轿车发动机振动测试及分析
汽车发动机噪声与振动故障的诊断与检测(一)
64-CHINA ·September◆文/山东 焦建刚发动机热力过程的周期性及部分受力机件的往复运动构成为汽车的主要振动噪声源。
本文将简单介绍发动机的三种主要噪声：燃烧噪声、机械噪声和空气动力噪声。
随着汽车进入家庭，消费者对汽车的品质要求逐渐上升，对乘坐的舒适性要求也日益提高，其中，发动机运行中产生的噪声也成了人们关注的焦点。
技术状况良好的发动机，运转中仅能听到均匀的排气声和轻微的噪声，这是正常响声。
如果发动机在运转中出现异常响声，即异响，表明有关部位出现了故障。
对于有异响的发动机，应根据故障现象，分析产生的原因，找出异响的部位，准确地将其诊断出来。
本文主要讲述发动机噪声及异响的几种表现形式，噪声及异响的影响因素和诊断条件，以及常见异响的诊断方法。
一、概述人类的手、脚或身体感知振动(压力波动)，并通过耳朵感知声音。
振动和声音怎样被感知到，因感知它们的人而不同。
即使振动和噪声同时产生，有些人感知两者，有些人则仅感到振动或噪声，其余的人则什么也感觉不到。
这是因为振动和噪声与人的敏感性有关(图1)。
噪声是空气的振动(压力波动)，并且振动和噪声都用波来描述。
它们用频率，每秒的波形数量来表示。
由于频率不同，波有时被感知为振动，而在其他情况下则是噪声。
仅仅振动；20～200Hz为振动和声音；200Hz～20kHz为仅仅是有声音；20Hz～20kHz为可听范围；超过20kHz为超声波(人耳听不到的高频声音)。
汽车噪声与振动是指汽车声音的响度与振动幅度超过正常的程度或汽车出现异响或异常振动。
汽车出现噪声与振动问题，经常会造成驾驶者及乘客的不舒服，同时也很可能是汽车故障的前兆。
大部分汽车的噪声与振动问题都对应于某一个转速或速度区段，从出现噪声与振动问题时的车速及发动机转速范围，我们大致可以判断这些噪声或振动问题可能出自何处。
当汽车零部件松脱、磨损或不平衡时所造成的噪声和振动问题出现在各种不同车速范围，如表1所示。
【汽车振动分析与测试】第15讲 汽车振动测试
（1）信号处理仪（或系统）
（2）实时频谱分析仪
（3）频谱仪
第3节 汽车振动参量测量及试验方法
一、 机械振动基本参量的测量
1. 周期振动参量的测量
2. 瞬态振动与冲击振动参量的测量
3. 随机振动参量的测量 4. 激振力的测量
二、 汽车动力学系统振动特性的测量
1. 固有频率的测定 2. 阻尼比的测定
就是给汽车施加苛刻的路面负荷，来达到耐久性试验目的。采用室内道 路模拟试验的方法对汽车的行驶平顺性及各零部件系统的寿命及可靠性进行 试验，在台架上再现汽车在实际行驶中所遇到的各种复杂工况，研究其在随 机振动环境中的振动状态和疲劳损坏原因。
5. 道路模拟试验台的选择
二、 试验激励信号 三、道路模拟试验的工作过程
（1）直接测量法 （2）频谱分析法 （3）传递函数拟合法 （4）小波分析法 （5）自由衰减曲线法 （6）时间序列分析法
3. 振型的测定
三、 激光全息振动测量
全息振动分析法是一种非接触测量、分析法，利用全息干涉的技术把表示振 动物体全部表面振幅分布在干涉条纹照下来，再把干涉条纹照片的形状作为 定量的图形，对它进行高精度分析。 其优点是
2. 电动式、电动液压式振动台
发动机剧烈抖动实验报告
一、实验背景近年来，汽车发动机抖动现象日益普遍，给驾驶者带来了诸多不便。
为了探究发动机抖动的原因，并寻求有效的解决措施，本实验对一辆2019年生产的1.5T涡轮增压发动机进行了深入研究。
二、实验目的1. 分析发动机抖动的原因；2. 探索解决发动机抖动的方法；3. 为发动机抖动问题提供理论依据。
三、实验方法1. 实验设备：发动机试验台、示波器、万用表、诊断仪等；2. 实验步骤：（1）对发动机进行基础检查，确保发动机运行正常；（2）利用诊断仪读取发动机故障码，初步判断抖动原因；（3）使用示波器检测发动机点火系统、燃油系统、润滑系统等关键部件的工作状态；（4）分析实验数据，找出抖动原因；（5）针对抖动原因，提出解决措施。
四、实验结果与分析1. 实验数据（1）点火系统：点火提前角、点火波形正常；（2）燃油系统：喷油脉宽、喷油压力正常；（3）润滑系统：机油压力、机油温度正常；（4）发动机振动：怠速时振动较大，中高速时振动逐渐减小。
2. 结果分析（1）点火系统：点火系统工作正常，排除点火系统原因；（2）燃油系统：燃油系统工作正常，排除燃油系统原因；（3）润滑系统：润滑系统工作正常，排除润滑系统原因；（4）发动机振动：怠速时振动较大，可能原因如下：a. 活塞连杆机构磨损严重，导致活塞与气缸壁间隙过大；b. 气门弹簧老化，导致气门关闭不严；c. 发动机内部积碳过多，导致燃烧不完全。
五、解决措施1. 对发动机进行拆解，检查活塞连杆机构、气门弹簧等部件；2. 清除发动机内部积碳，提高燃烧效率；3. 更换磨损严重的活塞连杆机构、气门弹簧等部件；4. 对发动机进行磨合，确保各部件配合良好。
六、实验结论通过对发动机抖动原因的分析，确定了活塞连杆机构磨损严重、气门弹簧老化、发动机内部积碳过多等原因。
通过采取相应的解决措施，可以有效解决发动机抖动问题，提高发动机性能。
七、实验总结本次实验对发动机抖动原因进行了深入研究，为发动机抖动问题提供了理论依据。
发动机振动特性分析与试验
发动机振动特性分析与试验作者：长安汽车工程研究院来源：AI汽车制造业完善的项目前期工作预示着更少的项目后期风险，这也是工作的重要意义之一。
