入: 激振器,可以输入随机信号,脉冲 随机,单频正玄,扫描正玄等.
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汽车NVH的关键部件
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发动机悬置系统优化
目的:和理安排悬置的 位置和安装角度,通过 悬置传递到车身上的力
140 130 120 110 100 90 80 70 60 50
40 30 20 10 0
20 Hz 30 40 60 80 100 200 300 400 600 800 1000 2kHz 3 4 6 8 10 15
由图可知,在不同的频率听起来同样响的声压是不一样的,为了反映人耳 的这种变化,需要对声音进行频率加权来进行评价.由于分析侧重点不同 所以有很多种计权方式,汽车噪声最为常用的是A计权
NVH培训教材
问题描述：
-----二排座Booming音调查 音调查
1、车辆于二，三档全油门加速时，于二排座可明显听到嗡鸣声 于二排座可明显听到嗡鸣声，长期坐于 二排听该声音会有恶心感。 BoBo”音 2、于驾驶席可听到引擎仓传来的“BoBo”
案例分析2
问题调查：
-----二排座Booming共鸣音调查 共鸣音调查
变速器NVH 变速器NVH基础培训 NVH基础培训
目录
1. 设备仪器简介 2.数据处理简介
FFT分析 ●阶次分析
●
3. 案例分析
1、变速器“JIAJIA”音调查 2、车内二排共鸣音调查
3、方向盘振动调查
设备仪器简介
设备仪器简介
设备仪器简介
设备仪器简介
设备仪器简介
设备仪器简介
设备仪器简介
设备仪器简介
设备仪器简介
设备仪器简介
设备仪器简介
设备仪器简介
设备仪器简介
设备仪器简介
数据处理简介
数据处理简介
信号调理
1）电压幅值调理，以便适宜于采样 2）必要的滤波，以提高信噪比，并滤去高频噪声 并滤去高频噪声（抗混滤波，以免频率混叠） 3）隔离信号中的直流分量
数据处理简介
数据处理简介
案例分析2
-----二排座Booming音调查 音调查
共鸣箱频率测试
案例分析2
-----二排座Booming音调查 音调查
案例分析2
-----二排座Booming音调查 音调查
二席噪声Overall Overall
二席噪声二阶
红-原况
绿-铅板补强(94Hz) (94Hz)
蓝-无干涉（91Hz）
措施1：增加空气滤清器刚度，声压级降低 声压级降低 措施2：脱离空气滤清器与车身连接， ，声压级降降低 措施3：将排气管延伸至远离二排座， ，共鸣音无明显改善 措施4：将进气管延伸至远离驾驶座， ，共鸣音减小，增加进气共鸣箱
-----二排座Booming音调查 音调查
1、车辆于二，三档全油门加速时，于二排座可明显听到嗡鸣声 于二排座可明显听到嗡鸣声，长期坐于 二排听该声音会有恶心感。 BoBo”音 2、于驾驶席可听到引擎仓传来的“BoBo”
案例分析2
问题调查：
-----二排座Booming共鸣音调查 共鸣音调查
变速器NVH 变速器NVH基础培训 NVH基础培训
目录
1. 设备仪器简介 2.数据处理简介
FFT分析 ●阶次分析
●
3. 案例分析
1、变速器“JIAJIA”音调查 2、车内二排共鸣音调查
3、方向盘振动调查
设备仪器简介
设备仪器简介
设备仪器简介
设备仪器简介
设备仪器简介
设备仪器简介
设备仪器简介
设备仪器简介
设备仪器简介
设备仪器简介
设备仪器简介
设备仪器简介
设备仪器简介
设备仪器简介
数据处理简介
数据处理简介
信号调理
1）电压幅值调理，以便适宜于采样 2）必要的滤波，以提高信噪比，并滤去高频噪声 并滤去高频噪声（抗混滤波，以免频率混叠） 3）隔离信号中的直流分量
数据处理简介
数据处理简介
案例分析2
-----二排座Booming音调查 音调查
共鸣箱频率测试
案例分析2
-----二排座Booming音调查 音调查
案例分析2
-----二排座Booming音调查 音调查
二席噪声Overall Overall
二席噪声二阶
红-原况
绿-铅板补强(94Hz) (94Hz)
蓝-无干涉（91Hz）
措施1：增加空气滤清器刚度，声压级降低 声压级降低 措施2：脱离空气滤清器与车身连接， ，声压级降降低 措施3：将排气管延伸至远离二排座， ，共鸣音无明显改善 措施4：将进气管延伸至远离驾驶座， ，共鸣音减小，增加进气共鸣箱
《汽车NVH介绍普及》课件
未来展望
随着新能源汽车技术的不 断发展，NVH性能的提升 将成为未来竞争的重要因 素之一。
