汽车发动机冷却风扇NVH技术交流

图1冷却风扇的三维模型模型中小孔的半径，以便进行后续清理工作。

前期处理是为了是模型网格的划分更加顺利的进行，使模型能够在更合理的区域内划分网格，提高模型网格划分的质量，后续的分析计算；划分网格首先采用软件自动网格生成工具进行划分，因四边形壳网格单元的质量最好所以以四边形壳网格单元为主要的单元形态，三角形单元质量较差，所以如果必须使用三角形时尽量使用较少的三角形单元，图2风扇网格划分静力分析完成模型导入和网格划分之中的所有步骤后建立载然后提交Optistruct ，将run option 栏改为最后点击Optistruct 得到如图3静力分析云图。

然后进行模型的优化，在完成静力分析的基础上定义设计变量在analysis 中打开optimization ，在topology 模块中定义变量；然后在responses 中定义响应变量在该模块中分别定义质量vol 和位移dis ，接着是在objective 中定义目标，在deonstraints 中施加约束，最后提交将run0ption 栏改为optimization ，点击optistruct 得到如图4优化云图。

2.2模态分析本次模态分析设置为六阶模态，模态分析步骤与静力分析相似首先定义好材料属性然后定义和施加约束建立模态分析卡片最后建立载荷步提交得到分析云图。

析结果云图如图5所示。

3结论本文以汽车发动机冷却风扇为研HyperMesh 中首先对风扇进行前期的几何处理、网格划分、以及静力学分析和模型优化析最后通过模态分析对优化后的模型进行验证。

在发动机冷却风扇的静力学分析中，该模型大部分区域应力和位移变化量符合设计要求；图3静力云图图4优化云图（1）一阶模态（2）二阶模态（3）三阶模态（4）四阶模态（5）五阶模态（6）六阶模态图5模态分析。

一：定义汽车NVH是指汽车的Noise(噪声)、Vibration(振动)和Harshness(舒适性)。

汽车NVH研究以提高顾客的听觉、触觉、视觉等感官舒适度、改善汽车乘坐舒适性为目的，以提高车辆结构动态响应性能为手段，实现汽车的舒适性设计。

Noise(噪声)是指引起人烦躁、音量过强而危害人体健康的声音。

汽车噪音不但增加驾驶员和乘员的疲劳，而且影响汽车的行驶安全。

它是NVH问题中最主要的部分，常用声压级评价。

汽车噪声主要包括车身壁板产生的噪声、空气冲击摩擦车身形成的噪声以及外界噪声源(如发动机、制动器等)传入的噪声。

噪声是NVH问题中最主要的部分，汽车上的噪声主要包括车身壁板振动产生的噪声、空气冲击摩擦车身形成的噪声以及外界噪声源(如发动机、制动器等)传入的噪声。

人耳能分辩的声音频率一般在lkHz以下，噪声常用声压和声压级评价。

国家标准规定：汽车加速行驶时车外噪声要小于88dB，M1类汽车应小于77dBN；而车内噪声会影响乘员的语言交流，损伤驾驶员的听力，美国在1965年就规定公共汽车的车内噪声不得超过88dB。

主要通过频率、级别和音质来描述。

Vibration(振动)描述的是系统状态的参量(如位移)在其基准值上下交替变化的过程。

汽车振动主要包括由路面不平整而引起的车身垂直方向振动、发动机的不平衡往复惯性力产生的车身振动、转向轮的摆振和传动系的扭转摆动等，还有方向盘、仪表板等振动，一般来说，对人体舒适性影响较大的振动主要表现为座椅、地板对人体输入的低频振动，其频率范围在1～80HZ。

主要通过频率、振幅和方向来描述。

Harshness(舒适性)指的是振动和噪声的品质，它并不是一个与振动、噪声相并列的物理概念，而是描述人体对振动和噪声的主观感觉，不能直接用客观测量方法来直接度量。