在整机开发的前期（概念设计和布置设计阶段），由于没有成熟样机进行NVH试验，很难通过试验的方法预测产品的NVH水平。
因此，通过仿真的方法对整机NVH性能进行分析甚至优化显得十分重要。
众所周知，NVH是个复杂的概念，包括发动机的振动、噪声以及个体对振动和噪声的主观评价等。
客观地说，噪声与振动也相互联系，因为发动机一部分噪声由结构表面振动直接辐射，另一部分由发动机燃烧和进排气通过空气传播。
除此之外，发动机附件（如风扇）也存在噪声贡献。
本文仅考虑发动机结构振动问题，即在主轴承载荷、燃烧爆发压力和运动件惯性力的作用下，对发动机结构振动进行分析以及与试验的对比。
发动机结构噪声的激励源主要包括燃烧爆发压力、气门冲击、活塞敲击、主轴承冲击、前端/链驱动和激励等，这些结构振动又通过缸盖罩、缸盖、缸体和油底壳等传出噪声。
发动机结构振动分析方法简介图1 发动机结构振动分析方法如图1所示，发动机结构噪声分析方法包括以下几个步骤：1. 动力总成FE建模及模态校核建立完整的短发动机和变速器装配的有限元模型；对该有限元模型进行模态分析，通过分析结果判断各零件间连接是否完好；通过分析结果判断动力总成整体模态所在频率范围是否合理，零部件的局部模态频率是否合理，若存在整体或局部模态不合理的情况，需要对结构进行初步更改或优化。
2. 动力总成模态压缩缩减有限元模型，得到动力总成的刚度、质量、几何以及自由度信息，用于多体动力学分析。
3. 运动件简化模型建立发动机中的部分动件不用进行有限元建模，可作简化处理，形成梁-质量点模型，用于多体动力学分析。
其中包括：活塞组、连杆组和曲轴及其前后端。
4. 动力总成多体动力学分析在定义了动力总成各零部件间连接并且已知各种载荷的情况下，对动力总成进行时域下的多体动力学分析，并对得到的发动机时域和频域下的动态特性进行评判，同时，其输出用于结构振动分析。
汽车振动分析
汽车振动分析编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（汽车振动分析）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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研究生试卷2013 年—2014年度第 2 学期评分:______________________课程名称：振动理论专业：车辆工程年级: 2013级任课教师：李伟研究生姓名：王荣学号： 2130940008注意事项1.答题必须写清题号;2.字迹要清楚,保持卷面清洁;3.试题随试卷交回；4.考试课按百分制评分，考查课可按五级分制评分；5.阅完卷后，授课教师一周内将成绩在网上登记并打印签名后，送研究生部备案；6.试题、试卷请授课教师保留三年被查。
《汽车振动分析》总结王荣(重庆交通大学机电与汽车工程学院重庆 400074）摘要：本课程由浅入深、循序渐进,从单自由度系统的简单问题逐渐加深到多自由度的分析，甚至是无限自由度系统，并从简单激励的振系逐渐推广到随机激振振系。
作为汽车理论及汽车设计等课程的基础，其对于分析汽车的行驶平顺性、乘坐舒适性、发动机的减振和隔离等具有良好的参考价值。
关键词:单自由度;多自由度；简单激振；随机激振The Conclusion of “Automotive VibrationAnalysis”Abstract: The course progressively， step by step, gradually discusses from the simple question of a single degree of freedom system to the analysis of a multi—degree of freedom system， even to the analysis of the infinite degree of freedom system. In addition， the course extends from simple energized vibration system to random energized vibration system. As the basis of Vehicle Theory and Vehicle Design, this course has direct reference value for the analysis of vehicle ride, comfort of passenger， engine vibration damping and isolation.Keywords：Single-Degree—of-Freedom; Multi—Degree—of—Freedom; Simple Energized Vibration System ;Random Energized Vibration System0 引言随着科学技术的日新月异和人民生活水平的日益提高，人们对汽车的动态性能,例如：汽车行驶的舒适性，操纵的稳定性，车内噪声水平及音质等等——提出了愈来愈高的要求。
汽车发动机噪声与振动故障的诊断与检测(三)
572023/12·汽车维修与保养活塞敲缸响时，在怠速或低速时就能听得非常明显。
当主轴承响、连杆轴承响和活塞销响较为严重时，在怠速和低速时也能听到。
