汽车NVH介绍(课堂PPT).ppt

,Click to add title,Click to change format,Level 1,Level 2,Level 3,Level 3,Level 3,长安汽车（集团）有限责任公司,*,汽车,NVH,介绍,庞 剑,博士,长安汽车工程研究院,2010,年,5,月,22,日,1,NVH,现象与基本问题,噪声与振动源,NVH,传递通道,NVH,的响应与评估,NVH,试验,NVH,的,CAE,分析,NVH,开发及目标体系,汽车声品质,2,动态性能,静态性能,什么是性能,汽车的外观造型及色彩,汽车的内室造型、装饰、色彩,内室及视野,座椅及安全带对人约束的舒适性,娱乐音响系统,灯光系统,硬件功能,维修保养性能,重量控制,噪声与振动（,NVH,）,碰撞安全性能,行驶操纵性能,燃油经济性能,环境温度性能,乘坐的舒适性能,排放性能,刹车性能,防盗安全性能,电子系统性能,可靠性能,NVH,是汽车最重要的指标之一,3,汽车所有的结构都有,NVH,问题,车身,动力系统,底盘及悬架,环境控制系统,电子系统,在所有性能领域（,NVH,，安全碰撞、操控、燃油经济性、等）中，,NVH,是设计面最广的领域。,4,什么是,NVH,噪声,Noise:,是人们不希望的声音,注解,:,声音有时是我们需要的,是由频率,声级和品质决定的,频率范围,:20-10,000 Hz,振动,Vibration,人身体对运动的感觉,频率通常在,0.5-200 Motion sensed by the body,mainly in.5 hz-50 hz range,是由频率,振动级和方向决定的,不舒服的感觉,Harshness,-Rough,grating or discordant sensation,NVH,:,N,oise,V,ibration and,H,arshness,5,为什么要做,NVH?,NVH,对顾客非常重要,NVH,的好坏是顾客购买汽车的一个非常重要的因素,.,NVH,影响顾客的满意度,在所有顾客不满意的问题中,约有,1/3,是与,NVH,有关,.,NVH,影响到售后服务,约,1/5,的售后服务与,NVH,有关,6,决定,NVH,的因素,顾客的要求,政府法规,公司的需要和技术能力,竞争车,7,Boom:Drumming Low frequency(20-100 Hz)sound,Clunk:Transient,low frequency,broadband noise,Drone,Moan:Large amplitude 80-200 Hz sound,Groan:100-150 Hz disturbance at start-up,Growl:Broadband noise in the range 100-1000 Hz,Harshness:Combination of noise and vibration leading to a hard road feel,Rattle:Noise of metallic parts in contact,usually random,Rumble:Broadband 100-500 Hz noise,varying in amplitude,Shake:Low frequency(20 Hz)vertical or lateral vibrations,Shudder:Low frequency(90 km/h,28,NVH,现象与基本问题,噪声与振动源,NVH,传递通道,NVH,的响应与评估,NVH,试验,NVH,的,CAE,分析,NVH,开发,及目标体系,汽车声品质,29,NVH,通道的控制,结构声的传递通道,:,空气声的传递通道,:,30,噪声通道控制,噪声通道是由声学包装来完成的,车身的密封,孔洞的控制,隔声材料的应用,吸声材料的应用,31,振动通道的控制,车身结构的控制：提高结构和支架的刚度,阻止振动的传递,隔振器,吸振器,阻尼材料,振动通道控制的方法有,:,车身传递通道的灵敏度,32,结构通道控制,:,车身结构,整车模态,-,白车身,-,装饰车身,局部模态,车身的结构灵敏度,33,车身的结构模态应该与其他相邻结构模态分开,车身结构模态应该与车身声腔模态分开,整车模态的刚度要足够大,以避免产生奇异噪声,局部模态应该足够高,以避免引起,NVH,问题,如轰鸣声,等,.,结构通道控制,:,车身结构,34,车身阻尼处理,在车身板上,加阻尼材料可以减小结构振动和产生的辐射噪声,(,中频,).,Floorpan,Roof,Package