总的说来，舒适性描述的是振动和噪声共同产生的使人感到疲劳的程度。

二：现象车辆的NVH基本上可以分为车身NVH、发动机NVH和底盘NVH三个部分；类型可以细分为道路NVH、制动NVH、空调系统NVH、空气动力NVH等数个部分。

NVH技术进展趋势及建议
一、NVH技术进展
1.设计方面
随着汽车设计的不断发展，NVH技术也在不断进步。

现代汽车设计注重减少内部杂音，以创造安静的舒适性。

一些新技术和设计如停止引擎冷却系统风扇噪音，改进发动机振动性能，采用新材料减少噪音，改善变速箱传动系统和差速器的性能等，都可以显著提高汽车NVH性能。

2.计算机仿真
汽车NVH技术在计算机仿真技术的支持下得到了很大的提升，现在可以使用大量的计算机仿真软件来模拟汽车行驶过程中的噪声、振动和硬度等现象，从而更好地了解和控制汽车NVH性能。

3.声学仪器
随着声学仪器性能的提高，对汽车噪声、振动和硬度进行检测及测量也变得更加容易。

现代的声学仪器可以快速准确地测量汽车噪声、振动和硬度，以便对汽车NVH性能做出准确的分析和评估。

二、NVH技术趋势
随着汽车行业技术的不断发展，NVH技术也在继续发展。

1.电动汽车
电动汽车凭借安静的操控体验而受到越来越多的消费者的喜爱。

整车NVH介绍一、 NVH定义NVH是指Noise(噪声),Vibration(振动)和Harshness(声振粗糙度),由于以上三者在汽车等机械振动中是同时出现且密不可分,因此常把它们放在一起进行研究。

声振粗糙度是指噪声和振动的品质，是描述人体对振动和噪声的主观感觉，不能直接用客观测量方法来度量。

由于声振粗糙描述的是振动和噪声使人不舒适的感觉，因此有人称Har shness为不平顺性。

又因为声振粗糙度经常用来描述冲击激励产生的使人极不舒适的瞬态响应，因此也有人称Harshness为冲击特性。

二、噪声的种类产生汽车噪声的主要因素是空气动力、机械传动、电磁三部分。

从结构上可分为发动机(即燃烧噪声),底盘噪声(即传动系噪声、各部件的连接配合引起的噪声),电器设备噪声(冷却风扇噪声、汽车发电机噪声),车身噪声(如车身结构、造型及附件的安装不合理引起的噪声及噪声源通过各种声学途径传入车内的噪声及汽车各部分振动传递途径激发车身板件的结构振动向驾驶室内辐射的噪声组成车内噪声。

)。

其中发动机噪声占汽车噪声的二分之一以上,包括进气噪声和本体噪声(如发动机振动,配气轴的转动,进、排气门开关等引起的噪声)。

因此发动机的减振、降噪成为汽车噪声控制的关键。

此外,汽车轮胎在高速行驶时,也会引起较大的噪声。

这是由于轮胎在地面流动时,位于花纹槽中的空气被地面挤出与重新吸入过程所引起的泵气声,以及轮胎花纹与路面的撞击声。

三、噪声的抑制1、改进噪声源噪声源抑制主要为发动机减震、进气噪声抑制、排气噪声抑制及传动系噪声抑制，即优化前消声器、主消声器及降低排气吊挂刚度；改进空气滤清器；采用小动不平衡量传动轴（在动力线校核后基础上）。

1.1、发动机减震减震垫布置原则：动力总成悬置布置主要分为三点式、四点式两种，KZ218系列车型动力总成悬置采用三点式布置。

动力总成质心理论上应布置在三角形重心上，并发动机悬置平面法线交点应在动力总成惯性主轴上方。

车身控制汽车电子设计首页/ 车身控制降低汽车车内噪音新方法——NVH分析法<p>一家汽车OEM制造商发现他们制造的一种新车型的车内噪音比其竞争对手的相近车型高大约6dB。

