汽车噪声、振动与舒适性原因浅析

汽车噪声、振动与舒适性原因浅析

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道达尔发表于：2007-1-29 15:32:47

汽车噪声、振动与舒适性原因浅析

噪声、振动与舒适性，是衡量汽车制造质量的一个综合性问题，它给汽车用户的感受是最直接和最表面的。业界将噪声、振动与舒适性的英文缩写为NVH（Noise、Vibration、Harshness），统称为车辆的NVH问题，它是国际汽车业各大整车制造企业和零部件企业关注的问题之一。有统计资料显示，整车约有1/3的故障问题是和车辆的NVH问题有关系，而各大公司有近20%的研发费用消耗在解决车辆的NVH问题上。

对于汽车而言，NVH问题是处处存在的，根据问题产生的来源又可分为发动机NVH、车身NVH 和底盘NVH三大部分，进一步还可细分为空气动力NVH、空调系统NVH、道路行驶NVH、制动系统NVH等等。

NVH问题是系统性的。例如有些轿车行驶时车厢噪声大，查源头在发动机，那么这一个噪声问题可能就涉及到三个部分，一个是发动本身的噪声大，一个是发动机悬置部件减振效果差，一个是车厢前围和地板隔音技术不好，是一个互相关连的系统问题。

当遇到车厢噪声大时，人们一般考虑加强车厢隔音技术和材料，而对真正的噪声发生源-发动机则是无能为力，这只能是“亡羊补牢”，无法从根本上解决问题。但如果运用NVH解决方案，就会涉及发动机、悬置及车架等，从根本上减少噪声产生的来源。因此，NVH问题实质是汽车设计中要解决的问题，而不是汽车进入市场后要解决的问题。

汽车的发动机和车身都通过弹性元件支承在车桥和轮胎上，构成一个弹性振动系统，整个系统按照各总成部件又分成多个“弹性振动子系统”。当汽车因路面凸凹不平、发动机及传动系抖动或车轮不平衡而受激振动时，各“弹性振动子系统”发生振动且互相关联。

振动是噪声产生的根源之一，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，而应该考虑到整车其他方面的问题，例如要考虑到车身、发动机、轮胎、弹性支承等诸方面。

汽车NVH问题也涉及到零部件生产企业。近年随着专业化分工，整车制造企业已经逐渐将大部分零部件交给零部件生产企业来做。盛行的“模块化”生产方式把汽车装配生产线上的部分装配劳动转移到装配生产线以外的地方去进行。这样，零部件生产企业必然遇到NVH问题。设计者考虑的问题也不单纯是零部件的本身，而是零部件与零部件之间，零部件与整车之间的关系。

例如在解决发动机NVH问题时，CooperStandard发动机公司为了获得更好的降噪效果，对发动机做降噪处理外，还对车辆的发动舱、车厢内部设计结构都进行了声学研究，以求最好的解决方案。轮胎也是噪声的主要来源之一，一些厂商除选用低噪声轮胎外，对车轮罩衬垫进行声学特性设计，使其起阻隔噪声的作用。

现在的汽车设计依赖计算机设计软件的辅助，汽车降噪减振设计也是如此。在开发过程中，设计者从电脑调出材料并进行模拟测试，再与样车测试对比，最后决定是否正式生产，节省了时间、人力和财力。目前国外巳有用于研究汽车噪声与振动的软件工具，帮助设计者识别、隔离和排除可能的噪声源。

汽车质量重要指标解析汽车的噪声

环境污染之一是噪声，噪声的主要来源之一是汽车，汽车噪声的大小衡量汽车质量水平的重要指标，因此，汽车噪声防治也是世界汽车工业的一个重要课题。

汽车的噪声源有多种，例如发动机、变速器、驱动桥、传动轴、车厢、玻璃窗、轮胎、继电器、喇叭、音响等等都会产生噪声。这些噪声有些是被动产生的，有些是主动发生的(如人为按动喇叭)。但是主要来源只有两个方面，一个是发动机，另一个是轮胎，它们都是被动发生的，只要车子行驶就会产生噪声。

在发动机各种噪声中，发动机表面辐射噪声是主要的。发动机表面辐射噪声由燃烧噪声和机械噪声两大类构成，是发动机内部的燃烧及机械振动所产生的噪声。燃烧噪声是指气缸燃烧压力通过活塞、连杆、曲轴、缸体等途径向外辐射产生的噪声，机械噪声是指活塞、齿轮、配气机构等运动件之间机械撞击产生的振动噪声。一般情况下，低转速时燃烧噪声占主导地位，高转速时机械噪声占主导地位。两者是密切相关，相互影响的。实践表明，减少振动是降低噪声的根本措施。增加发动机结构的刚度和阻尼，是减少表现振动的方法，从而达到降低噪声的目的。

轮胎在路面滚动产生的噪声也是很大的。有关研究表明，在干燥路面上，当汽车时速达到100公里时，轮胎噪声成为整车噪声的重要噪声源。而在湿路面上，即使车速低，轮胎噪声也会盖过其它噪声成为最主要的噪声源。轮胎噪声来自泵气效应和轮胎振动。所谓泵气效应是指，轮胎高速流动时引起轮胎变形，使得轻胎花纹与路面之间的空气受压挤，随着轮胎滚动，空气又在轮胎离开接触面时被释放，这样连续的“压挤释放”，空气就迸发出噪声，而且车速越快噪声越大，车辆越重噪声越大。轮胎振动与轮胎的刚度和阻尼有关，刚度增大(例如轮胎帘布层数目增加)，阻尼减少，轮胎的振动就会增大，噪声也就大了。要降低轮胎的噪声，胎面可采用多种花纹节距，采用高阻尼橡胶材料，调整好轮胎的负载平衡以减少自激振动等。

为了防止发动机噪声和轮胎噪声帘入乘员厢，工程师除了尽量减少噪声源外，也在车厢的密封结构上下功夫，尤其是前围板和地板的密封隔音性能。

从以上所述可知，解决汽车的噪声是一项涉及到整车方方面面的技术问题，包括发动机的结构、材料质量分布、工艺水平、装配密封性等等。实际上，汽车噪声的大小已经反映出这辆车的质量和技术性能的高低了。因此，购车的时候要特别注意汽车运行时的噪声。

现阶段汽车设计阶段就用CAE做NVH性能设计了.现在国内好多都是实车跑路试,获得数据再分析.呵呵,这里加点焊,那里变点结构,把共振频率错开,实际效果不是太好.国外对动力传动系振动特性的研究

起步较早，国外先进的汽车厂家从80年代以来已经将汽车结构的动态特性纳入产品开发的常规内容。尤其是20世纪90年代以来，丰田（Toyota）、通用（GM）、福特(Ford)、克莱斯勒（Chrysler）等大汽车公司的工程研究中心专门设立了NVH分部，集中处理汽车的噪声（Noise）、振动（Vibration）和来自路面接触冲击的噪声声振粗糙度（Harshness）。国内这方面起步就比较晚了,希望大家有好经验相互交流呀.