发动机进气歧管NVH性能分析与优化
汽车驱动桥NVH性能分析与优化
汽车驱动桥NVH性能分析与优化摘要：为实现汽车驱动桥NVH性能的分析与优化，本文中建立了驱动桥NVH性能分析与优化流程及方法，对分析过程中所应用的有限元、振动响应、声学仿真和拓扑优化等方法进行了综合研究，恰当地选取了分析方法、计算方法、分析软件。
然后，以某车在60～65km/h加速行驶工况出现噪声大的问题为例进行分析与优化。
最后，对优化后驱动桥进行整车NVH测试，验证了所建立的分析流程及方法的有效性。
关键词: 汽车驱动桥；有限元分析；振动响应；声学仿真分析；NVH测试前言(3)后驱动桥是汽车底盘传动系统的重要组成部分，同时也是主要噪声源之一，它的NVH性能对整车NVH性能有直接影响。
学者对后驱动桥NVH性能的分析与优化开展了大量研究。
虽然研究对汽车驱动桥NVH性能分析与优化做了很多工作，取得许多成果，但仍然存在一些不足。
1 驱动桥 NVH 性能系统分析流程模态分析对后驱动桥进行模态分析，目的是得到各阶模态频率，来确认其是否与其他激励源产生共振。
前期研究结果表明，后桥噪声主要是主减速器齿轮啮合冲击通过轴承传至后桥壳产生振动引起的辐射噪声，差速器在普通工况下一般不起作用，本文中主要是对后桥壳进行模态分析。
1.1 有限元建模采用 UG 软件系统建模，网格划分过程中，主减速器壳选取四面体单元划分，单元质量主要控制参数如表1所示，最后给各个部件赋相应的厚度和材料属性，如表2所示。
将模型导入ansys workbench软件，得到有限元模型。
2 振动响应分析振动响应分析的目的是确定响应较大部位，以实现后续精准优化。
频率响应分析是指结构对某载荷(可以是冲击载荷，也可能是一频率在一定范围内的载荷)的响应。
根据驱动桥噪声机理，以及驱动桥NVH性能分析需要，在进行频率响应分析前，需要先计算其轴承的载荷。
使用模态分析结果，计算桥壳振动响应，求解已知1～2000 Hz频段的所有结果。
将频率范围设成1～2000Hz。
选择模态叠加法来进行分析，ANSYS workbench求解，得到结果。
进气系统NVH开发策略
进气系统NVH开发策略转自：大创汽车技术有限公司经常会有朋友问，进气系统开发的时候是先优化CFD呢还是进气口噪声？这个问题比较复杂，是一个需要权衡的问题，很难一两句话解释清楚，为了更好的解释清楚这个问题，今天小创决定写一篇文章进行阐述。
图1 进气系统简图一般意义上讲，压降（流阻）与进气口噪声是一对矛盾的存在。
在空滤容积恒定的情况下，减小进出气管的直径可以提高声学意义上的扩张比，较大的扩张比可以提升结构整体消声水平。
图2 传递损失在进出气管径恒定的情况下，如果增加空滤的容积，通常对压降和进气口噪声都会有益，从这个意义上来说，两者又并非完全矛盾。
但对于进气系统设计开发来说，对于压降和NVH的要求通常会设定一个目标值，而好的设计开发的过程正是在寻找满足要求的成本，性能，工艺，质量控制等的最优化的平衡点。
图3 进气管径 VS 压降&消音效果一个系统设计的优劣和成本控制的高低，更大程度上取决于CFD 和NVH工程师的经验。
一个具有高水平解读CFD报告的工程师可以允许进气管设计的更细，从而为NVH提供更多的设计余量，或许因此可以少用几个谐振腔。
高水平的NVH工程师如果面对的是自然吸气发动机，可以在确定的管径和空滤容积的情况下更好的调节谐振腔的位置和尺寸，从而使得各阶次此起彼伏，有效的抑制噪声总值和各阶次，带来较好的加速线性度；如果面对的是一台增压发动机，主要处理相对高频的噪声（800~5000Hz），主要的工作在于如何合理分配各谐振腔容积，以及定义内部结构参数，在特定的频率上达到最佳的消声量。
值得一提的是应避免仅仅根据需要消声的频率来添加谐振腔，这样的做法往往带来的后果是结构更复杂，成本上升。
合适的管径，管长，空滤容积是声学设计的先决条件。
如何确定这些参数呢，下面小创跟分享一下个人的经验。
在此之前，先区分两种不同的开发情况。
一种情况是，你服务的主机厂明确每个频率段上进气系统的消声量的数值，这个主机厂对自己发动机的噪声水平应非常了解，或者你是在已有系统上进行进一步优化，那可以只针对结构的消声幅度指标，我们定义为第一类，目标值通常如下所示。
不确定汽车动力传动系统低频NVH性能分析与优化
不确定汽车动力传动系统低频NVH性能分析与优化动力传动系统是整车最重要的振动、噪声源之一,其NVH(振动、噪声和声振粗糙度)性能主要包括扭振、颤振、轰鸣噪声、敲击、啸叫等内容。
其中,扭振、颤振、轰鸣噪声主要作用在低频范围内,这些低频性能指标对整车起步、全油门加速等工况下的NVH性能有着决定性的影响。
因此,分析和控制动力传动系统低频NVH性能,对于提高整车NVH水平具有非常重要的意义。
目前,动力传动系统低频NVH性能的开发主要基于确定性系统参数,并借助CAE(计算机辅助工程)技术进行求解。
然而,在工程实际问题中,由于制造、装配和测量误差的影响,激励和边界条件的变化,外部环境的不可预测等因素的影响,动力传动系统的不确定性无法避免。
这些不确定性互相影响和耦合,导致动力传动系统的实际性能相对于设计性能出现较大偏差,可能造成产品性能一致性差、仿真模型与测试结果对标困难、优化方案实际效果不明显等一系列问题。
针对目前动力传动系统低频NVH开发中存在的问题,本文在这一过程中引入了不确定理论和算法,对不确定条件下动力传动系统扭振、颤振、轰鸣噪声性能的开发和扭转动力吸振器的设计进行了研究。
建立了各项性能的仿真分析模型,提出了各项性能的评价指标;针对各项性能指标的特点,采用不同的不确定性模型和数值计算方法,以预测由不确定因素引起的动力传动系统低频NVH性能波动;建立了动力传动系统的不确定优化模型,以实现其低频NVH性能的优化设计。
论文完成的工作主要包括:(1)建立了新的动力传动系统-后桥耦合扭转振动模型(DRCTVM),该模型将主减速器输入轴和差速器搭载在后桥桥壳上,考虑了扭转振动中动力传动系统与后桥之间的耦合关系,试验结果显示,相对于没有考虑后桥耦合关系的传统模型,该模型可以更准确的模拟动力传动系统的扭转振动性能。