他们必须迅速解决这一问题，降低该车型的噪音、振动和声振粗糙度等级。

于是该公司的设计工程师请来LMS国际公司的工程顾问。

后者利用噪声源排序、基准测试分析和关键噪声路径调查技术研究对策，并利用频响函数测试技术对找到的对策进行评估，从而确定噪声过高的根本原因。

他们发现，NVH最主要的来源是通过空气传播的噪声和通过引擎架传递出来的噪声。

于是，他们设计了一种新的支架以减少引擎悬置引起的噪声，并在底盘、防火墙和引擎罩上添加了一些装饰材料，最终将噪声降低了8dB。

本文具体介绍了如何采用现代化的分析工具达到如此优秀的降噪效果。

噪声问题的提出就在该车型准备量产前，OEM厂商发现该车在满油门加速时会产生严重的引擎噪声。

于是他们向LMS 求助以求解决该问题，并希望LMS能够同时提供其他一些重要信息。

LMS分析了与该车型相近的最优秀的竞争车型，并将此竞争车型的内部噪声，尤其是加速时的噪声水平作为问题车型优化的最终指标。

同时，OEM厂商还要求LMS工程师确定这两种车型噪声水平不同的原因，并提出改善问题车型应做那些设计改动。

也就是说，客户对LMS的最终要求是提供一个NVH性能与竞争车辆相当的改进后的汽车原型。

在该项目中，LMS综合利用了一些先进技术和他们在解决车辆问题中积累的经验。

这些先进技术中包括一些用于快速识别车辆中引发问题的大致区域的“快速分析”技术，例如快速传播路径分析(TPA)技术；也包括一些帮助设计人员了解噪声机制并确定问题根本原因的详细分析技术，例如TPA和声源量化(ASQ)技术。

最终，LMS的工程师不但克服了该项目中的工程挑战，同时还把分析过程中了解到的信息反馈给客户，从而使优化车辆和子系统的开发过程成为可能。

传统的车辆噪声处理方法处理车辆内部噪声问题的传统方法是通过物理测试寻找噪声源。

FRONTIER DISCUSSION I前沿探讨汽车NVH性能幵发的关键技术与建议李宁1李赞元1钟富21.上汽通用五菱股份有限公司广西柳州市5450072.柳州市捷远科技有限公司广西柳州市545005摘要：汽车的舒适度成为现代汽车行业追求的关键竞争优势，汽车的N V H性能开发可以预测和改善汽车噪音。

因此本文分析了汽车N V H性能的开发关键技术，希望可以为N V H性能的研究提供帮助。

关键词：N V H性能；关键技术；建议1引言随着时代的发展，我国经济得到了迅速 的发展，人们的生活水平不断提高。

在这种 经济水平下人们不断地追求便捷的生活方式〇在出行方面，由于汽车产业的发展人们出行 更加舒适便捷，并且人们对汽车质量和舒适 度的要求不断提髙。

但是我们不能忽视汽车 给环境带来的污染，比如噪音污染、汽车尾 气污染等。

汽车噪音的降低不仅提髙汽车的 舒适度还可以缓解环境污染。

汽车噪音都是 因为机械震动产生的，噪音不仅会损坏汽车 部件，还会缩短汽车使用寿命。

除此之外噪 音还会影响司机驾驶造成驾驶疲劳，降低行 驶安全性。

因此本文针对汽车噪音介绍了汽 车NVH性能开发的关键技术。

2汽车NVH性能及其开发的关键技术汽车的NVH(Noise Vibration and Harshness)是指汽车的噪音、振动和不舒适感。

其中噪音（Noise)主要是乘客听到汽车 嗓音，这种嗓音来源是发动机、轮胎和车内 面板振动、传动轴齿轮咬合以及风噪声等。

除了这些噪音之外还有行走中的车的向外传 出的声音也属于NVH性能4振动（Vibration)一般是来源于不平整的路面和发动机，因为 不平整的路面导致车身振动，振动是乘客在 车内感觉到座椅和车底板振动；不舒适感 (Harshness) —般是指车辆在行驶过程中，乘客感觉到的左右前后的摇晃和上下颠簸。

