汽车振动与噪声控制1

• 1996年，国家环境保护局和国家技术监督 局联合发布了GB 16170-1996《汽车定置噪 声限值》，对车辆处于定置工况下的噪声 辐射实行控制
• 对轿车和重型货车的定置噪声分别规定了 85dB(A)和103dB(A)的限值
• 2002年，国家环境保护总局和国家质量监 督检验检疫总局联合发布了GB 1495-2002 《汽车加速行驶车外噪声限值及测量方 法》。 • 主要参考了ECE Reg. No.51和ISO 362噪声测 量标准，取代原有GB 1495-79和GB 1496-79
制造技术 基础 1-14
利用到的基础知识
• 数学
利用到的基础知识
• 力学
利用到的基础知识
• 控制理论
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参考书籍
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内容安排
• 理论基础：振动、声学 • 各总成振动分析：发动机、动力传动、转向 系、平顺性 • 各总成噪声控制：发动机动力总成、底盘、 车身及整车 • 振动控制的基本原理和方法：振动测量，振 动隔离 • 噪声控制的基本原理和方法：控噪基本途径、 吸声、隔声，减振与隔振降噪、阻尼降噪
评价内容
碰撞声 轮胎噪声 内部噪声
设备噪声
整车级 评价
风噪声
外部噪声
高速抖动 怠速舒适性
车内NVH主观评价和客观测试的主要区别
来自百度文库
汽车噪声控制研究的技术手段
• 基于试验技术：在明晰声源机理的基础上， 结合理论的定性指导设计降噪方案，并通 过试验方法优选控制噪声的措施。 • 基于解析技术：采用有限元等模拟分析技 术，研究对象的振动和声辐射，设计并定 量优选控制噪声的措施。有效减少试验次 数，缩短产品研发周期。
影响整车NVH性能的相关零部件
• 内饰件对车内NVH 起到极其重要的作用， 声品质在汽车开发过程中的重要地位 • 新型内饰件吸声材料的应用可以在减振、 降噪方面起到很好作用。 • 发动机悬置系统设计是NVH控制的关键之 一，发展方向是主动隔振。
影响整车NVH性能的相关零部件
• 减少曲轴振动的常用手段是在曲轴前端安 装扭转减振器，未来曲轴系统减振的发展 趋势是采用多级并联式、两级串联式、橡 胶- 硅油复合式和弯扭复合式减振器。 • 吊耳是排气系统的承重与隔振部件，起到 把悬挂排气系统、把来自于排气系统的激 励与车身隔离的作用。吊耳所用材料、硬 度、几何尺寸都是设计中必须考虑的问题
汽车NVH控制研究的关键技术
• 组合结构动力学仿真模型的边界处理方法 和结构噪声仿真分析与控制 • 组合结构边界条件的处理很关键，包括螺 栓连接处、焊接处、不同被连接件结构和 材料属性等。
汽车噪声控制技术的应用目的
• 噪声源的控制 • 对噪声传播途径的控制 • 对噪声接受者的保护
汽车噪声控制技术的应用目的
NVH开发：目标制定-分解-验证的过程
模态分离策略
模态频率分布表
怠速频率
• 我国自1996 年以来颁布了一系列车辆噪声 控制标准。与国外相比，我国汽车噪声控 制技术起步较晚 • GB 1495-79《机动车辆允许噪声》 • GB 1496-79《机动车辆噪声测量方法》 • 主要适用于新型车型式认证，规定了各类 车辆加速行驶噪声的限值和测量方法
汽车NVH控制研究的主要内容
• 车内耦合声场NVH 特性和发动机结构噪声 仿真分析与控制。 • 未来整车及发动机NVH 仿真技术发展尤其 值得关注的是组合结构的边界条件处理、 声场耦合计算方法等。
汽车NVH控制研究的关键技术
• • • • • • 车身结构-车内声场建模要素 结构-声场耦合响应系统边界条件设定 考虑耦合响应的车内声学响应分析 系统模态参与因子和板件声学贡献计算 车内耦合声场振动噪声控制分析 发动机主要激励源的多柔体动力学分析
实验环节