06
总结与展望
NVH的重要性和挑战
总结
NVH（Noise, Vibration, Harshness）在汽车行业中具有重要 意义，它直接影响到车辆的舒适性和 性能。
挑战
尽管NVH技术在不断进步，但仍面临 许多挑战，如噪音和振动的抑制、材 料和工艺的优化等。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
车辆内部噪音
01 车辆内部噪音主要包括设备噪音、气动噪 音和人为噪音等。
02
设备噪音主要是由汽车内部的空调、音响 等设备产生的噪音。
03
气动噪音主要是由车身缝隙、车窗开合等 引起的空气流动产生的噪音。
04
人为噪音主要是乘客的谈话声和儿童哭闹 声等。
其他NVH相关因素
车身结构
轮胎设计
车身的振动和共振会影响NVH性能， 合理的车身结构设计和材料选择可以 有效改善NVH性能。
NVH与自动驾驶技术的结合
自动驾驶技术的发展对汽车的NVH性能提出了更高的要求，需要更高的静谧性和舒适性。
通过将NVH技术与自动驾驶技术相结合，可以实现更加智能的NVH管理和优化，提高驾驶的舒适性 和安全性。
05
案例分析
某品牌汽车NVH优化实例
品牌介绍
该品牌在国内汽车市场中拥有较高的 知名度和市场份额。
轮胎和悬挂系统优化
总结词
通过改进轮胎和悬挂系统的设计，降低轮胎与地面接触产生的噪音以及悬挂系统 产生的振动噪音。
详细描述
采用低噪音、高阻尼的轮胎材料和胎面花纹设计，减少轮胎与地面接触时的振动 和噪音。同时，优化悬挂系统设计，提高悬挂部件的刚度和阻尼，降低振动噪音 。
NVH概述培训2013
仪表盘振动、看不清仪表读数
车内噪声过大，影响车乘人员声音交流 周期性金属件撞击声 弹性元件异常损坏 动平衡不好产生的抖动，例如传动轴、轮胎等。
汽车振动噪声分为结构声和空气声。结构传递声一般是在10到 800Hz范围内起作用。
空气噪声主要是在800Hz以上起决定作用。
空气噪声及频谱
八、通过噪声介绍
四、汽车NVH 现状
国外现状
建立了详细的NVH开发流程，形成了系统 的过程控制方法 建立了全面系统的各级目标体系 要的性能之一 投入了大量的财力进行相关设备的采购和建
国内现状
认识到NVH是汽车开发的核心技术，是最重
掌握及运用了声源识别技术、TPA技术、
ODS技术、声强分析方法、声全息分析方 法等技术 建立了全面系统的测试及CAE分析规范
消费者满意的程度 20%~30%抱怨的产生都是与 NVH有关系
驾驶员座椅 0.12 0.1 0.08 g 0.06 0.04 0.02 0 X方向 Y方向 Z方向
竞争车
定置怠速工况下，进 口车比F3000振动量 值小10倍。
F3000 actros
动力总成左前悬置 30 25 20 dB 15 10 5 0 X方向 Y方向 Z方向 30 25 20 dB 15 10 5 0 X方向
b) 设计阶段 ：对零部件及系统级整车进行CAE分析、进行系统整车目
标值校对，与供应商配合，进行NVH设计方案验证、优化及改进。 c) 开发阶段 ：以试验验证为主，测试验车NVH性能并与目标值对比，
找出差距进行方案改进。一般需要主观、客观结合。
d) 试产阶段：进行NVH性能校核、解决可能由于生产装配、供应商产 品质量问题引发的NVH性能问题。 e) 投产阶段：解决遗留的性能问题。
NVH培训[1]
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(b)有阻尼器的系统
NVH培训[1]
黏性阻尼器的响应(m=1.0)
z=∞
z=0
z=0.5 P
zopt=0.288
NVH培训[1]
时域和频域
振幅 振幅
振幅
时域
频率成份
频域
NVH培训[1]
模态分析
➢固有频率 — 固有振动 ➢频响函数由固有振动决定 ➢模态参数
—模态形状 —模态阻尼 —节点—模态变形为零 —腹点—模态变形极大
➢ 减少旋转部件的不平衡 ➢降低轮胎噪声辐射
NVH培训[1]
NVH设计指导
➢确保动力总成主要刚体模态解耦 ➢主要受力件互相搭接 ➢ 主结构截面均匀变化，尽量减少突变 ➢板件主要承受剪力载荷 ➢确保连接刚度 ➢焊点、螺栓等尽量设计成承受剪力 ➢吸声材料、多孔内饰、密封等 ➢车身外造型保持流畅，让流过车身的气流平稳地分离
齿轮缺陷 齿轮传动 换档杆 传动不平衡 动力传动 道路噪声 颠簸
轴承碾压声 电动窗 轮胎噪声 排气 吱吱声和喀嚓声 液体流动 进气
NVH培训[1]
NVH三个维度
工作状态
发动机 变速箱 进排气 路噪声 风噪声 胎噪声