因此本文介绍了车辆的NVH性能开发中的几 项关键技术。

2.1汽车N VH性能指标及系统和零部件性能指标的制定技术汽车NVH性能的实现方式是通过设计汽车系统和零部件，汽车系统和各个零部件的设计有许多指标，不仅有整车目标还有各个零部件的性能指标。

No. 2Apr第2期（总第225期）2021年4月机 械 工 程 与 自 动 化MECHANICAL ENGINEERING & AUTOMATION文章编号=672-6413（2021）02-0224-03汽车传动系NVH 研究方法及趋势论述王东，陈达亮，梁博洋（中国汽车技术研究中心有限公司，天津 300300）摘要：传动系作为汽车的主要组成部分，可能产生多种NVH （噪声、振动、声振粗糙度）问题。

以前置后驱传动系为例，介绍常见典型传动系NVH 问题的产生机理及治理思路。

从试验分析和仿真分析两个方面， 对传动系NVH 问题研究方法进行详细论述。

在电动化、智能化背景下，总结了传动系NVH 控制技术发展 趋势及面临的挑战。

关键词：汽车传动系；NVH ；研究方法；趋势中图分类号：U463.2 文献标识码：A0 引言发动机与驱动轮之间的动力传递装置称为汽车的 传动系。

传动系一般由离合器、变速器、传动轴、驱动 桥等部件组成，但根据不同的驱动形式,包括前置前驱 （FF ）、前置后驱（FR ）、后置后驱（RR ）、中置后驱 （MR ）、全时四驱（AWD ）、分时四驱（Part-Time 4WD ）,传动系的组成会有所差异。

为了满足汽车的 实际驾驶需求，传动系还具有变速、变扭、中断动力、倒 驶、变角度传动、不打滑转向等功能。

对电动车而言, 由于电机具有零转速即可达到最大扭矩、输出转速高、 可以反转等优点，因此电动车传动系比较简单，由减速 器和半轴组成。

在车辆运行过程中，传动系直接承受来自动力源 的激励，会产生多种NVH 问题。

在售后反馈中，与传 动系NVH 相关的投诉一直占有较大比例。

因此，在 新车型开发过程中，传动系NVH 控制是必不可少的 环节。

在汽车NVH 开发团队中，通常会设置专门的 科室，负责传动系NVH 控制技术研发及相关问题 解决。

1传动系常见NVH 问题常见的传动系NVH 问题频率主要分布在2 Hz 〜 6 000 Hz 范围内。

新能源汽车NVH问题分析和探讨总结新能源汽车NVH 问题概述5 主要内容13 动力模式切换时的NVH 问题探讨 2 电动总成悬置的匹配设计4 电器附件的NVH 问题新能源汽车概述新能源汽车是应对能源和环境的挑战。

更低的油耗和更少的污染物排放。

混合动力系统纯电动汽车燃料电池汽车纯电动汽车的NVH 问题减速器啸叫和电机啸叫附件噪声 中低频路噪电池和冷却系统悬架的适应性调整动力系统的变化与动力相适应的电附件混合动力汽车构型和NVH问题P0 BSG电机P1 ISG电机P2 变速器内与发动机之间有离合器P3 变速器之后P4 驱动桥上200.000.00Hz14.000.00sTime50.000.00dB(A)Pa44.15AutoPower DR (A) WF 29 [0-14 s]100.000.00Hz14.000.00sTime-20.00-120.00dBgAutoPower Mount LF_act:-X WF 29 [0-14 s]混动模式纯电模式混动模式纯电模式纯电模式振动噪声纯电模式新能源汽车典型的NVH问题概述电机和减速器的啸叫2、模式转换带来的瞬态NVH问题1、激励源特性的改变、悬置系统改变3、电动化附件带来的噪声和振动问题增加的路噪和突出的风噪电动总成的外特性与内燃机对比转速力矩电机内燃机电机：重量轻，扭矩大 低速扭矩大；汽油机： 较电机重量大扭矩最大值在中速段；电动总成悬置刚度应考虑低速段电机扭矩大的问题二级往复惯性力燃烧力沿着曲轴扭矩波动Z向往复惯性力T平均扭矩rT波动扭矩旋转机械，平均扭矩大，但波动扭矩很小。