1 振动测试系统基础 2 汽车偏频测试
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汽车NVH简介
NVH
• 汽车开发应由空间布置到性能开发，把NVH等 性能放在最重要的位置，以性能来进行整车和 系统的布置 • 在所有汽车动态性能(NVH,安全碰撞、操控、 燃油经济性等)中，NVH是涉及面最广的领域 • 用户关心、政府立法 • 目前汽车整车有约1/3 的故障问题和NVH 有关， 各大公司有近20%的研发经费用于解决NVH 问题。
汽车噪声控制研究的技术手段
• 已经形成建立在基于有限元理论的CAE技术 和实车模态测试技术基础上的“分析-试验” 综合法，广泛用于汽车结构设计和NVH特性 预测、优化及匹配。 • 有利于避免新车开发风险、迅速提高对汽 车NVH性能的匹配设计能力。 • 国外大型汽车厂商，如通用、福特等，早 已利用该技术，对开发的新车型进行噪声 的预测和控制，并取得了很好的效果。
汽车振动与噪声控制 Control of Vibration and Noise in Road Vehicles
2012.秋
主讲：祝安定 QQ: 569041217 办公室：格物楼603
要上N多的课
一 二 三 汽车振动 与噪声控制 10-14 车辆人机 工程 10-15 四 微机原理 及应用 7-15 工程材料 热处理 6-14 形式与政策 五 六 车辆构造 1-12 机械设计 1-15 机械设计 1-15
整车NVH舒适性
• 用户感受到的整车NVH 性能，对其进行综 合评价通常采用主观评价和客观测试相结 合的方法 • 评价的主要内容：车外加速噪声、车内振 动和噪声、轮胎噪声、风噪声、怠速舒适 性、高速抖动及碰擦声等
整车NVH舒适性评价
• 必须服务于整车开发目标 • 根据整车开发目标，设定整车NVH开发目标， 通过参与相关零部件开发过程、评价过程， 优化NVH性能、平衡成本，确保上市车型达 到整车开发目标（含国家强制性标准）
1-2 上午 3-4
工程材料 热处理 6-14
控制工程 理论 10-17
单片机 原理及应用 10-14
5-6 下午 7-8
单片机 原理及应用 10-14 制造技术 基础 1-14
控制工程 理论 10-17
微机原理 及应用 10-17
车辆人机 工程 10-15
车辆构造 1-12 汽车振动 与噪声控制 10-14
• 噪声源控制是提高汽车NVH性能最根本、最 直接的措施，如降低发动机噪声、改善发 动机悬置、改善进排气系统等。 • 当难以控制噪声源时，需要在噪声的传播 途径中采取吸声、隔声、消声、减振及隔 振等措施，如增加屏蔽件、改善整车密封 性、调整内饰件等。 • 这些都是国内汽车产品开发由逆向设计进 入到正向设计后必须做的工作
第四章 动力传动及转向系振动
• • • • • 引言 振动分析的传递矩阵法 动力传动系统振动:扭转+弯曲 转向系统振动：前轮摆振 制动时汽车的振动
第五章 汽车平顺性
• • • • • • 引言 平顺性定义 人体反应与平顺性评价 道路不平度的统计描述 平顺性分析 影响汽车平顺性的结构因素
第六章 发动机及动力总成噪声
• • • • 引言 发动机及动力总成噪声分析与控制 传动系噪声: 发动机的空气动力噪声
第七章 底盘系统噪声
• 引言 • 轮胎噪声 • 制动噪声
第八章 车身及整车噪声
• • • • • 引言 车身结构噪声及其控制 车内噪声 汽车整车噪声及其控制 汽车噪声有源控制
第一章 振动理论基础
• • • • • 引言 单自由度系统 多自由系统 连续系统振动 随机振动分析基础
第二章 声学理论基础
• • • • • 引言 波动方程与声的基本性质 声的传播与结构声辐射 声阻抗、声功率、声强 噪声及其控制技术简介
第三章 发动机的振动分析与控制
• • • • 引言 激振源分析 发动机隔振技术 气门振动