轻客车内降噪案例分析

噪声源
发动机正 时系统 传动轴 排气系统 悬置系统 车身结构 车身内饰 轮胎
排气系统 悬置
产生的原因
燃烧/机械噪声
不平衡 气流噪声 结构振动噪声 车身刚度不够 噪声辐射及共鸣 轮胎不平衡引起 的路面噪声 排气管振动
采取措施
屏蔽/动平衡
预期效果
噪声辐射降低
减小不平衡量 改进排气消音器性能 优化悬置系统刚度 加强车身刚度 采用隔/吸音材料 采用平衡量小的轮胎
1.2 NVH概念 Noise, Vibration & Harshness （振动、 噪音、舒适性）
NVH是衡量汽车制造质量 的一个综合性指标，它 给汽车用户的感受是最 直接和最表面的。
• 乘员耳旁噪音是车内所有表面对耳旁贡献度之和
一 、现代汽车NVH方面的要求与改善措施
1.3 NVH 的重要性
60 -0.805 -0.645 -0.3
-0.965 0.575
70 -0.435 -0.56 -0.295 -1.39 0.73
80 -0.455 -0.16 0.21
0.915 0.975
四、 采取的技术路线
¾整车降噪总效果：音质有较大改善，音强降低达到要求
位置
车速 40 50 60 70 80
降噪对车身的激励 减小排气辐射噪声 减小振动产生的噪声 减小车身振动引起的噪声 减小车内噪声共鸣 减小路面激励噪声
优化悬置系统刚度 减小排气管对车身的激励
进气系统 气流噪声
改进进气系统性能 减小进气辐射噪声
四、 采取的技术路线
¾发动机悬置对车身振动影响
(m/s2) Log
1.00e-3
1.00
400e-6
驾驶员座椅
副驾驶座椅
前排座椅中
前第二排座 椅中
前第三排座椅 中
-1.375 -2.11 0.09 -0.71 -1.11
-7.585 -8.04 -5.29 -5.74 -4.83
-0.495 -1.855
0.49 -0.405 -0.32
-0.62 -1.96 0.83 -0.875 0.04
-1.5 -2.12 -0.085 -1.16 -0.59
70 -2.73 -2.7 -3.41 -3.4 -2.15 -2.91
80 -2.33 -2.15 -4.31 -5 -2.09 -3.21
四、 采取的技术路线
发动机正时齿轮支架刚度对发动机 噪声的影响 通过提高正时齿轮支架刚度降低了 齿轮系统的噪声
四、 采取的技术路线
进气消音器对车内噪声的影响
F 200e-6 F
100e-6
F F
Order 2.00 ESRU:01:+Z Order 2.00 ESRD:01:+Z Frequency 510.00 Hz ESRU:01:+Z Frequency 510.00 Hz ESRD:01:+Z
40.0e-6
20.0e-6 10.0e-6
1446.69
进气系统 排气系统
部件加工误差积累 系统扭振 (包括发
曲轴扭转(包括在系统扭转中) 凸轮传动轴
轮胎
动机曲轴扭转)
FEAD(旋转件,皮带及支架)
旋转不平衡量 发动机悬置 飞轮/曲轴弯曲
发动机
冷却风扇 其它
动力总成弯曲-发动机和变速 箱联结处
一 、现代汽车NVH方面的要求与改善措施
1.6 车内噪声源,传播路径及接受者的关系
40
1500
2000
2500
3000
3500
14/0m0i0n
四、 采取的技术路线 ¾生产过程控制缺陷(工艺孔未堵塞),增大车内噪音
四、 采取的技术路线
¾阻尼/吸隔音材料(照片)
• 顶棚上贴了吸音材料 • 底板上贴了阻尼材料、吸
音材料 • 左右侧壁贴了阻尼材料、
吸音材料 • 发动机盖、电瓶盖、变速
1.7 噪声的控制措施
主动措施 从噪音源头的控制措施：
¾ 改进发动机结构、合理标定控制、提高激振频率，降低发动机低 速噪音--此措施对降低低速噪音最为有效
¾ 提高零部件加工精度和装配质量，减少运动噪声 ¾ 改善悬挂系统，阻断振动传递 ¾ 改善车身结构，提高刚度，提高一阶模态，减少局部模态数量 ¾ 改善进/排气系统……
1.8 汽车用NVH产品（续）
¾经研究技术经济性合理的材料要转换成应用在整个车身的零部件,并实现标配化.