总之，诊断异响应在响声最明显的转速状态下进行，并尽量在低转速下进行，以减少不必要的噪声和损耗。
②温度有些异响与发动机温度有关，而有些异响与发动机温度无关或关系不大。
在机械异响诊断中，对于热胀系数大的配合副要特别注意发动机的热状况，最典型的例子是铝活塞敲缸。
在发动机冷启动后，该响声非常明显，然而一旦温度升起，响声即消失或减弱。
所以，诊断该响声应在发动机低温下进行。
热胀系数小的配合副所产生的异响，如曲轴主轴承响、连杆轴承响、气门响等，发动机温度的变化对异响的影响不大，因而对诊断温度无特别要求。
发动机温度也是燃烧异响的影响因素之一。
汽油发动机过热时，往往产生点火敲击声(突爆或表面点火)；柴油机发动机过冷时，往往产生着火敲击声(工作粗暴)。
③负荷许多异响与发动机的负荷有关。
如曲轴主轴承响、连杆轴承响、活塞敲缸响、汽缸漏气响、汽油机点火敲击响等，均随负荷增大而增强，随负荷减小而减弱柴油机着敲击声随负荷增大而减小。
但是，也有些异响与负荷无关，如气门响、凸轮轴轴承响和正时齿轮响、正时链轮响、涨紧器响等，负荷变化时异响并不变化。
④润滑条件不论什么机械异响，当润滑条件不佳时，异响一般都显得严重。
异响的影响因素往往成为异响的诊断条件。
3.诊断方法诊断发动机异响的主要方法有两种：传统经验诊断法和仪器诊断法。
(接2023年第10期)(2)异响原因①机械异响它主要是运动副配合间隙太大或配合面有损伤，运转中引起冲击和振动造成的。
因磨损、松动或调整不当造成运动副配合间隙太大时，运转中要引起冲击和振动，产生声波，并通过机体和空气传给人耳，于是我们听到了异响。
如曲轴主轴承响、连杆轴承响、凸轮轴轴承响、活塞敲缸响、活塞销响、气门脚响、正时齿轮响等，多是因配合间隙太大造成的。
但有些异响也可能是配合面(如定时齿轮齿面)有损伤或其他原因造成的。
汽车怠速车内噪声与振动评级和测量方法
汽车怠速车内噪声与振动评级和测量方法嘿，咱今儿就来聊聊汽车怠速车内噪声与振动评级和测量方法这档子事儿。
你说这汽车啊，有时候就像个会跑的大嗓门怪兽，要是它在怠速的时候还嗡嗡响个不停，那可真够让人头疼的。
这噪声和振动，就像是车里藏着的小捣蛋鬼，时不时就出来捣乱一下。
那咱怎么给这些小捣蛋鬼评级呢？这就好比给学生打分一样。
咱得有个标准，看看它们到底有多调皮。
比如说，声音大不大呀，振动厉不厉害呀。
咱可以把它们分成不同的等级，就像考试成绩有优秀、良好、及格啥的。
那怎么测量呢？嘿，这就有讲究啦！咱不能随随便便拿个东西就测，得用专门的工具。
就好像你要量身高，不能拿根绳子随便比划比划吧，得用尺子才行。
测量噪声，有专门的仪器，能把声音的大小准确地测出来。
测量振动呢，也有相应的设备，能告诉你车子抖动得有多厉害。
你想想看，要是咱开车的时候，车里安静得跟图书馆似的，那多舒服呀！可要是像在工地一样吵吵闹闹，那可不得烦死啦！所以说，这个评级和测量方法可重要啦，它能让咱知道车子到底好不好。
就好比你去买苹果，你得看看苹果红不红、大不大、甜不甜吧？这汽车怠速车内噪声与振动评级和测量方法，就是咱判断车子这个“大苹果”好不好的标准。
咱再打个比方，要是你家旁边有条大马路，每天车来车往吵得你睡不着觉，你肯定希望那些车都安安静静的吧？这就需要汽车厂家在生产的时候，好好关注这个问题，把车子的噪声和振动控制好。
而且啊，这噪声和振动可不光是影响咱开车的心情，时间长了对咱的身体也不好呢！就像你总在一个吵闹的环境里待着，耳朵能好受吗？所以啊，这个评级和测量方法真的是很重要呢！咱平时开车的时候，也可以留意一下车子的声音和抖动情况。
要是感觉不对劲，就像你身体不舒服会去看医生一样，赶紧去检查检查车子。
可别小瞧了这些小问题，不及时处理，说不定以后会变成大麻烦呢！总之啊，汽车怠速车内噪声与振动评级和测量方法，这可不是什么可有可无的东西。
它关系到咱开车的舒适性和健康呢！咱可得重视起来，让咱的车子都能乖乖地不吵不闹，安安稳稳地带着咱到处跑！。
汽车振动分析
单自由度系统模型的建立与分析 1.单自由度系统模型建立 考虑振动系统的质量、弹性、阻尼、和激励，确定系统的质量参数、 刚度参数、和阻尼参数，建立单自由度系统的数学模型。
等效参数 1.等效刚度：使系统的某点沿制定的方向产生单位位移（线位移或 角位移）时，在改点同一向上所要施加的力（力矩），就称为系统在 改点沿指定方向的刚度。 2.等效质量：同等效刚度一样，在实际系统较复杂时，可以用能量 法来确定等效质量。根据实际系统要转化的质量的动能与等效质量动 能相等的原则来求解。 3.等效粘性阻尼：作为方便起见，在工程实践中往往根据在振动的 一周中实际阻尼所耗散的能力等于粘性阻尼所耗散的能力的关系，把 其他类型阻尼折算成等效粘性阻尼，然后用这种等效粘性阻尼进行计 算。
二自由度系统的振动分析
二自由度系统是多自由度系统，同时也是多自由度系统中较为简 单的情况。其具有一定的代表性，可以通过处理二自由度系统振动 问题及实际应用来熟悉多自由度系统的振动问题。
实际结构简化为二自由度系统模型 将实际问题中，关于机械、汽车等的实际结构由其被控量的 耦合关系，简化成二由度系统模型，研究其振动问题。
选定广义坐标后，可以引用达朗伯原理或牛顿第二定律，即用 矢量力学的方法来求系统运动方程。也可以引用影响系数的概念， 从研究系统的惯性力作用下的变形而求得系统的运动方程。此外， 还可以用分析力学的方法，从研究系统的动能与位能入手，然后利 用拉格朗日方程，求解出系统的运动微分方程。