描述
噪声源
NVH培训[1]
NVH是什么呢？
➢可被听到、看到或感觉到，并能影响消费者心理的因素
➢仔细倾听
—和竞争车比照 —描述上的差异
➢情景再现 ➢环境因素
NVH培训[1]
NVH流程
➢源/路径/接受器 ➢强迫力 ➢结构响应 ➢模态分析 ➢NVH治理
NVH培训[1]
源/路径/接受器
源 × 路径 = 响应 ➢源—干扰因素 ➢路径—可以将振源的干扰放大或减小 ➢接受器—干扰引起的响应 ➢NVH策略
NVH培训声音的发生与传达
2/35
如何理解发生的声音呢
①对于机构的運転条件或者运动条件、与原理一起同时 考虑発生的ＮＶＨ現象。 →作为该情况下的补充，理解理论
3/35
②其次、理解実際上発生問題的原因以及条件。 →発生条件的既述要簡単明瞭、要针对具体的实物 →对条件的前提条件要補足説明与理解、但是、尽可能地 增加更多的前提条件、就会失去条件自身的意义
x dx 点的圧力 ；
p p dx x
V0 dV
第2項使小容积向右側移动，因为成为 运动式为、
V0
ξ
0 ；平均密度
因此
p dx 0 dx x t
x
P P0 p
P
x
p 0 0 t x
---②
x dx
a)因声音圧力不同，作用外力与板的惯性力平衡
10/35
m pi pr pt ① p b)碰墙壁的 空气粒子与墙壁的运动的动作具有同一性 p c p ②
从①,②得出 从②得出 此处、
m 2 pi pt
i pt c
i
r
t
遮音壁
15/35
f f rmd
在２重壁間，形成音响系、 输入频率与 f 气柱共鳴频率 f rmd 一致
f f rmd
f f rmd
遮音特性-没有吸音材料的多重壁
25
16/35
没有吸音材料的2重壁
透过损失的増加分（ｄB) 20
15
d
d
10
d；空隙
5
0 100
200
500
1k 2ｋ 频率 Hz
反射波 I 2 pr r c
遮音壁 透过波
培训--进气系统NVH设计
三、消声元件的应用
四、进气系统的隔振
由于进气系统的一端与发动机相连，而另一端与车体相连，因此减少发动机传 递到车体的振动十分重要。干净空气管道中有一段是用柔软材料做成，如橡胶管， 形成一个柔性连接。由于这种柔性管的刚度非常低，因此发动机的振动基本上被隔 掉，传递到车体上的振动非常小。 空气过滤器通过支架与车体相连。支架与车体之间用橡胶垫隔开，这样车体的 振动和进气系统的振动彼此隔开。进气系统绝大多数是用塑料制成，相对于车体来 说，本身的质量比较轻，这样在计算车体的振动时，进气系统可以忽略不计。 尽管柔性管隔离了发动机的振动，但是在进气系统中还是有几个值得注意的振 动问题：空气滤壳体的振动和气流激励振动。其中壳体的振动很重要。空气过滤器 和赫尔姆兹消音器的壳体比较薄，当有高速气流从进气系统中流过，这些薄板结构 很容易被激励起来，从而辐射出强烈的噪声。因此，空气过滤器和赫尔姆兹消音器 的固有频率一定要高出可能激励的频率。 提高结构频率的方法有很多，如在结构内外多加加强劲，结构尽可能地避免大 平面，增加壁的厚度等。为了研究辐射噪声，就有必须对进气系统做振动分析，了 解系统的模态。
1000
频率(Hz)
3.亥姆霍兹共振消声器
原理 • 利用共振吸声 ，当声波入射到共振腔口时，因为声阻抗的突然变化，一部 分声能将反射回声源。同时在声波的作用下，孔径中的空气柱产生振动， 振动时摩擦阻尼又使一部分声能转变为热能而耗散掉，仅有少量声能辐射 出去，从而达到了消声的目的。
2R Sc Lc
V
表1 一些汽车进气系统的消音容积
制造厂家 丰田 福特 丰田 福特 尼桑 福特 本田 丰田 福特 汽车品牌 Lexus LS400 (92) Lincoln VIII Lexus GS300 (93) Ford Taurus (92) Nissan Infiniti J30 (93) Ford Contour (95) Honda Accord EX(94) Toyota Corolla (93) Ford Escort (94) 发动机汽缸 V8 V8 V6 V6 V6 I4 I4 I4 I4 发动机容积(升) 4.6 4.6 3.0 3.0 3.0 2.0 2.2 1.8 1.9 总的消音容积(升) 16.4 14.1 11.7 11.3 8.9 17.87 17.49 11.2 7.2
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还算感到满意 完全满意
渴望得到改进的人
所有的消费者 爱挑剔的顾客 很少的顾客 ☺
NVH培训[1]
NVH制约