动力仓 盖内侧
前侧围 仪表板
门的处 理
顶棚 内侧
后侧板 处理
后柱处 理 行李箱 处理
后备箱 处理
防火墙外侧
地毯垫
轮罩外 后排座
防火墙内侧
中层地毯 地毯之底层
侧处理
隔热防磨 损阻尼
与后备 箱隔板
阻尼材料
轻客车内降噪案例分析
北汽福田汽车股份有限公司 工程研究院 NVH所 姜建中
2008年10月
内容简介
一 、现代汽车NVH方面的要求与改善措施 二、轻客的车内噪音现状 三 、项目目标 四、轻客降噪思路 五、结论及建议
一 、现代汽车NVH方面的要求与改善措施
1.1 现代汽车的发展方向
可靠性
一 、现代汽车NVH方面的要求与改善措施
五、结论及建议
¾建议
1）在怠速时，排气管振动较大，可通过调高怠速转速 的办法;针对在发动机转速高时,排气噪声较大的问 题可通过另加一个消音腔来解决。
2）进气口对应的车内侧壁应贴隔音材料。 3）发动机仓盖,电瓶盖,进气系统盖,变速箱上面盖,盖等
的内侧面上应贴隔音材料;其边缘应加密封条。 4）后门原车状态缝隙较大,车行驶中车内产生风声,并
四、 采取的技术路线
¾选择合理动力总成悬置降低车内噪声
位置
驾驶员 座椅
副驾驶 座椅
前排座 椅中
前第二排 座椅中
前第三排 座椅中
最后排 座椅中
车速
40 -2.27 -2.1 -3.01 -1.93 -2.03 -2.23
50 -4.1 -4.11 -4.3 -2.1 -1.66 -3.35
60 -1.73 -1 -3.52 -1.7 -2.33 -2.37
变速箱
离合器
传动装置
底盘及动力总 成产生车内振 动和噪音源：
旋转件不平衡 旋转件不平衡
轴距
齿轮啮合
齿轮箱刚度
扭转振动
旋转不平衡量 扭转减震轮 箱体刚度 旋转件扭转刚度 传动轴端/联轴节 主轴承 连杆
传动轴轻重系列
传动轴的节数和长度 传动装置弯曲振动
发(喷电油机嘴标/活定塞/燃/凸烧轮噪/I音CP等)给油泵高压增油压泵机 飞轮箱体刚度 后齿轮法蓝
• 项目目标：通过攻关车内噪音达到标杆样车水平。
四、 采取的技术路线
要达到整车减振降噪的目的，必须满足以下 技术要求： ¾ 各系统总成的模态分布至少相隔2Hz； ¾ 各系统总成的支架的固有频率大于发动机额定 转速4阶； ¾ 不存在噪声及振动的直接传播路径；
四、 采取的技术路线
¾ 影响轻客车内噪声可能因素及采取降噪措施
0.00
rpm
2686.69
Amplitude (Lmo/gs2)
40.00
10.00 4.00 2.00 1.00 0.40 0.20
0.04 1400.00
1.00
Amplitude
1984.49 rpm
0.00 2700.00
100.00 30.00 10.00 3.00 1.00
1.00 100.00 30.00 10.00 3.00 1.00
且后门本身产生噪声。 5）滑门边的工具箱进行封堵。
6）顶棚内饰对车内噪声影响较大。
五、结论及建议
¾建议
7）有风道的轻客,应该注意密封的问题。 8）原车底板在车速高时产生高频振动,易在车内
隔音材料
吸音材料
压力变 化敏感 空腔的 阻尼
轮罩外 侧处理
后备箱 底部
隔吸音材料
二、轻客的车内噪音现状
状态 怠速
轻客 轻 客 轻 客 轻 客
(1#) (2#)
(3#)
(标杆车）
63.94 64.36
65
63
40 km/h 73.86 76
71.67
65.42
50 km/h 72.32 72.51
70.90
¾法规要求： –欧洲法规要求轿车通过噪音小于74分贝，中国M2柴油机 为77分贝，M1类柴油机车为75分贝。
¾降低汽车部件由于振动引起的早期失效风险—提高可靠性。
一 、现代汽车NVH方面的要求与改善措施
1.4 汽车通过噪声的来源 主要噪音源：
这是最主要噪音源，最有效办法是在发动机设 计、匹配控制中从根本上解决，但难度较大， 往往忽略，致使后期降噪难度大、成本高。
被动措施 从车身控制角度出发的措施：
¾ 吸音、吸振 ¾ 密封、隔音、隔振 ¾ 阻尼、减振 ¾ 加强、改变激振形态
一 、现代汽车NVH方面的要求与改善措施
1.8 汽车用NVH产品
采用专业化手段选用合理材料 是整改最现实办法
实例：防火墙吸音、隔热隔 振、阻尼设计
一 、现代汽车NVH方面的要求与改善措施
¾ 发动机噪音