Tray,Wheelhouse,Dash,Oil Pan,Valve Cover,Doors,35,车身的设计影响到风激励噪声,车身的设计,:,减小风激励引起的噪声,36,底盘,/,悬挂系统的,NVH,轮胎的控制,:,声腔模态,结构模态,轮胎的平衡,悬架系统的控制,悬架的模态频率,悬架的刚度与阻尼,悬架跳动的频率,悬架部件的频率,隔振垫,隔振垫的控制,隔振垫的刚度,隔振垫的刚度与车架刚度的比值,37,动力总成的隔离,动力总成隔离的三个目标,从主动边到被动边的振动衰减,10,倍,动力总成的六个模态解耦,绕主惯性轴的模态频率必须满足,38,橡胶隔振器,半主动隔振器,主动隔振器,隔振器的种类,耦和液压隔振器,Hydraulic mount with simple orifice,Hydraulic mount with inertia track,解耦的液压隔振器,39,NVH,现象与基本问题,噪声与振动源,NVH,传递通道,NVH,的响应与评估,NVH,试验,NVH,的,CAE,分析,NVH,开发,及目标体系,汽车声品质,40,汽车,NVH,的两方面的评估,车外通过噪声的评估,车内,NVH,的评估,车内,NVH,评估的两个方面,主观驾评,客观测试评估,41,通过噪声,为什么制定通过噪声,顾客关注噪声污染,政府制订了政府法规,什么是通过噪声,42,通过噪声测试,通过噪声标准,标准,:,欧标,ISO,SAE,等,.,Standards:Euro,ISO362,SAE J986,SAE J1470,etc.,10m,10m,10m,10m,10m,10m,7.5m,7.5m,3m,50 m,麦克风,麦克风,A-A,B-B,43,车内,NVH,主观评价,顾客对车内,NVH,给出直觉的感受,:,声音,:,安静或吵闹,舒适或烦恼,振动,:,大或小,舒服或不舒服,不同车辆的顾客对,NVH,有不同的感受,运动车的顾客喜欢有力的发动机声音,而且感觉刺激,豪华车的顾客喜欢安静而舒适的感觉,主观评级,44,客观评估,客观评估的内容,:,驾驶员和乘客耳朵的声音,:,地板或座椅轨道的振动,方向盘的振动,椅子和人体的振动,Microphone,Accelerometer,驾车状况,Idle,Wide Open Throttle(WOT),Partial Open Throttle(POT),Cruise,Reverse,Coastdown,Tip-in,tip-out,45,不同级别的评估,Vehicle NVH target,Exhaust Tailpipe Noise Target,Muffler TL,Exhaust Vibration,Hanger Force,Example:,整车级评估,系统级评估,部件级评估,46,NVH,现象与基本问题,噪声与振动源,NVH,传递通道,NVH,的响应与评估,NVH,试验,NVH,的,CAE,分析,NVH,开发,及目标体系,汽车声品质,47,室外和室内试验,试验场,(,路面,),试验,实验室试验,试验种类,振动试验,噪声试验,灵敏度试验,其它,试验道路,:,环道,直道,平整的沥青路面,平整的水泥路面,粗糙的水泥路面,砖做的路面,鹅石路面,斜坡路面,48,振动试验,4 poster shaker,模态试验,锤子敲击,激振器激励,振动响应,座椅,方向盘,等,seat track,steering