➢对 NVH的制约因素
—成本 —布置 —车辆动力学
—耐久性 —消费者的要求 —延用 —功能
NVH培训[1]
总结
➢NVH是一个系统属性 ➢需要系统的方法 ➢消费者的需求决定NVH性能水平 ➢需要试验验和CAE的支持 ➢NVH与成本、重量和车辆动力学的妥协
NVH培训[1]
模态分析
NVH培训[1]
模态分析的作用
➢提供设计依据
—竞争车和同级车的状态 —目标设置和确认 —模态分析有助于理解结构特性
➢有限元分析和试验的相关性研究
—比较频率和模态形状
NVH培训[1]
频率分析
➢ 周期性振动能被一组简谐振动来描述（傅里叶系列） ➢ 任何简谐振动都被下列参数完全定义
NVH培训
2020/11/3
NVH培训[1]
噪声源
➢ 汽车上有许多各不相同的噪声源
1. 燃烧 2. 零件之间的撞击 3. 部件之间的摩擦 4. 旋转的部件 5. 管中液体的流动
NVH培训[1]
汽车噪声源
燃烧噪声 柴油机敲击声 气门机构 风扇 动力转向 燃油泵噪声 电机噪声
风噪声 内饰噪声 关门声 中央门锁 开关 指示器滴答声 雨刮噪声
—影响视觉的振动频率范围
●2～20Hz
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频率范围
➢噪声 —结构噪声
●20～50Hz
—空气噪声
●250～5000Hz
NVH培训[1]
传递函数
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结构响应
➢线性 ➢传递函数
—频响函数（输出/输入） —传递损失 — p/F — p/p —v/F
渴望得到改进的人
所有的消费者 爱挑剔的顾客 很少的顾客 ☺
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NVH制约
➢对 NVH的制约因素
—成本 —布置 —车辆动力学
—耐久性 —消费者的要求 —延用 —功能
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总结
➢NVH是一个系统属性 ➢需要系统的方法 ➢消费者的需求决定NVH性能水平 ➢需要试验验和CAE的支持 ➢NVH与成本、重量和车辆动力学的妥协
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模态分析
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模态分析的作用
➢提供设计依据
—竞争车和同级车的状态 —目标设置和确认 —模态分析有助于理解结构特性
➢有限元分析和试验的相关性研究
—比较频率和模态形状
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频率分析
➢ 周期性振动能被一组简谐振动来描述（傅里叶系列） ➢ 任何简谐振动都被下列参数完全定义
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噪声源
➢ 汽车上有许多各不相同的噪声源
1. 燃烧 2. 零件之间的撞击 3. 部件之间的摩擦 4. 旋转的部件 5. 管中液体的流动
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汽车噪声源
燃烧噪声 柴油机敲击声 气门机构 风扇 动力转向 燃油泵噪声 电机噪声
风噪声 内饰噪声 关门声 中央门锁 开关 指示器滴答声 雨刮噪声
—影响视觉的振动频率范围
●2～20Hz
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频率范围
➢噪声 —结构噪声
●20～50Hz
—空气噪声
●250～5000Hz
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传递函数
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结构响应
➢线性 ➢传递函数
—频响函数（输出/输入） —传递损失 — p/F — p/p —v/F
NVH基础知识分享ppt课件
多自由度系统
同上系统极点：
p1
0
pn
sr= 0
p1* pn*
-σ1+jω1
-σn+jωn
有阻尼固有频率 0
= 0
-σ1-jω1
=
-σn+jωn
单自由度系统
单自由度传递函数可以表达为：
H(p ) = Z-1(p)=
=
=