¾ 进气系统噪音
¾ 排气系统噪音
¾ 风扇噪音
¾ 传动系统噪音
¾ 轮胎噪音
¾ 制动噪音
¾ 车身结构噪音 ¾ 气动噪音
要研究各个总成对通过噪声影响(噪声贡献度),使设计标准化、 达到合理匹配、实现生产一致性、最优技术经济性。
一 、现代汽车NVH方面的要求与改善措施
1.5 汽车车内噪声的来源
Amplitude (Lmo/gs2)
0.20
0.04
1719.44 2117.28
0.00
1400.00
rpm
2700.00
0.20
0.04 1400.00
1941.76 rpm
1.00
0.00 2700.00
Amplitude
改进前，前右悬置(X,Y,Z)
改进后，前右悬置(X,Y,Z)
(m/s2) Log
技术经济性分析： 成本增加240元，达到该降噪效果，满足客户要求。
五、结论及建议
¾降噪总结
1）该发动机悬置的刚度过大． 2）排气系统的尾管产生较大噪音(尖锐噪音)． 3）进气口对应的车内侧壁贴隔音材料效果较明
显． 4）发动机悬置对车内噪声有较大影响． 5）底板振动较大的频率在中高频． 6）仓盖贴隔音材料比吸音材料效果要好． 7）车身刚度太低，使在较低车速下产生轰鸣声． 8）进气口对应的车内侧壁贴隔音材料效果较明
噪声源
发动机 排气系统
道路/轮胎/车身
车辆周围气流 进气系统
传递路径
车体结构
结构传播
Leabharlann Baidu
车身空腔 周围包络
空气传播
孔洞
车体空腔
接受者
乘员之耳
一 、现代汽车NVH方面的要求与改善措 施
1.6 车内噪声源,传播路径及接受者的关系（续）
¾发动机、路面、风噪声源 ¾结构、气动传播路径 ¾乘员之耳
一 、现代汽车NVH方面的要求与改善措施
四、 采取的技术路线
dB 80
传动轴减振器
1120.0 [1/min] 73.0 [dB(A)]
对车内噪声的 70
影响
1220.0 [1/min]
60
71.4 [dB(A)]
50
2920.0 [1/min] 70.8 [dB(A)]
3000.0 [1/min] 68.6 [dB(A)]
带扭转减振
不带扭转减振
NVH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
¾汽车产品持续改进的需求
关，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。
¾汽车用户对整车舒适性需求的不断提高
¾NVH性能成为卖点
¾市场的激烈竞争(要研究竞争对手，确定自己的设计目标)
67.4 69.6 2.2 67.1 71 3.9 72 77.2 5.2 72.6
78 5.4
72.2 72.8 0.6 72.2 74.9 2.7 73.5 75.5 2 73.6 77.4 3.8
74.8 73.8 -1 74.6 74.8 0.2 73.2
77 3.8 75.9 76.7 0.8
箱上盖、进气系统盖内侧 贴了吸/隔音材料,边缘加 了密封条
四、 采取的技术路线
¾贴阻尼/吸隔音材料(照片)续
四、 轻客降噪思路
¾阻尼材料降噪效果（续）
位置 驾驶员座椅 副驾驶座椅 前排座椅中 后排座椅中 货舱
车速
40 -0.275 -0.255 0.03
-2.015 0.14
50 -2.3 -2.155 -1.905 -3.39 -0.525
位置 状态
驾驶员位置
副驾驶位置
后排左边座椅
后排右边座椅
原状态
无 谐振腔
相差
原状态
无 谐振腔
相差
原状态
无 谐振腔
无 相差 原状态 谐振腔
相差
1000 1600 2300 3000 3600
60.4 60.6 0.2 60.3 60.3
0 62.6
65 2.4 63.2
64 0.8
65 63.5 -1.5 65 65.2 0.2 65 68.7 3.7 65.9 68.1 2.2
65.01
60 km/h 74.68 73.66
72.95
68.01
70 km/h 77.32 75.61
75.02
68.83
80 km/h 80.78 80.14
76.16
70.19
三 、项目目标
• 项目目的：对样车进行噪声源及引起车内噪声大 的部件总成进行技术攻关；改进系统结构特性或 增加吸隔音材料达到车内噪声降低的目的。