提出了不确定动力传动系统的扭振分析和优化方法,该方法以扭转模态频率和扭振响应峰值的期望和标准差作为输出响应,采用截断概率模型描述模型参数的不确定性,同时考虑了参数的概率分布特性和边界特性,数值算例结果显示,该方法可以大幅度降低动力传动系统扭振响应的均值和标准差,收窄扭振响应的上、下界范围,有效的提升动力传动系统扭振性能的稳健性。
汽车常见NVH问题与解决方案
汽车常见NVH问题与解决方案黄冬明;上官文斌【摘要】汽车的NVH性能是汽车的重要性能之一,影响汽车NVH性能的因素很多.本文通过对汽车的NVH试验,发现一些常见的由动力总成系统、传动系统及进排气系统等引起的车内振动噪声问题,在理论上分析了产生这些问题的主要原因并对问题车辆以尽可能短的时间,小改动、低费用地改进,以达到车辆设计的NVH性能要求.解决问题的方法和思路对从事汽车NVH工作的人员有一定的指导意义.%The performance of powertrain mounting system, transmission system and exhausting system can have impact on vehicle NVH characteristics significantly. Based on experimental data, this paper analyzed some vehicle NVH problems caused by aforementioned subsystems analytically. In order to meet requirement of vehicle NVH performance efficiently, we also illustrated some basic solution method for these problems. The test results and solution method of presented vehicle NVH problems in this paper are applicable for measurement and design of vehicle NVH characteristics.【期刊名称】《新技术新工艺》【年(卷),期】2011(000)003【总页数】4页(P19-22)【关键词】车辆;振动;噪声【作者】黄冬明;上官文斌【作者单位】华南理工大学,机械与汽车工程学院,广东,广州,510641;华南理工大学,机械与汽车工程学院,广东,广州,510641【正文语种】中文【中图分类】U467.493汽车NVH性能(NVH即是噪声Noise、振动Vibration和声振粗糙度Harshness 3个英文单词首字母的简写)是评价车辆乘坐舒适性的重要指标。
乘用车排气系统NVH分析及优化
乘用车排气系统NVH分析及优化【摘要】排气器噪声是汽车中最主要的噪声源。
它的噪声要发动机整机噪声高10-15dB。
排气噪声主要形成原因是：排气系统各零部件工作时候的机械噪声，车身振动通过吊耳传递到排气管道的振动噪声，废气对管道内壁的冲击噪声，排气基频噪声，尾管紊流噪声，管道内气体共振噪以及辐射噪声等。
【关键词】排气系统；振动；噪声；模态；不平度一、前言噪声对人体健康有不良影响。
人在较强的噪声（90dB以上）环境中会感到刺耳难受，久了就会发生听觉迟钝，甚至导致噪声性耳聋。
如果乘用车的噪音超出人体接受范围，驾驶员长时间驾驶会严重影响行车安全，对乘客的舒适性也有一定影响。
所以对NVH的控制也就成为乘用车研发中重要的性能目标之一。
排气器噪声是汽车中最主要的噪声源。
它的噪声要发动机整机噪声高10-15dB。
排气噪声主要形成原因是：排气系统各零部件工作时候的机械噪声，车身振动通过吊耳传递到排气管道的振动噪声，废气对管道内壁的冲击噪声，排气基频噪声，尾管紊流噪声，管道内气体共振噪以及辐射噪声等。
二、模态分析的基本原理实验模态分析主要原理是：给予结构中某一点j一个激励jF，则在整个结构的各点都应产生不同的振动响应。
若i点的振动响应为位移Xi，则它们的比值即为Hij=Xi/Fj即为i，j两点之间的传递函数。
传递函数是结构固有的动态特性，反映了结构受外力作用时的动态响应。
为了区别于自动控制理论中关于传递函数的定义，称之为频响函数，通常用Hij（ω）=Xi/Fj，由于线性系统的互易性，应有Hij=Hji。
在p点激励、l点响应的频率响应函数为：令，Yr称为r阶模态导纳，上式可进一步变换形式如下：可见，[H]中的任一行，即包含所有模态参数，而该行的第r阶模态频响函数值之比值，即为第r阶模态振型。
由此可得：如果在结构上的某一固定点i点拾振，而轮流地激励所有的点，即可求得[H]中的一行。
这一行频响函数即可包含进行模态分析所需要的全部信息。
发动机进气消音器的优化设计
872023/06·汽车维修与保养栏目编辑：高中伟 ******************职教园地文/河南 张锐 张涛 冯世杰 郭一鸣 张鑫宇目前，国家法令法规对车辆噪声控制的要求愈来愈严格。
以传统发动机为动力的汽车噪声，首要噪声源之一是发动机进气系统，发动机进气系统也是当前汽车降噪的首要对象之一。
进气系统噪声作为发动机运转中的首要噪声源，已引发了NVH工程师的关注。
为了削减进气系统在发动机运行时的噪声，必须在进气系统中安装几个消音器元件，如赫姆霍兹消音器、1/4波长管等。
一、进气系统消音元件的特性分析1.1/4波长管的声学分析1/4波长管一般安装在汽车发动机进气系统的进气管上。
如图1所示，主管内的声波进入分支管时，出口端被关闭，声波反射，部分频率的声波被主管反射后，相位与主管内的同频声波偏移或反转，声压部分或全部抵消，实现几个频带的噪声控制效果。
图1 1/4波长管结构示意图1/4 波长管的传递损失可由下式进行计算：(1)式中：m —旁支管与主管截面积的比值；L—旁支管的长度；—声源的波长。
从上述公式可以看出，固定旁路长度为L 时，传输损失仅与旁路和主管横截面积之比m 有关，横截面积之比越大，传输损失越大。
在式(1)中，若比值m 固定，则当(n 为大于10的整数)时，1/4波长管的传递损失TL 最大，此时，1/4波长管的旁支管长度为：(2)当在n =1的情况下，旁路管的长度最小，并且可以安装在紧凑的空间里。
此时，旁路管的长度是声源发出声波波长的1/4。
式(2)得到的1/4波长管的峰值频率为：(3)式中:c—声速。