在多自由度系统振动理论中，广泛使用矩阵记号 (写为矩阵形式)
实现方程之间的解耦。将多自由度系统的振动分析简化为多个单自由度系统的振
动分析问题。
多自由度系统模态分析
由于多自由度系统的微分方程是一个相互耦合的二阶常微分方 程组，按照一般的方法进行求解较为困难，一方面因为微分方程的 数量很多，一方面各个方程之间存在坐标耦合。因此，在实际的工 程应用中，常常采用模态分析，对原方程组进行坐标变换，解除方 程之间的耦合，使原方程组的求解转化为n个独立单自由度系统的 求解问题，然后，将各阶主振型按照一定的比例进行叠加，求得原 方程的解。
发动机振动特性分析与试验(精)
发动机振动特性分析与试验(精)发动机振动特性分析与试验作者：长安汽车工程研究院来源：AI汽车制造业完善的项目前期工作预示着更少的项目后期风险，这也是CAE工作的重要意义之一。
在整机开发的前期（概念设计和布置设计阶段），由于没有成熟样机进行NVH试验，很难通过试验的方法预测产品的NVH水平。
因此，通过仿真的方法对整机NVH 性能进行分析甚至优化显得十分重要。
众所周知，发动机NVH是个复杂的概念，包括发动机的振动、噪声以及个体对振动和噪声的主观评价等。
客观地说，噪声与振动也相互联系，因为发动机一部分噪声由结构表面振动直接辐射，另一部分由发动机燃烧和进排气通过空气传播。
除此之外，发动机附件（如风扇）也存在噪声贡献。
本文仅考虑发动机结构振动问题，即在主轴承载荷、燃烧爆发压力和运动件惯性力的作用下，对发动机结构振动进行分析以及与试验的对比。
发动机结构噪声的激励源主要包括燃烧爆发压力、气门冲击、活塞敲击、主轴承冲击、前端齿轮/链驱动和变速器激2. 动力总成模态压缩缩减有限元模型，得到动力总成的刚度、质量、几何以及自由度信息，用于多体动力学分析。
3. 运动件简化模型建立发动机中的部分动件不用进行有限元建模，可作简化处理，形成梁-质量点模型，用于多体动力学分析。
其中包括：活塞组、连杆组和曲轴及其前后端。
4. 动力总成多体动力学分析在定义了动力总成各零部件间连接并且已知各种载荷的情况下，对动力总成进行时域下的多体动力学分析，并对得到的发动机时域和频域下的动态特性进行评判，同时，其输出用于结构振动分析。
5. 动力总成结构振动分析基于多体动力学分析结果，对整个动力总成有限元模型进行强迫振动分析，得到发动机本体、变速器以及各种外围件的表面振动特性，进行评判和结构优化。
实例分析1. 分析对象以一款成熟的直列四缸1.5L发动机为平台，针对其结构振动问题，对其进行结构振动CAE分析，并与其台架试验结果相比较。
发动机的部分参数如下：缸径75mm，冲程85mm，缸间距84mm，最大缸压6MPa。
某三缸发动机试验振动特性分析
某三缸发动机试验振动特性分析李露露1，覃海峰1，穆建华1，郭涛1（上汽通用五菱汽车股份有限公司 技术中心，广西柳州 545007）摘要：本文介绍了某三缸发动机试验振动特点，对该发动机振动特性进行研究分析。
经过测试，该发动机振动加速度能够满足要求，由于测试工况要求低转速全负荷运行，使得发动机1.5阶燃烧激励产生振动峰值，其零部件工作正常。
关键字：三缸发动机； NVH；不平衡；振动；共振节能减排成为当前汽车行业发展的一大趋势，各个汽车厂为了进一步的实现动力性与经济性的最佳平衡点，都使尽了浑身解数。
三缸发动机的出现为小排量发动机的发展提供了一条新的途径，三缸发动机在市场中逐渐流行，成为小排量发动机的新宠。
由于三缸机惯性力矩不平衡而引发的振动噪声问题，也为它的普及增加了不少障碍，因此，解决三缸机不平衡所带来的NVH问题尤为关键。
本文通过试验的方法，对某三缸发动机的试验振动特性进行分析研究，了解及验证其振动水平。
1.三缸发动机振动特点在运转的发动机上，由于内部运动件位置不断变化，为了保障它的可靠性、平稳性和耐久性，要求它传递力和力矩的大小和方向不随时间发生变化，达到发动机内部的一种平衡。
三缸发动机的主要振动激励来源于1阶不平衡力矩和1.5阶燃烧激励[1]，而1阶不平衡力矩正是与四冲程四缸发动机相比所没有的。
对于发展较成熟的四冲程四缸发动机而言，旋转惯性力、一阶往复惯性力和二阶往复惯性力的合力都已经平衡，但对于四冲程三缸机的旋转惯性力矩、一阶往复惯性力矩和二阶往复惯性力矩均未平衡[2]。
因此，三缸发动机除了受到1.5阶燃烧激励引起的振动问题，还受到的1阶不平衡力矩带来的振动问题，不平衡问题如果不能很好的解决，就会导致整车、零件的振动噪声问题，也会给零部件的可靠性带来威胁。
目前三缸发动机的平衡方案分为三种，第一种是在曲轴曲柄加上平衡重，来平衡三缸不平衡力矩，这样的方法适用于小排量的发动机；第二种方法是在加平衡重的同时，再装一根平衡轴；第三种方法则是加装两根平衡轴[3]。
威驰轿车发动机怠速抖动故障诊断与排除
若 实 测 的 点火 波形 与标 准 波 形
出现 明显 差 异 ，说 明点 火 系 统 有 故 障。
基 于 上 述 理 论 ， 用 ＫＴ ０ 分 析 ６０
故 障车 点火 波形和 数 据。
１） 照 Ｋ ６ ０使 用 说 明 连 接 设 按 Ｔ０
么 原 因呢 ？ 汽 车故 障码 是 汽 车 出现 故 障后 经汽 车 电脑 Ｅ ＣＵ 分 析 反 映
出 的故 障 代码 ，一般 经 常 的故 障码 为 传 感 器 故 障 或 传 感 器 工 作 不 良 引 起 的 ， 但 一 些 机 械 故 障 或 线 路 失 常 Ｅ ＣＵ 是 读 不 出 来 的 。 由 此 判 定 该 发
