nvh现状与开发流程.pdf

长安汽车工程研究院长安汽车工程研究院胡成太胡成太NVHNVH开发控制体系与策略开发控制体系与策略2目录目录一一背景及意义背景及意义二二传统控制方法及案例传统控制方法及案例三三正向控制方法正向控制方法3一、一、NVHNVH开发及控制的背景及意义开发及控制的背景及意义NVH开发控制的意义开发控制的意义NVH开发的复杂性开发的复杂性一流公司一流公司NVH控制方式控制方式国内国内NVH控制方式控制方式4决定决定NVH的因素的因素顾客的诉求政府法规要求企业竞争的需要竞争对手推动NVH控制的意义5NVH特殊性与复杂性与汽车任何一个部件均相关不能单依靠他人力量不是一种功能,而是一种约束很难用简单的术语来描述NVHNVH性能开发特殊性与复杂性性能开发特殊性与复杂性6一流公司一流公司NVHNVH控制方式控制方式 建立了详细的建立了详细的NVH开发流程，形成了系统的过程控制方法开发流程，形成了系统的过程控制方法 建立了全面系统的各级控制目标体系建立了全面系统的各级控制目标体系 掌握及运用了声源识别技术、掌握及运用了声源识别技术、TPA技术、技术、ODS技术、声强技术、声强分析方法、声全息分析方法等技术分析方法、声全息分析方法等技术 建立了全面系统的测试及建立了全面系统的测试及CAE分析规范分析规范 对各个领域技术都进行了深入研究和探索对各个领域技术都进行了深入研究和探索 建立了自己的数据库体系建立了自己的数据库体系 对于前沿技术和基础技术进行了提前预研对于前沿技术和基础技术进行了提前预研iFjPiFPjPPP源通道源接受体源源源源源通道通道iFjPiFPjPPP源通道源接受体源源源源源通道通道 其他系统整车模型动力装置系统车体结构模型车体声学模型排气系统模型车架模型 其他系统整车模型动力装置系统车体结构模型车体声学模型排气系统模型车架模型7国内国内NVH现状现状认识到NVH是汽车开发的核心技术，是最重要的性能之一将NVH性能指标明确地列到了新产品开发目标中，并且进行专项开发投入了大量的财力进行相关设备的采购和建设组建了专门的NVH开发团队-如长安、奇瑞、一汽、上汽等具备初步的控制能力，尤其是自主开发的企业8国内国内NVH技术能力技术能力具备整车NVH性能的测评估与分析，但在后期优化改进居多，未提前在过程控制；个别企业初步具备较完整的CAE分析能力，多数还在事后解决；对某些特定的NVH问题进行分析与优化研究，但不系统。9国内国内NVH控制主要存在问题控制主要存在问题 开发流程不完善 目标体系不健全 分析方法不系统 一些领域还没有开展 实践经验欠缺 缺乏技术的深度 基础数据严重不足总之，还没有真正形成自主开发过程中应全面掌握的总之，还没有真正形成自主开发过程中应全面掌握的NVH控制核心技术控制核心技术10二、传统控制方式案例介绍二、传统控制方式案例介绍案例案例1：车内轰鸣声：车内轰鸣声案例案例2：怠速振动噪声：怠速振动噪声案例案例3：变速器敲击问题：变速器敲击问题案例案例4：车内噪声攻关：车内噪声攻关案例案例1 1：车内轰鸣声：车内轰鸣声-1 1车内轰鸣声鱼翅图（发动机车内轰鸣声鱼翅图（发动机2阶引起）阶引起）一个误区一个误区 发动机发动机2阶激励产生的问题不一定是发动机本身的问题，而是因为发阶激励产生的问题不一定是发动机本身的问题，而是因为发动机激励导致的问题，改进办法可以是多样的，而不仅是发动机。动机激励导致的问题，改进办法可以是多样的，而不仅是发动机。源路径响应A类B类C类案例案例1 1：改进方案改进方案-A A排气系统排气系统100050002000300040001400 1600 18002200 2400 2600 28003200 3400 3600 38004200 4400 4600rpm30.0080.00dB(A)Pa1000.005000.00rpm40.0075.00dB(A)Pa原状态声压级原状态声压级分离状态声压级分离状态声压级原状态原状态2阶噪声阶噪声分离状态分离状态2 2阶噪声阶噪声案例案例1 1：车内轰鸣声：车内轰鸣声-B B进气系统进气系统案例案例1 1：车内轰鸣声：车内轰鸣声-C C传动系统传动系统图图1 1：A A车车PTPT系统结构传递路径模型图系统结构传递路径模型图案例案例2 2：怠速振动及噪声：怠速振动及噪声CV8 Soft_Mount_Waterbox_Rubber Fix_Hole Relexed_All_Pipe 2.FFT(8192,50.0%,HAN).L/dB(A)SPL0510152025303540f/Hz020406080100CV8 Change_Left_Right_Rear_Soft_Mount 10(0.00-15.00 s).FFT(8192,50.0%,HAN)CV8 Oringinal 2(0.00-15.00 