在实际应用中，可以设置在机舱内的备用空间是有限的，1/4波长管不应过长，因此通常用于控制高频噪声。
2.赫姆霍兹消音器特性分析赫姆霍兹(Helmholtz)消音器也是发动机进气系统应用最早、最广泛的消音器之一，赫尔姆霍兹消音器从一个容积室通过一个分流管连接到主管道，在结构上被分类为旁路分路消音器。
发动机进气系统噪声的优化
发动机进气系统噪声的优化（文章来源：盖世汽车社区）图1 进气口噪声进气噪声是考察汽车NVH性能的重要内容之一，利用CAE技术优化进气系统噪声的过程，在该过程中，利用Sysnoise软件精确地模拟进气系统的声场特性，可为优化设计提供改进思路，不仅能加快开发过程，而且能节约开发成本。
现在NVH（噪声、振动与舒适性）性能已经成为评价汽车品质的一个重要指标。
各大整车厂都致力于通过提高汽车的NVH性能来提升其品牌价值与市场竞争力。
同时，随着人们对噪声污染的不断重视，针对汽车噪声的法规也愈加严格。
进气噪声作为汽车的一个重要噪声源也得到了足够的重视。
而传统的设计手段已不能针对市场需求，快速反应，设计出满足要求的进气系统。
运用现代的CAE技术开发进气系统势在必行。
本文阐述了一款自吸发动机进气系统噪声的优化过程。
在该过程中运用CAE技术，分析了整个进气系统（包括进气歧管在内）的声场特性，发现了原进气系统在降噪方面的缺陷。
通过计算分析，合理设计、布置消声单元，弥补了原进气系统在降噪方面的不足。
图2 直管进气口处的噪声进气系统噪声源及降噪措施1. 进气系统噪声源发动机的进气系统是一个非常复杂的噪声源，包含各种类型的噪声，每种噪声产生的机理各不相同。
因此，对进气系统噪声进行优化首先要明确各个噪声源产生的原因，并确定各个噪声源的贡献量，再有针对性地解决噪声问题。
进气系统噪声从总体上可以分为空气噪声和结构噪声两大类。
空气噪声包括脉动噪声和流体噪声。
脉动噪声由进气门的周期性开、闭而产生的压力起伏变化而形成，这部分噪声主要影响进气系统低频噪声特性。
另外，在进气管空气柱的固有频率与周期性脉动噪声的主要频率一致时，会产生空气柱的共鸣声。
此外，由于进气口和前侧板之间可能形成一个共鸣腔，因此也可能产生额外的共鸣噪声。
流体噪声是气流以高速流经进气门流通截面，形成涡流，产生的高频噪声。
由于进气门流通截面是不断变化的，因此这种噪声具有一定宽度的频率分布，主要频率成分在1 000Hz以上。
利用软件对热管理 NVH 性能进行优化的方案
利用软件对热管理N V H 性能进行优化的方案李贵宾(宁波吉利汽车研究开发有限公司,浙江宁波315336)0 前言作者简介:李贵宾(1978 ),男,本科,副高级工程师,主要研究方向为整车开发㊂混动车辆的噪声振动包括发动机运行时的噪声振动㊁纯电状态行驶时风扇和压缩机的噪声振动,以及空调的噪声振动,这对噪声振动声振粗糙度(N V H )提出新的要求㊂在工程开发时,需要在满足整车热管理需求的同时,考虑硬件平台通用化,努力降低热管理运动零部件的噪声,以及对方向盘㊁座椅的抖动激励㊂而软件的应用会对N V H 的优化有立竿见影的效果,且零部件的设计变更费用几乎为0,可以有效规避零部件的设计变更成本㊂1 风扇的振动及噪声混动车辆的发动机㊁电机㊁电池㊁空调的冷却均通过与整车前端的冷却模块强制对流而实现㊂考虑零部件成本因素,较多车型均使用单电机的风扇㊂为了满足整车热管理高风量的要求,风扇直径偏大,全速运行时噪声较大[1]㊂另外,风扇的转速范围为0~3000r /m i n,振动覆盖频段较宽,易与发动机的振动产生共振效应,再通过整车前端模块安装点,经过纵梁㊁前围㊁地板等传递至方向盘及座椅,导致方向盘及座椅抖动剧烈㊂2 发动机的风量需求2.1 发动机水温影响因素发动机的水温受发动机负荷㊁水流量㊁外部环境温度的影响㊂控制发动机水温的方法一般有以下2种:方法1,水温与风扇占空比一一对应,再采用迟滞抑制风扇波动的方法控制,缺点是发动机水温不能维持在稳定的适合发动机运行的经济水温区间㊂较高的水温会影响循环热效率,较低的水温会增大摩擦损失㊂不同环境温度下,固定的风扇占空比可以获得同样的风量,若以高环境温度确定该占空比与水温的对应关系,则低温环境下冷却能力过剩,甚至出现节温器温度振荡现象[2]㊂反之,若以低环境温度确定占空比与水温的对应关系,则高温环境下冷却能力不足,由于热惯性较大,可能存在持续高占空比运行的情况㊂方法2,通过发动机转速及扭矩确定发动机的发热量,再通过水流量及散热器的散热性能获取散热器的散热量,由发动机发热量㊁水流量及散热器散热量共同确定维持目标发动机水温所需的风量㊂其中,散热器的散热性能需要考虑冷却液和冷却空气的温差㊂该方法可以有效解决不同环境温度下不同液气温差下风量需求不同的问题,可以维持水温的稳定性㊂方法2的S i m u l i n k 模型设计如图1所示㊂图1 S i m u l i n k 模型设计97 2022年第6期79汽车与新动力图1中输入端口1为发动机实际水温,输入端口2为设定的目标水温,输入端口3为环境温度,输入端口4为发动机水流量,子模块 发动机散热功率计算 使用比例积分微分(P I D)算法计算当前环境温度下达到目标水温需要散出的热量,子模块 散热器散热性能计算 根据散热器的性能确定散出 发动机散热功率计算 模块计算出的发热量所需的风量㊂2.2风量需求为防止前机舱高温对零部件的损害[3],需要根据排气温度对风扇请求适当的占空比,但排气系统的辐射热量对零部件的影响需要考虑环境温度的因素,否则在冬季也容易造成风扇的高速运行㊂3电机回路的风量请求电机的效率较高,回路的热量一般较小,可以根据电机散热器的入水口温度及环境温度进行查表控制㊂需要注意的是电机回路的各零部件要求水温较低,需要冷却的冷却液温度区间也较小,不适合划分过多的冷却风扇等级㊂过多的冷却风扇等级意味着每个等级的水温区间非常小,也会导致风扇转速及噪声的波动㊂充电时的冷却风扇转速不宜过高,否则噪声过大易引起用户反感,此外某些情况下并不是风量越大越好,对于混动车型风扇,50%占空比以下即可满足慢充车载充电机(O B C)的要求,一般可将水温控制在65ħ左右,若O B C的本体温度仍无法降低,且与水温差值较大时,可以考虑O B