备 ｏ
２） 车 ， 动 机 处 于 正 常 工 作 温 着 发
度 ， 怠 速 工况进 行检 测 。 在 ３） 集 点 火 波 形 ， 取 多 缸 并 列 采 读
波 ， 图 ３所 示 ； 取 各 缸 点 火 数 据 ， 如 读 如 表 ２所 示 。 波形 以及 数 据 分 析 ：、、 缸 峰 １２ ４
门 使 发 动 机 转 速 升 高 后 ， 动 机 抖 动 发
现 象 便 减 弱 或 消 失 。由 于 发 动 机 怠 速 抖 动 会 影 响 发 动 机 的性 能 ， 低 其 可 降
靠 性 与 使 用 寿 命 ，增 加 功 率 损 耗 ， 如 不 及 时 维 修 ， 会 导 致 性 能 进 一 步 恶 化 ， 可 能 弓ｌ 更 大 的 故 障 。 有 发 怠 速 抖 动 原 因 多种 多样 ， 何 解 如 决成 为汽 车维 修 工作 中 的一个 难题 ，
曲轴 位 置
传 感 器 点火线 圈
汽车发动机噪声与振动故障的诊断与检测(四)
532024/02·汽车维修与保养(接2023年第12期)(3)诊断方法按下列方法诊断，其流程图如图25所示。
诊断中要注意与气门响的区别，不要把点火敲击响误诊为气门响。
气门响可以发生在任何转速下(包括怠速)，而点火敲击响发生在汽车加速行驶、爬坡和超车等工况下。
发动机产生点火敲击响后，首先要确认车辆所使用的燃油标号是否正确，如燃油标号过低，更换高标号燃油。
当前的自动挡车辆，车载控制单元往往具备驾驶人驾驶习惯学习记忆功能，如车主不属于激烈驾驶习惯人群，发动机电脑将记忆其换挡时刻、驾驶模式选择等资料，此时，一旦车辆交予其他人员驾驶时，往往会由于发动机电脑记忆的挡位、加速踏板等信息的不对称，导致车辆行驶中出现过早升挡，过迟降挡情况发生，驾驶时出现发动机爆震的情况。
此时，只要将控制单元重新进行初始化操作，即可消除以上问题的发生。
如重新初始化后，仍旧存在点火敲击响，则可采用故障诊断仪的执行元件测试功能，选择推迟点火时刻，对车辆进行路试，如点火敲击响仍旧发生，则需要对故障进行进一步检测诊断分析。
发动机异响的仪器诊断法，较常见的是示波器诊断法。
利用示波器，能观测到异响发生时的相关波形，对其波形进行检测分析，可实现快速诊断。
1.示波器诊断异响的基本原理诊断发动机异响所用的仪器，较常见的是异响示波器。
利用异响示波器，可观测到异响的波形特征、幅度和产生的缸位等。
通过分析、判断异响波形，实现对异响快速诊断。
发动机运动件配合间隙过大或配合面有损伤时，在运转中要引起机械振动而形成声源。
当把发动机汽缸体、汽缸盖、油底壳等机件的外表面作为声源的测试部位时，这些测试部位实质上是由主声源激发出来的二次声源。
二次声源的振动规律(频率、振幅、相位、持续时间等)既和主声源的振动规律有关，也和测试部位的固有振动频率有关。
以解放CA10B型发动机为例，曲轴主轴承的振动频率较低，它在面积较大因而固有振动频率也较低的油底壳或曲轴箱侧壁上，能激发出约400Hz的低频振动；连杆轴承响，则在曲轴箱侧壁上激发出约800Hz的振动；活塞销响，在正对发响缸活塞顶的汽缸盖上激发出约1 200Hz的振动；活塞敲缸响，则在正对发响缸缸体左侧(面对发动机)上部产生约为1 200Hz的振动；配气机构的气门落座响，在正对活塞顶的缸盖上激发出约2 800Hz的振动。
汽车整车振动诊断
汽车整车振动诊断和校正<经验交流>整车振动可分为轮胎和车轮振动、起步颤动、排气呼啸声、发动机点火振动、传动系振动等。
诊断整车振动的基本步骤是识别振动原因，查找再现条件，确定消除方法。
一、振动的检查及分类1、轮胎和车轮的检查在新生产的车型上，轮胎侧部都模塑有轮胎性能条件（TPC）额定值，如图1所示。
TPC的额定值为一组4位数字，靠近轮胎尺寸，前边有字母TPCSPKC。
替换轮胎应该具有相同的TPC额定值。
检查轮胎和车轮的一些特征可以发现振动的原因。
轮胎不正常磨损（如图示2示）、胎壁凸起、不合理的充气、弯曲的轮圈法兰都可能引起整车振动。
轮胎和车轮的径向跳动规格如表1所示。
2、路试检查程序路试的目的在于再现振动现象并找出改变和消除振动的条件。
更重要的是，路试可以确定振动是否与发动机转速和车速有关。
为了迅速、准确地完成路试，在车辆上安装上发动机转速表（如扫描工具）和小型电子振动分析仪（EV A）。
将EV A传感器放在用户可以感受振动的地方。
路试检查包括轮胎和车轮检查、缓慢加速测试、空档滑行减速测试、挂低档测试、空档升速测试、制动器转矩测试、转向机械输入测试和静止起步加速测试（起步颤动）。
（1）缓慢加速测试：缓慢加速测试的步骤是：1）在平整的水平路面上，缓慢加速至公路行驶速度。
2）查找与用户描述相符的故障。
3）在出现振动时，观察车速、发动机转速，如果有可能观察振动频率。
（2）空档滑行测试：空档滑行测试的步骤是：1）在平整的水平路面上，将速度提高到略高于振动出现的速度2）将车辆挂上空档并滑行，体验振动速段。
3）观察挂空档时是否有振动。
如果挂空档时仍有振动，则振动肯定对车速十分敏感。
此时，发动机、变速器挠性板、变矩器作为振源的可能已经排除，可按照症状或振动频率集中维修轮胎和车轮总成或变速器输入轴。
（3）挂低档测试：挂低档测试的步骤是：1）在平整的水平路面上，将速度提高到略高于振动出现的速度。
2）减速并安全减低一档。
汽车振动总结报告范文(3篇)