s).FFT(8192,50.0%,HAN)CV8 Soft_Mount_Waterbox_Rubber 2(0.00-15.00 s).FFT(8192,50.0%,HAN)CV8 Soft_Mount_Waterbox_Rubber Fix_Hole Relexed_All_Pipe 2.FFT(8192,50.0%,HAN)Order 2Order 470 H zCV8 Soft_Mount_Waterbox_Rubber Fix_Hole Relexed_All_Pipe 2.FFT(8192,50.0%,HAN).L/dB(A)SPL0510152025303540f/Hz100125150175200225250CV8 Change_Left_Right_Rear_Soft_Mount 10(0.00-15.00 s).FFT(8192,50.0%,HAN)CV8 Oringinal 2(0.00-15.00 s).FFT(8192,50.0%,HAN)CV8 Soft_Mount_Waterbox_Rubber 2(0.00-15.00 s).FFT(8192,50.0%,HAN)CV8 Soft_Mount_Waterbox_Rubber Fix_Hole Relexed_All_Pipe 2.FFT(8192,50.0%,HAN)123 Hz146 Hz199 Hz1.1.噪声振动数据分析噪声振动数据分析悬置的刚度参数匹配及线形段问题转向柱上轴承安装部位较弱；转向支撑与转向柱连接刚度不足车身连接解藕问题车内怠速对比43.5433943.943.843.5541.4403937.537.63537394143454749xx优化前状态xx投产状态xx优化后骏捷雅特尊驰GOLFCOROLLAFOCUSCAMRYCIVIC2.怠速优化前后效果及问题车型车型ACOFACOFF FACONACONXXXXXX43.543.54747骏捷骏捷44444949F3F35050尊驰尊驰44.244.25050雅特雅特43.343.34646凯越凯越4242 GOLFGOLF41414646COROLCOROLLALA40404646XXXXXX优优化后化后393945.645.6FOUCSFOUCS39394444CIVICCIVIC37.637.64747CAMRYCAMRY37.537.54343问题：问题：悬置结构改进导致重新开模，悬置结构改进导致重新开模，管路、风扇方面改进管路、风扇方面改进转向系统改进转向系统改进测试工况车内怠速噪声dB（A）方向盘g前排座椅导轨gXYZXYZP档ACOFF改进前43.50.4620.0970.1460.0220.0180.011改进状态390.0150.010.0740.0110.0080.01标杆车400.1970.0320.0850.0110.0070.014效果尽管很好，但时间、成本影响很大！案例案例3 3：怠速敲击噪声：怠速敲击噪声1.问题及现象：在怠速工况下，踩离合器与不踩离合器明显存在不连续咔咔声和连续的敲击声敲击噪声12.2.原因及措施原因及措施主要原因：1.发动机的扭振激励偏大2.离合器的刚度与阻尼参数不匹配3.变速器的侧隙（或轴向间隙）4.变速器齿轮精度5.变速器结构（关键因素）.从动盘(与飞轮接触面)从动盘(与压盘接触面)减振阻尼片21案例：问题分析与评估案例：问题分析与评估（以某车型为例）（以某车型为例）主观评价客观评估怠速噪声振动较大加速噪声及振动大减速存在共振匀速噪声（风噪、路噪）大异响多22声源识别与诊断声源识别与诊断！23改进方案改进方案-示例示例1副车架四个角落加2mm厚加强钢板，同时用加强筋焊接加钢板横向连接左右梁，同时翻边增加Z向刚度副车架与车身连接隔振垫刚度调整24改进方案改进方案-示例示例2前围板处焊接加强筋增加刚度顶壁增加一根支撑梁地板前排位置焊接钢板增加刚度大梁前部增加Z向刚度车身承力点增加局部刚度大梁前部增加Z向刚度25改进方案改进方案-示例示例3（其余略）（其余略）前围板贴阻尼胶前围板贴阻尼胶车门蒙皮上贴阻尼胶，同时内饰板上换成较软的海绵材料地板增加毛毡吸声材料26工程化设计及效果工程化设计及效果1000.005000.00rpm55.0085.00dB(A)Pa0.001.00Amplitude27小节小节 传统传统NVH控制方式使控制方式使NVH问题临到投产前才得以总问题临到投产前才得以总暴露，亮起数张红牌，难以解决；暴露，亮起数张红牌，难以解决；尽管通过传统的控制方法最终还是能够取得一些效尽管通过传统的控制方法最终还是能够取得一些效果，但是通常也是差强人意，让步接受，导致带病果，但是通常也是差强人意，让步接受，导致带病上市上市,而且导致时间周期严重滞后和成本剧增；而且导致时间周期严重滞后和成本剧增；而且从研发的过程上看，这是一种“救火”或“急而且从研发的过程上看，这是一种“救火”或“急救”式的工作方式；救”式的工作方式；要真正获得好的要真正获得好的NVH品质，需要有更好的过程控制品质，需要有更好的过程控制的方法。