C零部件换热问题㊂4空调系统的风量需求4.1整车空调系统的风量影响因素整车空调系统在怠速时受热回流及热力膨胀阀开度影响,存在压力波动,导致根据空调系统压力进行控制的风扇转速也会跟随空调系统压力波动㊂采用空调系统压力风扇占空比一一对应的查表法控制结果如图2所示㊂4.2空调系统对风量的请求空调系统对风量的请求,可以根据设定系统目标压力进行控制㊂由于低车速(20k m/h)下更容易听到噪声,因此可以在不影响系统安全的前提下,分别对高低车速设定不同的目标压力,以降低在较低车速下的图2空调系统压力风扇占空比控制(波动)风扇转速㊂考虑城市工况的一般车速在60k m/h以下,在车速60k m/h以下时脉冲宽度调制(P WM)风扇采用分档控制,并且根据环境温度设定迟滞量,对随着空调系统压力波动的风扇转速波动进行抑制,控制逻辑如图3所示㊂图3风扇转速控制逻辑图中的U/L图标表示变化的风量上下限,通过对当前风量进行不断偏移变化的上下限进行控制,有利于此问题的解决㊂图4为采用该逻辑进行改良后的结果㊂图4风扇转速控制逻辑的改进由图3㊁图4可见:采用带迟滞的风扇控制能实现风扇的稳定控制㊂需要注意的是迟滞量不能设置得过82022年第6期80汽车与新动力大,否则会导致风扇持续高转速运行㊂4.3空调系统的风量需求解决方法对于空调系统,即使在春秋季进行频繁开关空调操作时,也会因为多次开启出现较高的初始压力,尤其对于无霍尔传感器的无刷风扇,这种情况出现的比例也较高㊂风扇在获得空调开启的信号后,需要先寻找内部磁场位置而延迟运行,导致压缩机已运行而风扇未能开启,或因寻找磁场位置产生延迟,风扇转速短时间内未能达到系统稳定所需转速,导致空调系统压力升高,所以在多次开关后会出现风扇高速运行㊂在高温环境下,考虑压缩机刚开启时压力瞬间上升,风扇需要先于压缩机开启,尤其对于无霍尔传感器的无刷风扇,更是必要的㊂若风扇的开启落后于压缩机的开启,可能会导致压缩机触发压力保护,频繁切断运行㊂在远程空调㊁充电等先决功能状态下,需要对制冷性能和N V H性能做出取舍,产生较大噪声的功能可能会引起用户反感甚至弃用㊂除了上述措施外,当空调开启后立即给一定的最低风量,在环境温度较低时给予一定的小风量,也有利于风扇转速波动的控制㊂以某车型35ħ环境温度怠速稳态工况,800W/m2日照为例,空调系统目标压力设定为2.1M P a时,能量消耗功率约为1.53k W,目标压力更改为1.7M P a时,能量消耗约为1.32k W,能耗约降低13.7%㊂5压缩机的振动及噪声5.1压缩机的振动当压缩机在较低转速运行时,频率与方向盘或座椅的固有频率接近,会导致方向盘和座椅抖动,值得一提的是,压缩机转速对方向盘或座椅的激励不仅仅与其转速有关,还与空调系统的冷媒压力强相关,在低的冷媒压力和高的冷媒压力下,方向盘或座椅的振幅会有明显的差异㊂5.2压缩机的噪声当压缩机高速运行时会产生较大机械噪声,所以需要结合乘员舱和电池的制冷需求,在低车速下对压缩机的转速进行抑制,但需要满足空调属性目标的要求㊂夏季车辆的一种常用工况是在阳光下暴晒进行充电,当用户使用车辆开启空调后,除了压缩机转速快速上升有较大的噪声外,空调出风口也可以听到噪声,经过对比分析,压缩机转速的上升速率对空调噪声有很大的影响㊂5.3解决方法用户开启空调后,在1m i n内对压缩机的转速上升速率进行限制㊂主要原因在于刚开始启动时蒸发器温度比较高,对于舒适性,并不适合立即吹面,一般执行一段时间的吹脚模式,待蒸发器温度下降后再切换为吹面模式,在此期间,吹脚模式并不需要特别低的风温㊂1m i n后蒸发器温度有所降低,过热度下降,膨胀阀处冷媒流速降低后会有明显改善,若此时用户已开始行车,则基本听不到空调噪声㊂6结语综上所述,软件控制的开发对热管理的N V H有很大的改进优化作用㊂风扇和压缩机是热管理系统的高噪声来源,介绍了两者的控制逻辑,通过对风扇和压缩机控制逻辑的合理控制,结合整车热管理的需求,可以实现减振和降噪的目标㊂参考文献[1]吴大转,赵飞,杨帅,等.叶片分布方式对微型风机气动噪声影响的数值研究[J].风机技术,2015,57(2):20-25.[2]申金星,韩金华,舒领.工程机械热管理系统设计与分析[J].机械制造与自动化,2015,44(2):196-200,219.[3]费洪庆,田杰安,雷舒蓉,等.客车发动机舱的热管理系统C F D分析[J].内燃机与动力装置,2014,31(1):25-28.182022年第6期81汽车与新动力。
进气系统调校对整车NVH性能影响的研究
图15新型线严苛拉缸试验3结论我国从2020年将实施国六排放，平均百公里油耗达到5L。
2017年我国汽车销量为2887.89万辆，其中个纯电动汽车45万辆，插电混动汽车11万辆。
虽然混合动力销量在整体销量中只占比约0.4%，但混合动力集成了电动机和内燃机的优势，可以达到很好的燃油效果。
鉴于目前电池技术和配套充电设施的限制，要达到2020年平均百公里油耗5L的目标，混合动力是其中一条重要的技术路线，在未来一段时间内将是主要的解决方案。
相对于传统内燃机，混合动力车辆对内燃机有特殊的要求，比如串联混动内燃机不直接驱动车辆，只驱动电动机发电，因此设定始终处于高效率工作状态；并联混合动力用内燃机在电池电量低时，必须立即启动并进入工作状态，增加了内燃机的拉缸风险，特别是外部环境温度较低时。
本文研究的就是并联混动汽油机在针对此种情况设计的严苛拉缸试验失败问题，通过分析原型线的发动机试验2。
图1小中冷器对比大中冷器图2小中冷器对比大中冷器从图2中FLR测点在3wot工况下测试可看出2500-3000rpm内大中冷器二阶噪声曲线因模态提升而降低，在3100-3400rpm的OA和四阶曲线有明显下降，说明管道内气流截面增大可改善4阶气流噪声。
3.2中冷器安装隔振图3中冷器下隔振全断开隔离在指定工况下测试得到图4曲线。
气体在中冷器中的流速随着发动机进气量增加而加快，车内FLR测点OA 红线）在2800rpm左右噪声值在下安装点完全隔离后降低约3dB（紫线），4阶（深蓝线）降低4dB（褐线）。
可看出原车中冷器下隔振垫的隔振解耦效果不理想。
在加速轰鸣的2600-3100rpm频段内，下隔振垫隔振效果直接影响该轰鸣声。
图4中冷器下隔振全断开隔离的测试数据为提升该处隔离效果，将原有支架+圆形橡胶结构优化成椭圆形（如图5）。
将橡胶X向5mm加长至10mm，Z 向从3mm加厚至5mm，并在增加锯齿结构，优化橡胶压缩线性度，硬度不变。