第1篇一、引言汽车振动是汽车在行驶过程中不可避免的现象，它不仅影响驾驶舒适度，还可能对汽车性能和寿命产生影响。
为了提高汽车振动性能，降低振动水平，保障行车安全，本文对汽车振动进行了全面总结，分析了振动产生的原因、振动测试方法、振动控制措施等方面，旨在为汽车振动研究和改进提供参考。
二、汽车振动产生的原因1. 发动机振动发动机是汽车的动力源泉，其振动产生的主要原因有：（1）发动机本身结构特点：如曲轴、连杆、气缸等部件在运动过程中会产生振动。
（2）燃烧过程：发动机燃烧过程中，燃气压力和燃烧力会产生周期性振动。
（3）传动系统：发动机与传动系统之间的连接部分，如曲轴、凸轮轴、传动轴等，在传递动力过程中会产生振动。
2. 底盘振动底盘是汽车承载和传递动力的基础，其振动产生的主要原因有：（1）车轮与地面接触：车轮与地面接触时，由于路面不平、轮胎磨损等因素，会产生振动。
（2）悬挂系统：悬挂系统在支撑车身、吸收路面冲击和振动等方面起着重要作用，其性能直接影响底盘振动。
（3）轮胎：轮胎的弹性、刚度、花纹等因素都会对底盘振动产生影响。
3. 车身振动车身振动产生的主要原因有：（1）车身结构：车身结构设计不合理、焊接质量差等会导致车身振动。
（2）车身装饰件：车身装饰件固定不牢固、共振等也会引起车身振动。
（3）乘客和货物：乘客和货物的分布、重量等因素会影响车身振动。
三、汽车振动测试方法1. 时域分析时域分析是通过记录振动信号的时间历程，分析振动信号的幅值、频率、相位等特性。
常用的时域分析方法有：（1）时域波形分析：观察振动信号的波形，判断振动信号的稳定性、幅值大小等。
（2）时域统计分析：计算振动信号的统计特性，如均值、方差、均方根等。
2. 频域分析频域分析是将时域信号通过傅里叶变换转换为频域信号，分析振动信号的频率成分和能量分布。
常用的频域分析方法有：（1）快速傅里叶变换（FFT）：将时域信号转换为频域信号，分析振动信号的频率成分。
发动机振动特性分析与试验
发动机振动特性分析与试验完善的项目前期工作预示着更少的项目后期风险，这也是CAE 工作的重要意义之一。
在整机开发的前期（概念设计和布置设计阶段），由于没有成熟样机进行NVH 试验，很难通过试验的方法预测产品的NVH 水平。
因此，通过仿真的方法对整机NVH 性能进行分析甚至优化显得十分重要。
众所周知，发动机NVH 是个复杂的概念，包括发动机的振动、噪声以及个体对振动和噪声的主观评价等。
客观地说，噪声与振动也相互联系，因为发动机一部分噪声由结构表面振动直接辐射，另一部分由发动机燃烧和进排气通过空气传播。
除此之外，发动机附件（如风扇）也存在噪声贡献。
本文仅考虑发动机结构振动问题，即在主轴承载荷、燃烧爆发压力和运动件惯性力的作用下，对发动机结构振动进行分析以及与试验的对比。
发动机结构噪声的激励源主要包括燃烧爆发压力、气门冲击、活塞敲击、主轴承冲击、前端齿轮/链驱动和变速器激励等，这些结构振动又通过缸盖罩、缸盖、缸体和油底壳等传出噪声。
发动机结构振动分析方法简介图1 发动机结构振动分析方法如图1 所示，发动机结构噪声分析方法包括以下几个步骤：1. 动力总成FE 建模及模态校核建立完整的短发动机和变速器装配的有限元模型；对该有限元模型进行模态分析，通过分析结果判断各零件间连接是否完好；通过分析结果判断动力总成整体模态所在频率范围是否合理，零部件的局部模态频率是否合理，若存在整体或局部模态不合理的情况，需要对结构进行初步更改或优化。
2. 动力总成模态压缩缩减有限元模型，得到动力总成的刚度、质量、几何以及自由度信息，用于多体动力学分析。
3. 运动件简化模型建立发动机中的部分动件不用进行有限元建模，可作简化处理，形成梁-质量点模型，用于多体动力学分析。
其中包括：活塞组、连杆组和曲轴及其前后端。
4. 动力总成多体。
【汽车振动分析与测试】第13讲 车辆行驶振动(舒适性评价)
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总的振动强度Kt为
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(3) 空间需要的尺度(动挠度)
座椅：
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悬架：
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为求出各响应量对路面不平度的频率响应函数，对以上各式两边求拉氏变 换，求出各位移和对路面不平度输入的传递函数，分别为
汽车振动分析与测试
第2节 车辆振动性能的评价
三、 舒适性评价
舒适性是人的主观感受，对振动作用的评价不是只根据其强度，比如不 是单独根据加速度振幅的大小，而是对于同样强度但不同频率、部位和方向 的振动有不同的感受。
轿车发动机振动测试及分析
引起该类型直列四缸汽油发动机振动的主要 激励可能来于三个方面: 1) 活塞连杆等往复运动 部件的往复惯性力 ; 2) 由曲轴飞轮等旋转部件上 不平衡质量引起的离心惯性力; 3) 燃气压力。下 面分别对该三种激励进行分析:
1. 1 往复惯性力
M achi ne Bui ldi ng & Au tomati on , Fed 2006 , 35 ( 1 ) : 65 ~ 67 , 69
1. 4 发动机作为整机的刚体振动