wheel,etc.,异响识别,隔振器刚度,激光测量,等,49,噪声测试,车内噪声,进气噪声,排气噪声,发动机辐射噪声,壳体辐射噪声,通过噪声,50,灵敏度测量,声学灵敏度测量,振动灵敏度测量,声传递损失测量,灵敏度,有时被称为,传递函数,51,风洞噪声试验,空气动力,声学风洞,车辆风阻试验,车辆稳定性试验,侧风响应试验,车内噪声试验,车外噪声试验,内流优化试验,流动显示试验,雨刮器试验,52,NVH,现象与基本问题,噪声与振动源,NVH,传递通道,NVH,的响应与评估,NVH,试验,NVH,的,CAE,分析,NVH,开发,及目标体系,汽车声品质,53,CAE,的重要性别,降低成本,减少摩型车,节约时间,多方案设计,多功能分析,稳健性设计,广泛地应用到汽车开发,目标设定和分解,整车分析,系统,/,子系统分析,部件分析,54,例子：,有限元分析,有限元对低频分析是很精确的,有限元可以用来分析系统,/,部件的,NVH,问题,有限元也可以用来分析整车的,NVH,问题,分析目标：,结构模态,响应,NVH-CAE,分析方法,有限元分析,边界元分析,统计能量分析,其它声学分析,模态综合分析,传递路经分析,55,NVH,现象与基本问题,噪声与振动源,NVH,传递通道,NVH,的响应与评估,NVH,试验,NVH,的,CAE,分析,NVH,开发及目标体系,汽车声品质,56,NVH,开发流程,整车,系统,子系统,零部件,战略决策,开发开始,项目确认,试生产,出厂,目标分解,性能验证,顾客需求,政府法规,竞争产品,公司技术,战略决策,产品开发,三到四年时间,汽车上市,57,确定顾客需求,确定性能战略,决定竞争者,Benchmark Study,找差距,选择概念设计,性能间的平衡,设定整车级目标,设定目标的原则,58,Benchmarking Competition,Vehicle and system level database,Quick contribution analysis Competitive vehicles,目标设定,Set Targets,Future with respect to competitive actions,Balance with respect to other attributes,cost,weight,目标分解,Cascade Requirement to Subsystems,设计论证,Design Verification,目标制定,-,分解,-,验证,目标的级别,Target Levels,整车,(,顾客,),级目标,例如车内噪声,系统级目标,如动力系统的噪声,子系统级目标,如排气口的噪声,部件级目标,如消声器的传递损失,59,leader,Among the leader,Competitor,车,1,2,3,是市场上最好的三款车,这三款车作为,benchmark,的汽车,根据,benchmark,的结果,设定目标,目标的分类,:,领导者,领导群体之中,竞争者,目标制定设定,60,怠速频率,模态分离策略,在产品开发的初期,对所有系统和部件建立模态频率表,为设计和目标制定提供模态分析的策略,61,Vehicle Level Target,System Level Target,Subsystem Level Target,Component Level Target,目标分解,目标分解是从上至下,目标分解也是双向的,目标分解也是双向的,62,NVH,现象与基本问题,噪声与振动源,NVH,传递通道,NVH,的响应与评估,NVH,试验,NVH,的,CAE,分析,NVH,开发,及目标体系,汽车声品质,63,声品质,Sound Quality:,主观评价,好听的声音,Nice Sound,不好听的声音,Bad Sound,声品质介绍,Introduction of Sound Quality,64,传统上,噪声控制就是降低声音的大小,仅考虑声级的大小和频率成分,八十年代后,在汽车界开始使用声品质,汽车的声音与发动机转速有关,汽车的声音与发动机发火阶次有关,声音的成分影响听觉,声音影响到顾客的满意度,部件的声品质,影响汽车的品牌,品牌的象征,汽车的,DNA,声品质,65,关门声品质,电器声品质,动力系统的声品质,三大声品质问题,好听的声音,安静,频率低,(,结实,),一次碰撞声,没有额外的噪声,不好听的声音,声音大,高频率,象铃的声音,多次碰撞声,嘁嘁喳喳,.,例子：关门声品质,66,动力系统声品质,乘用车：安静感受,跑车：运动感受,控制动力系统声品质的关键系统：,进气歧管和排气歧管的设计,进气系统设计,排气系统设计,动力系统的噪声源,发动机辐射噪声,进气口噪声,排气尾管噪声,传动系统的辐射噪声,结构噪声,动力系统声品质设计原则,阶次的平衡,避免高频噪声,消除共振,(,提高线性度,),半阶成分会增加运动感,67,谢谢,!,68,