28 基于仿真分析及台架测试的某商用车发动机排气歧管垫片NVH优化
基于仿真分析及台架测试的某商用车发动机排气歧管垫片NVH优化徐小翔曾小春魏涛石勇江铃汽车股份有限公司南昌 330001摘要：在对某商用车发动机整机进行NVH性能测试的时候，发现排气歧管垫片的振动较大，通过裁减垫片形状进一步分析对比，优化后的排气歧管垫片使整机9点声压级降低了0.8dB,对应的排气侧声压最大降低2dB。
优化效果明显，该方案在将在此系列发动机的国六机型上实施。
关键词：垫片优化，Virtual Lab ,Test Lab, NVHHowling Noise Optimization of aCommercial VehicleXu Xiaoxiang Zeng Xiaochun Shi Jiaohua Shi Yong Wei TaoJiangling Motors Co., Ltd. NanChang 330001Abstract: The howling noise was appeared in one commercial vehicle when driving test, during the development phase. Through the vibration collecting by LMS test Lab and results of analyzing noise signal, confirmed that the noise was the nineteenth order howling noise produced by fuel pump . Taking the project time and cost into consideration, we firstly optimized and controlled the noise in the transmission path. Finally, we optimized and controlled the noise by using LMS Virtual Lab to optimize the gear case and improve the system mode.Keyword: Fuel Pump gear; Howling noise; Chain; Optimize1 前言随着消费者对汽车驾乘舒适性的要求越来越高，汽车整机厂在开发过程中对NV H的关注与要求越来越多。
动力传动系统NVH性能优化
动力传动系统NVH性能优化摘要：为了提升动力传动系统NVH性能，解决动力传动NVH问题，文章分析了动力传动系统 NVH问题分类及离合器在减弱动力传动系统 NVH问题中的作用。
探究了离合器的减振参数对于不同类型的 NVH 问题的影响，介绍了动力传动NVH 调校的通用性流程并且运用在解决实际工程问题过程中。
通过调整离合器的减振参数，优化了某车型的动力传动 NVH 问题，取得了良好的效果，为同类问题的研究提供了一定的借鉴。
关键词：动力传动系统；噪声、振动与声振粗糙度（NVH）性能；离合器；调校；性能优化NVH 性能是指车辆运行中的噪声、振动与声振粗糙度。
随着人们对汽车舒适性需求的不断提高，客户购车过程中考虑汽车 NVH 性能的比重越来越大，提升汽车NVH 性能成为厂家提高产品竞争力的重要手段。
NVH 的来源主要有三大方面，空气动力学、机械结构、电子电器。
而作为车辆主要的振动和噪声来源的动力传动系统的NVH研究就显得格外重要。
1 动力传动 NVH1.1 动力传动系统 NVH 问题分类汽车动力传动系的弯曲振动和扭转振动不仅具有各自的固有振动特性，而且还彼此影响，形成振动耦合现象。
所以动力传动系统的NVH问题比较复杂，需要系统性分析。
动力传动系统相关NVH问题可以总结为几类，如起步抖动、蠕行异响、加速异响、减速异响、加速传动系共振、减速传动系共振等。
1.2 离合器在动力传动 NVH 问题中的作用离合器作为动力传动系统中主要的减振零部件，对于改善动力传动NVH问题有着重要作用。
离合器的减振参数，如刚度、阻尼等的调整对于改善动力传动系统的NVH问题有良好的效果。
针对怠速工况的异响，主要通过调整离合器预减振刚度或阻尼来解决；针对爬行工况异响，主要通过调整离合器一级减振刚度或阻尼来解决；加速/滑行/tipin（快踩油门）/tipout（快松油门）工况工作范围为主减振区间，这些工况异响问题需通过调整主减振刚度或阻尼来解决，由于主减振弹簧要保证发动机最小1.2倍发动机承扭，刚度一般不建议减小，主要通过调整主减振阻尼值来减小扭振峰值。
发动机进气歧管NVH性能分析与优化
低0.23dBA，0.86dBA、0.45dBA。 4) 通过仿真分析的方法对发动机零部件的模态、频响和辐射噪声进行分析，能快
速定位发动机零部件的薄弱位置，并对其进行优化，大大缩短零部件开发周期， 提高产品开发效率。
）
误差 5.1% 8.4% 4.5%
进气歧管模态试验图
小结：仿真结果与试验结果误差满足 工程技术要求，振型基本一致，说明所建 立的进气歧管有限元模型较准确，可以作 为后续分析的基础模型。
第一阶仿真模态
第二阶仿真模态
第三阶仿真模态
第一阶试验模态
第二阶试验模态
第三阶试验模态
六、动刚度分析及优化
进气歧管频响分析上片测点 进气歧管上、下片测点动刚度
近年来，国内外相关研究学者对进气歧管的研究大部分仅限于流体动力学分析，而对塑料进气歧管的 NVH问题分析不够全面。
基于这样的研究现状，本文将以某汽油机项目为例，从模态、频响及辐射噪声三个方面进行仿真分析， 提出结构优化建议。并通过模态试验验证仿真模型的准确性。
铝进气歧管结构
塑料进气歧管结构
使用有限元前处理软件对某发动机进气 歧管进行实体网格划分，单元类型采用二阶 四面体单元。
模型包括曲轴箱通风结构，节气门阀体， 进气歧管上片，进气歧管下片等。其中，进 气歧管上下片实际是通过摩擦焊焊在一起， 仿真中用共节点进行连接。节气门阀体则简 化为一个质点。
在材料库中选取各部件对应的弹性模量、 泊松比、密度等参数。
实际工况中，进气歧管通过螺栓与缸体 缸盖连接，本文将通过Cbar来模拟。
原状态进气歧管第一阶 模态振型f=125Hz
电动汽车动力总成NVH的分析与优化