VS往复惯性力扭矩波动很小电动总成的激励特性与内燃机对比电动总成的质量特性与传统动力的比较MassJxx （kgm^2） Jyy （kgm^2） Jzz （kgm^2）185.96.914.112.9Jxy （kgm^2） Jyz （kgm^2） Jxz （kgm^2）1.60.71.4MassJxx （kgm^2） Jyy （kgm^2） Jzz （kgm^2）63.3kg'0.470.911.25Jxy （kgm^2） Jyz （kgm^2） Jxz （kgm^2）0.320.27-0.19电动总成传统动力电动总成悬置设计考虑的问题特征一、低速扭矩大：1、悬置器件刚度应具备抗冲击的要求；2、悬置的布局应适有利于控制电机扭矩突变；3、橡胶器件结构做相应的调整特征二、无惯性力、扭矩波动小、无怠速工况：4、对悬置系统的固有频率不做严格要求；5、对解耦度不严格要求；但仍要考虑支架强度和总成的工况特性。

汽车双冷却风扇NVH特性分析李静波;王晖【摘要】双风扇冷却系统噪声特性的识别与控制,是NVH工程师需要面对与解决的重要问题.阐述了风扇噪声的产生机理,介绍了常见风扇噪声的控制方法,对某车型冷却风扇(左侧风扇7片叶片,右侧风扇6片叶片)进行了NVH测试,研究了每个风扇及双风扇同时工作时的工作特性,并结合风扇的物理参数和结构特点,分析了风扇的主要噪声为7阶和12阶噪声问题,为风扇类噪声的分析与控制,提供了一定的参考.【期刊名称】《汽车工程师》【年(卷),期】2014(000)008【总页数】4页(P23-26)【关键词】汽车;冷却风扇;NVH;阶次噪声【作者】李静波;王晖【作者单位】华晨汽车工程研究院;华晨汽车工程研究院【正文语种】中文在汽车的各种噪声中，冷却风扇噪声是主要噪声源之一。

它主要由阶次噪声和叶宽脉动噪声引起，可以从噪声源和传递路径上进行控制。

文献[1-4]对风扇噪声进行了相关测试和研究。

文章以某车型的冷却双风扇为研究对象，针对双风扇工作特点，制定了分析测试计划。

测试完成后，在详细分析每个风扇对车内噪声影响的基础上，分析了2 个风扇同时工作对车内噪声的影响，为双风扇冷却系统的车内噪声识别与控制，提供了一定的参考。

1 冷却风扇噪声产生机理及控制方法1.1 产生机理风扇噪声包含由风扇叶片切割空气产生的旋转阶次噪声和由风扇叶片与护风罩产生的涡流噪声。

旋转阶次噪声是窄带噪声，涡流噪声是宽带噪声。

旋转阶次噪声是由风扇旋转的叶片周期性打击空气质点，引起的压力脉动面激发的噪声，这种周期性的压力脉动是由一个稳态的基频和一系列谐波分量叠加而成。

风扇的护风圈等结构由于共振也会产生机械噪声，一般来说，机械噪声不是风扇主要噪声。

风扇风量和风扇噪声的声压级与风扇直径和风扇转速之间存在如下关系[5]：式中：Q——风扇风量，mm3/s；k，k1——比例系数；n——风扇转速，r/s；d——风扇直径，mm；LpA——声压级，dB。