如图 1 所示的发动机整体振动系统物理模型, 共有前后、左右、上下三个方向的直线运动和绕各 轴的回转运动共六种, 以十几赫兹以下的低频振动 为对象。这种振动可以用发动机气缸数、曲轴结构 和惯性力平衡理论加以说明, 但是对于容易出问题 的侧倾不能忽略燃气压力的变动, 特别是在惯性小 的低速情况下, 燃气压力会成为支配因素。
0 引言
随着社会发展汽车驾乘的舒适性逐渐成为人 们关注的问题, 这使得发动机减振日益成为研究的 重点。除此之外, 当发动机产生强烈振动时不仅使 机体本身振动, 还使得发动机内部的零部件及各种 附属装置、车架等均产生振动, 从而影响车辆的工 作性能、寿命以及车辆周围的环境。因此必须采取 有效的减振措施以消减发动机的各种抖动, 使其不 传或少传到车架和外部环境中去。本文介绍了对 常见于轿车中的直列四缸汽油发动机进行了相关 的振动测试, 并对测试数据进行分析提出了相应的 改进建议。
表 1 各转速关键测点垂向加速 度值
转速 r/ min
880
阶数 一阶 二阶
加速度值/ ( m/ s2)
测点 3
测点 4
测点 5
0. 07
0. 17
0. 15
1. 01
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0 0 1 yi - xi 0
2 发动机振动测试方法
2. 1 测试条件及对象
图 2 发动机振动测点布置示意图
b) 整车测试转速为驾驶员感觉振动最明显的 怠速( 约 880r/ min) 。测试 点共 3 个 点, 分别 为发 动机盖打开后车前端上部、驾驶员车门处外侧、驾 驶员座椅固定处。
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机械制造与研究
张晨彬, 等 轿车发动机振动测试及分析
图 3 振动加速度频谱
从图 3 中可以看出: 1) 垂向( ch2) 振动最为严 重; 2) 三 个 方 向 的 振 动 能 量 最 大 部 分 集 中 于 250Hz 以内; 3) 频谱中最大振动值出现在二级惯 性力频率( 66. 66H z) 处; 燃烧频率和曲轴转频处谱 值相对较小, 但其高次谐波成分较多故振动能量不 应忽视。因此可得出二级往复惯性力是该发动机 的主要振动激振源, 但是因为曲轴和飞轮等旋转部 件多存在不平衡质量引起不平衡的离心惯性力也 是产生振动的激振源。
M achi ne Bui ldi ng & Au tomati on , Fed 2006 , 35 ( 1 ) : 65 ~ 67 , 69
3 结论与建议
通过对该型号发动机及其相关整车的振动试 验, 获得了该发动机的振动基本情况、相关特性和 主要振源等信息, 为进一步对发动机机体或相关部
机械制造与研究
张晨彬, 等 轿车发动机振动测试及分析
轿车发动机振动测试及分析
张晨彬, 薛澄岐
( 东南大学 机械工程系, 江苏 南京 210096)
摘 要: 对某型号直列四缸发动机机体及其在整车中的振动状态进行了原理分析及试验测试, 掌握了该发动机整体振动状态、隔振器联结处附近的振动状态以及相关整车处测点的振动状 态。从而为发动机机体及其零部件和整车的减振研究和发动机隔振器的设计、改进提供了参 考数据。 关键词: 直列四缸发动机; 整车; 隔振器; 振动测试 中图分类号: U467 2 文献标识码: B 文章编号: 1671- 5276( 2006) 01- 0065- 03
0 引言
随着社会发展汽车驾乘的舒适性逐渐成为人 们关注的问题, 这使得发动机减振日益成为研究的 重点。除此之外, 当发动机产生强烈振动时不仅使 机体本身振动, 还使得发动机内部的零部件及各种 附属装置、车架等均产生振动, 从而影响车辆的工 作性能、寿命以及车辆周围的环境。因此必须采取 有效的减振措施以消减发动机的各种抖动, 使其不 传或少传到车架和外部环境中去。本文介绍了对 常见于轿车中的直列四缸汽油发动机进行了相关 的振动测试, 并对测试数据进行分析提出了相应的 改进建议。
表 1 各转速关键测点垂向加速 度值
转速 r/ min
880
阶数 一阶 二阶
加速度值/ ( m/ s2)
测点 3
测点 4
测点 5
0. 07
0. 17
0. 15
1. 01
2. 30
3. 35
2 000
一阶 二阶
2. 11 7. 45
1. 23 5. 21
3. 14 7. 90
3 000
一阶 二阶
5. 41 14. 27
分析仪: AZ208 型带 DSP 并行口数 据采集箱 及安正 CRAS 机器振动状态监测系统, 制造商为南 京安正软件工程有限责任公司, X86 计算机一台。
2. 2 测试内容
a) 发动机与台架刚性联接并在满负荷条件下 分别于 怠 速 ( 约 880r/ min) 、1 500r/ min、2 000r/ min、3 000r/ min、4 000r/ min、5 000r/ m in 五种转速 下进行测试。测试点共 5 个点, 分别为是发动机与 隔振器、车 架相联接点附近对 应的刚性支架 处位 置。( 发动机振动测点布置示意图如图 2 所示) ;
c) 由于发动机对整车振动影响比较复杂, 故 主要针对该车型整车最明显的振动状态进行部分 测量, 即在怠速下对驾驶员感受振动较为明显的位 置进行测量, 该测量结果见表 2。从表 2 中可以看 到振动强度明显减小并随着远离发动机和隔振装 置的作用而减弱。其中垂向和横向振动较为明显, 这与低转速时燃气压力所引起的侧倾振动有关。