上式中的A1和A1*即为留数。
多自由度系统
同上：
[H(p)]=[Z(p)]-1= {adj[Z(p)]}/{det[Z(p)]}
• 声源发出声音的能力通常用声功率来表示 • 声功率是指单位时间内声源发出的声能量或通过某
块面积上的声能量
• 声功率是标量，同样需要用声功率级来表示 • 声功率测试有精度较低的工程法也有精度较高的精
密法，既可通过声压测量得到也可以通过声强测量 得到
• 发动机的声学性能一般用声功率来表达，可在距发 动机表面1米的球面上通过声压测试来计算得到
NVH基础知识分享
一、声学相关
NVH的基本概念
• NVH——Noise, Vibration, Harshness • Noise —— 噪声
– 主要分析频率范围：20Hz ~ 5000Hz – 通过频率特性、幅值和品质来评价
• Vibration —— 振动
– 主要分析频率范围：0.5Hz ~ 50Hz – 通过频率特性、幅值和方向来评价
6
声压相加
• 在有若干噪声源同时作用时，必须对最大噪声源进 行控制才能有明显作用，而仅对多个小的噪声源进 行控制则对总的声压级没有大的影响
– 比如：有70dB噪声源1个， 65dB噪声源3个，则 总声压级为
福特汽车NVH(噪声)知识培训教材
1.1 NVH Overview
频率
10
Vehicle NVH Awareness
Vehicle Noise Examples
汽车噪声举例
➢Road Noise(40mph Rough Rd.)-Narrow Spectrum. 道路噪声（40英里每小时在粗糙路面之上）-窄频。
1.1 NVH Overview
NVH关系着公司的利益
➢15~29% of warranty cost has noise as a condition code. 15~29%的保修的费用是花费在与噪声有关的。
➢1994 model year,36MIS,warranty cost associated with all noise was $346 million –18% of total warranty. 94年型车，3年的在用车，在噪声方面的保修费用 是3.46亿美元—占总费用的18%。
Noise Associated Warranty Other Warranty
1.1 NVH Overview
5
Vehicle NVH Awareness
NVH Links to Company Profit
NVH关系着公司的利益
➢NVH Prototype cost reduction opportunity.
➢ TGR—Things Gone Wrong
20%~30% of TGW is NVH related. TGR—所抱怨的事情
20%~30%抱怨的产生都是与NVH有关系的。
NVH Related Other
1.1 NVH Overview
4
Vehicle NVH Awareness
NVH培训教程
4.1 气体压力Leabharlann 4.2 四缸机惯性力与惯性力矩
4.3 发动机扭矩
• 气体压力产生扭矩
• 惯性力产生扭矩
• 总扭矩
4.4 发动机阶次
阶次可理解为转速倍数，对于四缸机， 曲轴转一圈，有两个缸在工作点火， 因此四缸机发火阶次为二阶
发动机转速与频率关系
五、动力系统振动噪声控制
结构声控制
结构声来源固体结构振动
发动机及动力传动系统NVH培训
一、汽车振动噪声源
• 1 动力系统振动与噪音 • 2 风噪 • 3 路噪
二、动力系统组成
Engine Powerplant
Driveline
Powertrain
动力系统组成
三、动力系统振动与噪声
• 3.1动力系统噪声
统称空气噪声
3.1.1 燃烧噪声
3.1.2 机械噪声
•动力系统弯曲模态控制
传动轴临界转速 Nc
当传动轴达到一定的转速时，激励频率与传动轴弯曲 固有频率一致，传动轴发生共振，这时传动轴转速称 为临界转速Nc
N
要求： Nc高于N
当不能满足上述要求应考虑两节传动轴
7.4 动力系统扭转模态控制
1 扭转刚度调整： Couplers 2 Tuned damper 3 双质量飞轮DMFW
7.2 动力总成弯曲模态
• Powerplant bending mode • 发动机和变速器总成弯曲模态 • 控制方法： 模态频率大于200Hz（前驱）
7.3 动力系统弯曲模态（后驱）
• 动力系统（Powertrain）包含发动机、变速器、传动轴、 后桥及后悬挂。