的方法。28三、正向三、正向NVHNVH控制方法控制方法长安为例长安为例正向正向NVHNVH流程思路介绍流程思路介绍 NVH性能开发通常面临的具体问题 建立流程需要解决的问题 以性能目标为中心，贯穿过程方式正向流程技术路线正向流程技术路线如何建立起如何建立起NVHNVH开发过程控制方法开发过程控制方法NVHNVH正向开发正向开发 案例介绍案例介绍29目标定位不明确或不确定不能预测开发出的NVH性能不能及时发现问题并提出改进措施没有在设计过程中瞄准目标各设计部门不能为目标各司其职存在的问题国内国内NVHNVH性能通常面临的具体问题性能通常面临的具体问题30正向流程体系需要解决的问题正向流程体系需要解决的问题 NVH开发应该以目标为导向，以过程控制为主线，各部门为实现目标而各司开发应该以目标为导向，以过程控制为主线，各部门为实现目标而各司其职其职 NVH的目标贯穿在新车的开发流程过程中实现，才是最科学的方式。的目标贯穿在新车的开发流程过程中实现，才是最科学的方式。做什么什么时间怎么做谁做详细定义出了节点工作内容以CA-PDS节点为时间参考坐标详细的工作文件（方法、标准、目标体系、评审文件等）明确定义了责任单位、协助单位、通报单位同步图流程图工作文件第一阶段：基础车弱点分析和目标确定阶段（KOOD）结构决定性能：重点分析了基础车变速器、发动机悬置、进排气、整车密封性等问题，确定整车及系统级开发目标；第二阶段：概念论证及确认阶段(ODDR)方案决定成效：在杂合车阶段对基础弱点问题进行方案设计及杂合车论证；第三阶段：设计阶段(DRDC)精准决定成本：数字样车阶段CAE分析优化及NVH数字样车评审；第四阶段：验收及优化阶段(DCLS)质量决定成败：NVH关重系统及关重件进行性能验收，整车NVH性能验证及优化以性能目标为中心，贯穿流程过程方式以性能目标为中心，贯穿流程过程方式（长安为例）汽车NVH数据库整车车外噪声整车车内噪声激励对标进排气系统噪声机舱隔声噪声发动机NVH水平动力总成悬置性能车内高低频噪声特性振动与扭振特性测试隔声材料性能风扇整车NVH对标关键总成NVH对标逐层对标性能评价目标设定虚拟样机关键参数优选方案实施目标实现整车NVH设计指标否概念设计目标分解精细虚拟样机NVH性能分析预测关键特征因素提取进排气系统设计动力总成悬置设计车身声振性能设计车内声学布置机舱隔声设计整车噪声试验评价关键总成NVH试验评价是样车试验整车NVH虚拟评价目标实现否详细设计制定整车NVH设计规范样车试制批量稳定生产是关键总成设计匹配批量生产稳定升级换代小批量生成NVH正向开发技术路线33如何建立起如何建立起NVHNVH开发过程控制方法开发过程控制方法整车NVH性能集成动力总成传动系统电器系统进排气系统隔振系统声学包装主要系统车身结构34各系统过程控制技术研究：整车各系统过程控制技术研究：整车2000300040005000600050556065707580dB(A)X Axis Title整车NVH集成车身结构声学包装悬置系统进排气系统传动系统动力总成电器系统风噪声控制建立了整车NVH性能控制目标体系整车级目标系统级目标部件级目标建立了整车贡献源分析方法整车模态分布研究建立主观评价体系iFjPiFPjPPP源通道源接受体源源源源源通道通道iFjPiFPjPPP源通道源接受体源源源源源通道通道Whole vehicle NVHIdle noise and vibrationOperational noise and vibrationRoad noiseWind noisePass by noiseLegislative requirementsCustomer expectationsPowertrain noise and vibrationConstant speed noise and vibrationWOT run upRun down in gearTip in/Tip outInterior NoiseVibrationSteer wheel top Driver seat railDriver feet restEngine cooling fanFront seatRear seat1/3 Octave spectrumOver All level2nd orderArticulation indexNarrow band spectrumRSS of three direction2nd orderTargetTargetHVACFront seat noiseRear