表 2 怠速下各测点各方向加速 度值
测点方向
测 点 垂向振动值 纵向振动值 横向振动值
测点 1 测点 2 测点 3
加速度值/ ( m/ s2)
0. 17
0. 04
0. 03
0. 03
0. 03
0. 02
0. 11 0. 13 0. 02
图 4 振动 加速度与转速关系
b) 由于垂向加速度能够较为直观的表示出发 动机不同转速下不同测点的振动状况, 故将不同测 点在各转速下的垂向加速度值列于表 1。
3 测试数据处理分析
3. 1 分析方法
试验对数台新出厂的该型号发动机进行测试 并总结, 对各个测点的加速度频谱进行分析, 以掌 握发动机整体振动状况, 并且对振动较大的频率进 行归纳分析, 并与主振频率下的幅值进行对比得出 振动较为严重的频率范围, 找出影响振动状态的因 素。
3. 2 数据分析
a) 从测试所得加速度频谱图中任选取一张频 谱图( 图 3) , 该图表示 2 000r/ min 时测点 3 处三个 方向的振动加速度均方根值;
1 发动机振动原理分析
引起该类型直列四缸汽油发动机振动的主要 激励可能来于三个方面: 1) 活塞连杆等往复运动 部件的往复惯性力 ; 2) 由曲轴飞轮等旋转部件上 不平衡质量引起的离心惯性力; 3) 燃气压力。下 面分别对该三种激励进行分析:
1. 1 往复惯性力
M achi ne Bui ldi ng &65 ~ 67 , 69
将测试所得加速度频谱图部分数据整理成图 4, 它是在 2 000r/ min 时测点 3 处振动加速度均方 根值与转速的关系曲线图。从图 4 可以看出, 垂向 振动较其他两方向大, 且垂向加速度随转速的变化 与二级惯性力变化趋势基本一致, 均近似二次抛物 曲线。这是因为二级惯性力的作用方向沿垂直方 向, 对垂直方向的振动产生直接激励。
Vibration Test and Analysis of Car Engine
ZHANG Chen- bin, XU E Cheng-qi ( T he Department of Mechanical Eng ineering , Sout heast U niversity, JS Nanjing 210096, China) Abstract: Based on vibration t est and analysis of some model inline four- cylinder eng ine and it s running s st at e in w hole car, the vibrat ional st ate has been found of w hole eng ine and t he connect ing point of isolat or, and correlated measuring posit ion s vibrational state in w hole car as w ell, providing t he ref erence dat a for research on v ibrat ion- reduct ion of eng ine, desig n of related spare parts and t he whole car. It also helps t o implement improvem ent of engine isolators. Key words: inline f our- cy linder engine; t he w hole car; isolator; v ibration test
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机械制造与研究
张晨彬, 等 轿车发动机振动测试及分析
整机振动几乎没有影响, 也不会引起不平衡力矩。
1. 3 燃气压力
燃气压力是发动机的内力, 在机体内平衡不会 向外传递, 但是当其变化剧烈时会引起倾翻力矩使 得发动机产生振动。由于曲轴每转两周产生一个 燃气压力高峰, 所以燃气压力的频率为曲轴回转力 的一半。
1. 4 发动机作为整机的刚体振动
如图 1 所示的发动机整体振动系统物理模型, 共有前后、左右、上下三个方向的直线运动和绕各 轴的回转运动共六种, 以十几赫兹以下的低频振动 为对象。这种振动可以用发动机气缸数、曲轴结构 和惯性力平衡理论加以说明, 但是对于容易出问题 的侧倾不能忽略燃气压力的变动, 特别是在惯性小 的低速情况下, 燃气压力会成为支配因素。
4. 46 10. 60
3. 87 13. 10
4 000
一阶 二阶
10. 67 28. 39
10. 16 22. 30
8. 86 46. 58
5 000
一阶 二阶
17. 23 56. 80
23. 47 32. 26
26. 64 48. 83
从表 1 可以看出, 在发动机各测点处二阶惯性 力频率处的振动量最大, 且随着转速的增加振动加 速度量也大大增加, 这与前面所得的二级往复惯性 力是该发动机的主要激振源结论相吻合。另外从 表 1 中可以看出测点 5 处( 发动机左后支撑处) 的 振动量大于其他两支撑处( 前支撑处, 右后支撑处) 的振动量, 这是因为右后悬置支撑处承载着发动机 大部分质量, 各方面的惯性力和反作用力矩影响较 为明显。
图 1 发动机整机振动系统物理模型