电动汽车动力总成NVH的分析与优化电动汽车动力总成NVH的分析与优化摘要：随着电动汽车的快速发展，零排放、环保、低能耗的特点越来越受到消费者的青睐。
但是电动汽车在行驶过程中产生的噪音、振动、刺耳的电子噪声等问题也越来越显著，严重影响了乘坐舒适度和全车乘员声学环境。
本文使用有限元方法和数值模拟技术，对电动汽车动力总成的NVH（Noise,Vibration and Harshness，噪、震、刺）特性进行了分析研究，并针对诸如电驱动电机噪声、齿轮噪声、结构振动噪声等问题进行了优化设计。
研究结果表明，采用合适的NVH分析方法和优化设计手段能够有效地提高电动汽车的乘坐舒适度、降低NVH噪声水平，促进电动汽车技术的不断发展和普及。
关键词：电动汽车；动力总成；NVH；优化设计；有限元方法；数值模拟技术一、绪论随着环保意识的不断增强和新能源政策的不断推进，电动汽车作为一种具有广阔应用前景的新型交通工具已经逐渐进入人们的视野。
相较传统的燃油汽车，电动汽车具有零排放、环保、低能耗等优点，越来越受到消费者的青睐。
但是，随着电动汽车的不断推广和普及，越来越多的消费者开始对其所产生的噪音、振动、刺耳的电子噪声等问题提出异议。
因此，研究电动汽车的NVH特性，对于提高其乘坐舒适度和全车乘员声学环境，进而推动电动汽车技术的不断发展和普及具有重要意义。
本文旨在通过有限元方法和数值模拟技术的应用，对电动汽车动力总成NVH特性进行分析研究，并针对其中的若干关键问题进行优化设计。
首先，介绍有关NVH的定义和特点，接着分析电动汽车NVH问题的主要来源和表现，进而提出一套分析方法和优化策略，最后通过实例分析验证其可行性和有效性。
二、NVH问题分析噪声、振动和刺激性（Noise, Vibration and Harshness）是汽车行驶过程中最突出的质量问题之一。
NVH问题通过多种途径表现出来，不仅严重影响汽车的乘坐舒适度，还对车身材料、零部件滑动磨损、动力总成传动系统等构件产生负面影响。
杨国富_NVHD环境下基于SpindleLoad的某车型路噪性能分析及优化
杨国富_NVHD环境下基于SpindleLoad的某车型路噪性能分析及优化NVHD环境下基于Spindle Load的某车型路噪性能分析及优化Analysis and Optimization of Vehicle Road Noise Performance Based on SpindleLoad in the NVHD Environment杨国富呼华斌郭志伟刘显臣丁智朱凌门永新(吉利汽车研究院，杭州，310000)Yang Guofu, Hu Huabin, Guo Zhiwei, Liu Xianchen, Ding Zhi, Zhu Ling, MenYongxinGEELY Automobile Research Institute, Hangzhou, 310000摘要: 在路噪分析中，通常采用提取车身与悬架连接点处的载荷的方法进行车身结构的优化，但不能对悬架系统的优化提供帮助。
本文借助于NVHD（NVH Director）搭建整车模型，基于Spindle Load 的方法，提取基础车型轮心处的载荷进行路噪分析及悬架结构的优化。
结果表明，利用本方法可以实现在项目开发的早期进行路噪性能的分析及优化。
关键词: S pindle Load，路噪，传递路径分析，超单元，NVHDAbstract:For road noise analysis, the method that gets loads between body and suspension is usually used for body optimization, bu t it can’t offer help for the suspension optimization. In this paper, full vehicle is built in the NVHD（NVH Director）environment and spindle load method that get load in the wheel center from the basic vehicle is used to road noise analysis and suspension optimization job. The result shows that spindle load can be used for the road noise analysis and suspension optimization job.Keywords:Spindle Load, Road Noise, Transfer Path Analysis, Super Element, NVHD1 概述路面振动噪声性能是消费者最为关注的产品性能之一。
发动机进气噪声及汽车NVH简介
谐振腔式消声器谐振频率计算公式(如下图)： f= (C/2π )*(S/(L*V))1/2 其中：C-为空气中的音速 L-接管长度 S-接管平均断面积 V-谐振腔的容积 f-谐振频率
四分之一波长管
四分之一波长管是安装在主管道上的一个封闭的管子，如下面图所示。 声波从主管道进入旁支管后，声波被封闭端反射回到主管，某些频率 的声波与主管中同样频率的声波由于相位相反而相互抵消，从而达到 消音目的。
合理设计进气管道和气缸盖进气通道，减少进气系统内压力脉动的强度和气门通道处的涡流强度。
导流管 进气管探入空滤器本体内，配合空滤本体内气道设计来消除噪声。 空气滤清器相当于一个扩张消音器，影响其传递损失的因素有两个：扩 张比m和滤清器的长度L。 扩张比越大越好，有两种办法提高扩张比：一是减小管道的尺寸，二是 增加滤清器的截面积。减小管道尺寸会使得功率损失增加，而增加滤清 器的截面积又受到安装空间的限制。将进入管和输出管插入到滤清器中 也可以提高滤清器的传递损失。