1、一阶弯曲模态频率 80~100Hz 2、二阶弯曲模态频率 100~150Hz 3、垂向Z弯曲模态频率与横向Y弯曲模态频率相差15%
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加上控制的系统
频率 (Hz)
S21排气口噪声2档彩图
6000.00 110.00
AutoPow er OUTET:S (A) WF 251 [980.56-5971.5 rpm]
Tacho1 (T1)
dB(A)
rpm
900.00 0.00 Hz 1000.00
10.00
Pa
发动机噪声概述 发动机噪声 1、燃烧噪声 2、机械噪声 3、液体动力噪声 1、进气噪声 2、测试
有关噪声的基础概念
• 声音：振动产生声音 • 听觉区域范围：20－20000Hz • 声压级：有效声压和基准声压比的常用对数乘以20，单位
为分贝（空气中的参考声压一般取2×l0-5Pa )
• 噪声的相加和相减 LP=10LG(10L1/10+10L2/10 ) • 详细的声学知识可查阅书籍
1m
MP 4
不同噪声水平的噪声构成
Standard is 80 dB(A): exhaust noise, engine noise
Standard is 77 dB(A): exhaust noise, intake noise, engine noise
Standard is 74 dB(A): exhaust noise, intake noise, tireroad noise, engine noise
发动机排气系统连接
车身
挂构和吊耳 排气冷端
柔性连接（波纹管、球法兰）
发动机
排气歧管 三元催化
排气系统性能指标
排放
噪声
振动
耐久性
背压、功率损失
排气系统开发的难点 （后面介绍）
发动机噪声测试
MP 1
2.0 TCI acoustic assessment
1m
1m
MP 3
MP 4
1m airborne noise
结构振动噪声
空气动力噪声
内燃机噪声源频率特性
噪声源 燃烧噪声 活塞敲击噪声 配气机构噪声 喷油泵噪声 齿轮噪声 进气噪声 排气噪声 冷却风扇噪声
空气动力噪声 机械噪声
频率范围，KHZ 1- 10 2- -8 0．5-2 > 2 <4 0．05-5 0．2-2
发动机进气系统噪声
• 进气噪声源：
1、发动机燃烧和气门撞击声 2、气门开启的周期变化产生的空气动力噪声 3、气体在管道、气门、节流阀体出摩擦发出的声音 4、管路和壳体辐射噪声、及振动传递噪声
3.频谱和A 声级
人耳等响曲线
A、C 计权网络
噪声开发常用分析图表
噪声开发频谱分析（倍频程）
进气口噪声对比（绿色为现状态，红色为欧蓝得） （频谱曲线）
130.00
90.00 1000.00 rpm 5600.00
Pa dB(A)
频谱分析三维图形
进气口噪声2档彩图
阶次 原系统 声压 dB(L)
• 排气噪声源：
1、发动机空气动力噪声（周期排气变化形成的噪声） 2、高速强烈排气冲击噪声（对管、空气） 3、辐射噪声（通过壳体） 4、气流摩擦噪声
排气空气动力噪声（与发动机点火频率相同）
nz f 2k 60 * i
n:转速 z:发动机缸数 i: 发动机冲程系数 k:谐波次数（阶次数） f: 噪声频率
S3
( 2n＋1) f c 4l
当S1=S3时 ， 得到第一个公式
扩张比对消声量的影响
进气系统CAE分析
• 流场分析 • 振动模态分析 • 噪声计算(GT-POWER WAVE)
进气噪声的优化
• 进气噪声的测量及主观评价 • 噪声频谱分析
• 确定进气噪声产生的原因（多种）
• 布置谐振腔或1/4波长管 谐振腔计算.xls
1、进气空气动力噪声（与发动机点火频率相同）
nz f 2k 60 * i
2、燃烧和撞击声：
n:转速 z:发动机缸数 i: 发动机冲程系数（四冲程为2） k:谐波次数（阶次数） f: 噪声频率
频率1000以上（大约）
3、空气摩擦噪声： 频率800－1000Hz以上（大约）
气门周期开启
发动机排气系统噪声
噪声声源或噪声环境
导弹发射场 锅炉排气放空 汽车喇叭，距离1米 织布机车间，织布机间过道 大型卡车，车厢内 大声讲话，距离1米
声压（帕）
2000 200 20 3.17 0.63 0.2
声压级（dB）
160 140 120 104 90 80
繁华街道
安静的房间 轻声耳语，距离0.3米 树叶沙沙声，树下 乡村静夜
0.063
0.002 0.00063 0.0002 0.000063
70
40 30 20 10