seat noiseOver All level2nd orderArticulation indexTargetInterior NoiseExterior NoiseMiddle 1m far front of car 1.5 H1/3 Octave spectrumOver All level2nd orderArticulation indexTargetTargetInterior noiseAI vs Vehicle speed1/3 Octave mapOA Interior NoiseVibrationAveraged spectrumRSS over 3 directionRough road noiseFront seat noiseRear seat noise1/3 Octave spectrumOver All levelArticulation indexTargetInterior NoiseFront seat noiseRear seat noise1/3 Octave spectrumOver All levelArticulation indexTargetExterior NoiseMiddle 1m far front of car 1.5 H1/3 Octave spectrumOver All levelArticulation indexTargetFront seat noiseRear seat noiseTargetTargetTargetInterior noiseFront seat noiseRear seat noiseVibrationInterior NoiseFront seatRear seat1/3 Octave spectrumOver All levelArticulation indexTargetSteer wheel top Driver seat railDriver feet restNarrow band spectrumRSS of three direction2nd orderTargetFront seat noiseRear seat noiseOver All levelArticulation indexTargetInterior NoiseVibrationSteer wheel top Driver seat railDriver feet restNarrow band spectrumRSS of three directionTargetVibrationDriver seat railDriver feet restLP 30Hz,Peak-PeakTarget整车目标体系NVH开发目标体系整车级NVH目标体系车身NVH目标体系声学包装目标体系进排气系统NVH目标体系悬置系统NVH目标体系底盘NVH目标体系传动系统NVH目标体系电器系统NVH目标体系动力总成NVH目标体系在研车型目标参数表目标体系内容初步搭建NVH评价分析开发体系基础领域TNZ整车领域TNA进排气领域TNB动力总成领域TNC悬置领域TND车身领域TNE声学包装领域TNF风噪领域TNG路噪领域TNH电器领域TNI搭建NVH数据开发体系A平台B平台CD平台商用车平台发动机平台搭建NVH结构对标体系车身声学包装进排气悬置发动机 NVH开发建立规范、数据、结构库开发体系38整车模态控制技术白车身模态控制技术内饰车身模态控制技术车身局部模态控制车身结构灵敏度控制技术车身原点刚度控制技术DMU检查0.00500.00Hz20.0080.00dB(Pa/N)0.001.00Amplitude55.02FFRF FLR:S/Reference:-ZFFRF FRR:S/Reference:-ZFFRF RLR:S/Reference:-ZFFRF RRR:S/Reference:-Z整车NVH集成车身结构声学包装悬置系统进排气系统传动系统动力总成电器系统风噪声控制各系统过程控制技术研究：车身各系统过程控制技术研究：车身若此处密封,就能阻隔外界声音进入车内图纸评审图纸评审经验示例经验示例 DUM此区域内的焊缝应涂焊接胶图纸评审图纸评审示例示例图纸评审图纸评审经验示例经验示例DUMCAE计算计算结果BIW模态TRIMBODY模态整车模态空腔模态零部件模态板贡献量IPINTF车内噪声模拟达标达标?