2、进气噪声产生机理 进排气噪声均属于空气动力噪声，由于气体扰动以及气体和其他物体相互作用而 产生的噪声称为空气动力噪声 。直接向大气辐射的空气动力噪声包括：进气噪声、 排气噪声、冷却风扇噪声。 发动机进气噪声是由进气阀周期性开闭而产生的压力波动所形成的。 进气噪声主要包括：周期性压力脉动噪声、 涡流噪声、气缸的玄姆霍兹共振噪声和进 气管的气柱共振噪声。 进气阀门开启时，活塞由于上止点下行 吸气，临近活塞的气体分子以同样的速 度运动，这样在进气管内产生一个压力 脉冲，随着活塞的继续运动，它受到阻尼； 当进气门关闭时，同样产生一个有一定持 续时间的压力脉冲，于是产生了周期性的 噪声——脉冲噪声，其噪声频率成分主要 集中在200Hz以下的低频范围。 同时，进气过程中的高速气流流过进气门流 通截面时，会形成涡流噪声，由于进气门流通截面是不断变化的，涡流噪声主要 集中在1000-2000Hz之间的高频范围；
某汽油机进气歧管的优化设计
10.16638/ki.1671-7988.2018.13.031某汽油机进气歧管的优化设计周波，雷蕾，王强，陈庚，赵真真（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽合肥230601）摘要：文章基于A VL-BOOST软件，搭建了某汽油机热力学仿真模型，通过模型的标定，标定结果与试验数据吻合良好，证明了计算模型的准确性。
在标定模型的基础上，采用DoE优化分析法，对进气歧管结构进行优化，使外特性下额定工况净功率提升了4kW，同时其他转速的动力性保持不变，这为进气歧管的设计提供了指导。
关键词：汽油机；进气歧管；优化设计中图分类号：U462.1 文献标识码：B 文章编号：1671-7988(2018)13-94-02Optimized Design of Intake Manifold for a Gasoline EngineZhou Bo, Lei Lei, Wang Qiang, Chen Geng, Zhao Zhenzhen（Anhui Jianghuai Automobile Group Co., Ltd., Anhui Hefei 230601）Abstract:Base on A VL-BOOST software in the article, the thermodynamics simulation model of a gasoline engine was established. By calibrating this model, the calculated results had a good agreement with test data, which verified the accuracy of calculated model. On the basis of the calculated model, the structure of intake manifold was optimized by DoE analysis technique. Net power of rated condition was improved 4kW, and the dynamic propertys of others were maintained. This analysis had a good guidance for the intake manifold.Keywords: Gasoline engine; Intake manifold; Optimized designCLC NO.: U462.1 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2018)13-94-02前言内燃机充量系数是衡量发动机性能的重要指标，而对于自然吸气发动机，提高充量系数方式主要有：降低进排气系统流动阻力、采用可变配气系统技术、合理利用进气谐振、减少对进气充量的加热。
某混合动力汽车的NVH实验及分析
某混合动力汽车的ＮＶＨ实验及分析ＮＶＨＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｎｄＡｎａｌｙｓｉｓｏｆａＨｙｂｒｉｄＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ邱鹏飞 何东伟 崔明阳（同济大学浙江学院机械与汽车工程系，嘉兴 ３１４０００）摘 要牶随着新能源汽车的发展，混合动力汽车具有良好的节油环保优势以及驾乘体验，被广大客户所接受。
然而，混合动力汽车在不同车速、不同工况下，会表现出不同的ＮＶＨ相关问题，对驾驶员主观感受有着不同的影响。
文章分析了混动汽车动力总成系统的ＮＶＨ性能，针对某ＨＥＶ汽车ＳＯＣ工况下，由ＥＶ模式进入并联模式时存在明显的金属敲击声问题，分析了激励产生原因，并排除了故障。
关键词牶混合动力汽车 ＮＶＨ 性能分析ＤＯＩ牶１０．１６４１３／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ．１０１７０８０ｘ．２０２２．０６．００９Ａｂｓｔｒａｃｔ牶Ｗｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｎｅｗｅｎｅｒｇｙｖｅｈｉｃｌｅｓ，ｈｙｂｒｉｄｖｅｈｉｃｌｅｓｈａｖｅｇｏｏｄａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｆｕｅｌｓａｖｉｎｇａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，ａｓｗｅｌｌａｓｄｒｉｖｉｎｇｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ，ａｎｄａｒｅａｃｃｅｐｔｅｄｂｙｃｕｓｔｏｍｅｒｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｈｙｂｒｉｄｖｅｈｉｃｌｅｓｗｉｌｌｓｈｏｗｄｉｆｆｅｒｅｎｔＮＶＨｒｅｌａｔｅｄｐｒｏｂｌｅｍｓｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｐｅｅｄｓａｎｄｗｏｒｋｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｗｈｉｃｈｗｉｌｌｈａｖｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｆｆｅｃｔｓｏｎｔｈｅｄｒｉｖｅｒ ｓｓｕｂｊｅｃｔｉｖｅｆｅｅｌｉｎｇｓ．ＴｈｅＮＶＨｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｈｙｂｒｉｄｖｅｈｉｃｌｅｐｏｗｅｒｔｒａｉｎｓｙｓｔｅｍｉｓｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．ＵｎｄｅｒｔｈｅＳＯＣｗｏｒｋｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆａＨＥＶｖｅｈｉｃｌｅ，ｗｈｅｎｔｈｅｅｎｇｉｎｅｉｎｔｅｒｖｅｎｅｓｆｒｏｍＥＶｍｏｄｅｔｏｐａｒａｌｌｅｌｍｏｄｅ，ｔｈｅｒｅｉｓａｎｏｃｃａｓｉｏｎａｌｏｂｖｉｏｕｓｍｅｔａｌｋｎｏｃｋｉｎｇｓｏｕｎｄ．Ｔｈｅｃａｕｓｅｏｆｅｘｃｉｔａｔｉｏｎｉｓａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄｔｈｅｆａｕｌｔｉｓｅｌｉｍｉｎａｔｅｄ，ｗｈｉｃｈｉｓｖｅｒｉｆｉｅｄｂｙｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ牶ｈｙｂｒｉｄｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅ ＮＶＨ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎａｌｙｓｉｓ０ 引 言随着双碳目标的推进，对汽车降低污染排放及减少能源消耗提出了很高的要求，油电混动汽车有着较好的燃油经济性，同时解决了续航焦虑，成为受欢迎的新能源车型。
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基于这样的研究现状，本文将以某汽油机项目为例，从模态、频响及辐射噪声三个方面进行仿真分析， 提出结构优化建议。并通过模态试验验证仿真模型的准确性。
铝进气歧管结构
塑料进气歧管结构
使用有限元前处理软件对某发动机进气 歧管进行实体网格划分，单元类型采用二阶 四面体单元。
进气歧管频响分析下片测点
从图中可以看出， 上片测点6、9、15、18 的动刚度较差；下片测 点7 、15 、16 、17 、18 的动刚度均较差。所以 这些点是动刚度优化的 主要针对对象。
进气歧管上片优化前后 IPI动刚度对比图
进气岐管下片优化前后 IPI动刚度对比图
小结：从图9中可以看出，优化后进气歧管 上片的IPI动刚度波动较小，基本处于1500-2000 之间，特别是对测点6-9、15、18，优化前其IPI 动刚度低于1000，优化后基本提高到1500左右。 从图10可以看出，优化后进气歧管下片大部分测 点IPI动刚度有不同程度提高，特别是点15-18， 提高较大，对减少该处辐射噪声有明显效果。
汽油发动机进气歧管NVH性能分析与优化
技术创新，变革未来
C目 录 ONTENTS
1
公司介绍
2
问题背景
3
有限元模型
4
模态分析及优化
目录
5
动刚度分析及优化
6
辐射噪声分析及优化
7 模态试验
8 总结
二、问题背景
塑料进气歧管比铝进气歧管重量减轻50%以上，发动机动力性得到5%—10%的提升，经济性和排放性也 有相当改善,材料和制造成本都可得到降低。
模型包括曲轴箱通风结构，节气门阀体， 进气歧管上片，进气歧管下片等。其中，进 气歧管上下片实际是通过摩擦焊焊在一起， 仿真中用共节点进行连接。节气门阀体则简 化为一个质点。
在材料库中选取各部件对应的弹性模量、 泊松比、密度等参数。
实际工况中，进气歧管通过螺栓与缸体 缸盖连接，本文将通过Cbar来模拟。
三、有限元模型
进气歧管有限元模型
阶数
进气歧管前三阶约束模态频率
第一阶
第二阶
原状态进气歧管频率
125
150
（Hz）
优化后进气歧管频率
185
241
（Hz）
第三阶 212
372
四、模态分析及优化
优化措施 a) 增加壁厚； b) 优化支架； c) 在节气门安装位置附近加筋； d) 将进气歧管表面筋结构由横竖筋改成蜂窝状。
八、总结
通过对进气歧管进行模态、频响及辐射噪声仿真分析，再对模型进行优化再 分析得到以下结论： 1) 通过模态优化，进气歧管约束模态的第一阶固有频率从125Hz提高到185Hz。
其中，壁厚、支架固定位置及支架螺栓间距对模态影响较大。 2) 通过频响分析，成功找到进气歧管动刚度薄弱位置，并通过优化，使得大部分
进气歧管辐射噪声计算模型 原状态进气歧管1m声压级
七、辐射噪声分析及优化
进气歧管优化前后辐射噪声对比
类型 上侧（dBA） 下侧（dBA） 前侧（dBA）
原状态 87.69 88.23 83.16
优化后 87.46 87.37 82.71
优化前-优化后 0.23 0.86 0.45
小结：从表中可以看出，进气歧管三 个面的声压级均有不同程度降低，其中下 侧降低最 大， 达到0.86dBA， 前侧降低了 0.45dBA，上侧降低了0.23dBA。
P A G E 43
THANKS
原状态进气歧管第一阶 模态振型f=125Hz
优化后进气歧管第一阶 模态振型f=185Hz
小结：优化后进气歧管第一阶模态从 125Hz提高到185Hz，效果明显
五、模态试验
阶次
进气歧管模态频率对比 进气歧管（仿真） 进气歧管（试验）
一阶（Hz
185
176
）
二阶（Hz
241
263
）
三阶（Hz
372
356
）
误差 5.1% 8.4% 4.5%
进气歧管模态试验图
小结：仿真结果与试验结果误差满足 工程技术要求，振型基本一致，说明所建 立的进气歧管有限元模型较准确，可以作 为后续分析的基础模型。
第一阶仿真模态
第二阶仿真模态
第三阶仿真模态
第一阶试验模态
第二阶试验模态
第三阶试验模态
六、动刚度分析及优化
进气歧管频响分析上片测点 进气歧管上、下片测点动刚度
点IPI提高到1500以上。 3) 通过辐射噪声分析，发现优化前后进气歧管上侧、下侧及前侧辐射噪声分别降
低0.23dBA，0.86dBA、0.45dBA。 4) 通过仿真分析的方法对发动机零部件的模态、频响和辐射噪声进行分析，能快
速定位发动机零部件的薄弱位置，并对其进行优化，大大缩短零部件开发周期， 提高产品开发效率。