2. 声功率级 声源的声功率级Lw等于这个声源的声功率W与基准声功率 W0的比值取常用对数再乘以10。其数学表达式为：
LW 10 lg
噪声源
W W0
W0=10-12(w)
声功率（W） 声功率级（dB）
Filter Yaris Gasoline & Diesel
Corolla Gasoline
Avensis Gasoline & Diesel
Example Jaguar(美洲虎） X150 Air Induction system
Flexible elbow
Decoupling element
Filter connection Flexible element Clean air shell
c f 2
Sc Vl c
V
Ac lc
1. The Helmholtz resonator frequency depends on Volume, neck section area and neck length
2. If the parameters are changed, the tuning frequency will change
Annual Volume: 110,000 • Integrated Plug-in MAF sensor
2、目前我公司几款车型进气系统情况
老状态A21进气系统 试验后布置两个谐振腔
初期A15(BMW)进气系统
更改后增加布置两个谐振腔
B11及B14进气系统
目前B14进气系统 试验要求在此处再 增加一个谐振管
进排气系统噪声和振动开发简介 （NVH)
动力总成部 ***
讲座内容
• 发动机噪声简介
• 进气系统振动与噪声（NVH)开发简介
• 排气系统振动与噪声（NVH)开发简介 • 噪声测试及Pass-By Noise • 进排气系统开发亟待解决的课题
发动机噪声简介
• 有关噪声的基础概念 • 发动机噪声
• 发动机进气噪声
1m
Schallharter Boden
Test bed setup
Reference Box
MP 2
1m
MP 3
1m
MP 1
• Definition of „envelope box“ • 1m distance for microphones on Top Side LHS RHS Front Side • Averaging of all 4 microphones results in 1m airborne noise level
进气系统性能指标
防水
噪声
振动
耐久性
流阻、功率损失
进气系统消声方法
A 改变进气管的截面积
B 增加空滤器的体积 （扩张式消声）
C 增加谐振腔（管、室）
2R
2R Sc L V Lc
L’=L+0.85R K=2 π/λ
L’=L+0.85R R=10lg[1+C2/4S02( שL’/S-C2/ שV)2]
大谐振腔
排气系统噪声开发
排气系统性能指标
排放
噪声
振动
耐久性
背压、功率损失
排气系统开发的难点 各款排气系统参数对比.doc
1、目前排气系统的开发流程
排气系统开发（动力总成参数收集）
2、希望到达的开发流程
排气系统开发（动力总成参数收集）
排气系统布置设计
排气系统布置设计
Filter
Dirty air shell
Resonator Orifice
Shanghai GM L850 Air Induction System Prod. Location : Shanghai, China Process S.O.P. : Snap fit design : 02/2006
Z2
D 如图方式：对发动机功率损失最小
进气系统示意图
空滤容积的确定
1、空滤容积: V=K*L K:经验系数 （4－5）
3、空滤的设计： A、上下壳体进出管布置 B、进气管直径的确定（流速 25m/s 小于30 m/s C、引气管口位置 D、滤芯的计算：滤芯过虑面积：Q=K*F
Q:额定流量 K: 流量系数（经验值：0.03） F:有效过虑面积
Standard is 71 dB(A): tire-road noise, exhaust noise, engine noise, intake noise
进气系统噪声开发
1、国外车型各种消声结构
TURBO NOISE DAMPER DUCT WITH INTEGRATED RESONATOR OR ¼ WAVE
• 样件准备及验证试验
• 布置确认及工装样件开发
进气系统的振动噪声：不是主要的
进气系统的噪声优化案例
1、对佳景提供的数模进行分析，大的谐振腔消声频率在61Hz,小的谐振腔消声 频率在205Hz左右，基本符合NVH试验要求。