输输 出出 计算报告计算报告 优化建议书优化建议书图纸评审图纸评审CAE评估及优化评估及优化42车身气密性测试与控制技术整车隔吸声技术研究系统级隔吸声技术研究声学材料应用技术研究车身工程设计控制要素研究200.008000.00Hz0.0050.00dB(Pa/(m3/s2)0.001.00Amplitude整车NVH集成车身结构声学包装悬置系统进排气系统传动系统动力总成电器系统风噪声控制各系统过程控制技术研究：声学包装Sound Transmission Loss(dB)0102030405060708090100110120100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 100012501600200025003150400050006300800010000Frequency(Hz)0%0.25%5%无泄露泄露5%泄露0.25%43整车NVH集成车身结构声学包装悬置系统进排气系统动力总成电器系统风噪声控制悬置布置及刚度匹配CAE分析技术研究悬置系统NVH稳健性分析技术研究悬置支架NVH分析技术研究悬置系统贡献量分析技术传动系统各系统过程控制技术研究：悬置44整车NVH集成车身结构声学包装悬置系统进排气系统传动系统动力总成电器系统风噪声控制进排气系统声学CAE分析及优化技术进排气系统结构振动CAE分析及优化技术进排气系统NVH问题诊断及优化技术进排气系统振动噪声贡献量试验分析技术.各系统过程控制技术研究：进排气45变速器噪声测试与控制技术变速器CAE分析技术传递误差分析技术扭振测试与控制技术传动系统匹配应用技术G4-2(0.00-17.00 s).Order vs.rpm(25.0,0.0-20.0,HAN,0ms).virt.qu./rad05m10m15m20m25mn/rpm1250 150017502000250027503000 3250FirstAxleinput shaft整车NVH集成车身结构声学包装悬置系统进排气系统传动系统动力总成电器系统风噪声控制各系统过程控制技术研究：传动46整车电器NVH贡献量分解技术电器单体NVH测试分析优化技术整车电器NVH匹配技术整车电喷NVH匹配技术新能源汽车控制逻辑与NVH匹配技术整车NVH集成车身结构声学包装悬置系统进排气系统传动系统动力总成电器系统风噪声控制各系统过程控制技术研究：电器47整车NVH集成车身结构声学包装悬置系统进排气系统传动系统整车道路风噪测试分析技术整车风洞风噪测试分析技术整车风洞车身附件贡献量测试分析技术动力总成风路噪控制电器系统各系统过程控制技术研究：风路噪48发动机燃烧噪声控制技术发动机机械噪声控制技术发动机声品质控制技术整车NVH集成车身结构声学包装悬置系统进排气系统传动系统动力总成风噪声控制电器系统各系统过程控制技术研究：动力总成Fbearing,camResultant Bearing Force(1st Bearing Intake CS)050100150200250300350400450Force Fluctuation N0102030405060708090Engine Order-n4500n1000Resultant Bearing Force(1st Bearing Crankshaft)050100150200250300350400450Force Fluctuation N0102030405060708090n4500n1000Fbearing,crankBearing Forces49（1）第一阶段：基础车弱点分析和目标确定阶段（KOOD）结构决定性能，为避免基础车存在的NVH问题在“XXX”车型上再现，首先对基础车的弱点问题进行充分分析，明确工作重点及方向；其次从整车振动噪声源、传递路径（辐射声及结构声）与性能标杆车进行对标分析，制定科学可行的开发目标和目标实现的技术方案。NVHNVH正向开发正向开发 案例介绍案例介绍第二阶段：概念论证及确认阶段(ODDR)方案决定成效，为使基础车弱点问题得以有效解决，首先利用NVH控制技术对关重系统进行概念设计及优化；其次制作NVH杂合车对设计的初步方案进行概念论证，确保方案的可行性。整车级目标模态分布表系统级目标50第三阶段：设计确认冻结阶段(DRDC)精准决定成本，为使产品性能在数字样车阶段得到有效控制，在利用CAE技术对整车及系统NVH性能进行分析及控制的同时，对重点方案进行杂合车验证，确保方案的有效性。第四阶段：验收及优化阶段(DCLS)质量决定成败，为使产品质量及前期设计阶段未能预测到的问题得以控制和解决，首先对整车NVH关重系统及关重零部件进行性能验收；其次对整车NVH性能进行验证及问题优化，确保上市前整车NVH性能达到开发目标要求。2525303035354040454550505555空调关空调关空调开空调开dB(A)dB(A)基础车标杆车B301第一轮工装车5555606065657070757580km/h80km/h100km/h100km/h120km/h120km/hdB(A)基础车标杆车B301第一轮工装车NVHNVH正向开发正向开发 案例介绍案例介绍謝謝謝！謝！Thank You！