汽车发动机振动噪声测试系统方案

声 。这 是 由于进 气 、排 气 和风 扇旋 转 时 引起 了空 气 的 振 动而 产 生 的噪声 。这部 分 噪声 直接 向 内燃机 周 围的 空气 中辐 射 。在 没 有 进 、排气 消 声器 时 ，排气 噪声往 往 是 内燃机 的最 大 噪 声源 ，进 气 噪声 次之 ，风 扇 噪声
压 柴 油机 的进 气 噪声 仅 次于 排气 噪 声 ，而增 压柴 油机 的进气 噪 声往 往 是最 强 的噪 声源 。进 气 噪声 的主 要来
源 ：空气在 进 气管 的压力 脉动 ；空气 以高速流 经进 气 门流通 截 面 时形成 涡 流 ，产 生高 频 噪声 ， 由于进 气流 通 截面 是变 化 的 ，这 种涡 流 噪声 便具 有一 定 宽度 的频 率 分布 ；气 缸 内气 体 的动 力振 动 ，气 门落 座 声 以及 进 气 管 的振动 等 。
茎鲞 窒
Ｄｅ ｅｌ ｎｇ ｅｓ ａｒ ｈ ｖ ｏｐｉ Ｒ ｅ ｃ
汽 车噪声分析 与降噪措施及 噪声测量方法
张 式 杰
（ 西重型 汽车 有 限公 司，陕 西 西 安 ７０ ０ ） 陕 １２０
摘
要 ：随着汽 车工业 和城 市交 通 的发展 ，城 市汽车拥 有 量 日益增加 。据 国外 资料 统计 ，机动 车辆 所
ｉ ｎ ｅ ｓ ｎ ｉｌ ｙｔ ｅ ｕ ｅｔ ｅｕ ｂ ｍｂ ｅ ｔｎ ｉｅ ｓａ ｓｅ ｔ ａ ｗａ ｏｒ ｄ ｃ ｒ ａ ａ ｉｎ ｏ ｓ ． ｈ ｎ Ｏｕ ｏ ａ ａ ｐ ｌｅ ｉｅ ｒ ｄ ｃｉｎ ｍｅ ｓ ｒ ｓｔ ｅ ｃ ｒ ｏ ｍｅ ｔｔ ｅ ｒ ｑ ｉｅ ｎ ｔ ｆｔ ｅ ｎ ｉｅ ｌｍｉ． ｅ ｅ ｒｃ ｍｐ ｎｙ ｈ ｓａ ｐ ｉｄ ｎｏｓ ｅ ｕ ｔｏ ａ ｕ ｅ ｏ ｎ ｗ ａ ｓｔ ｅ ｈ ｅ ｕｒ ｍｅ ｓｏ ｏ ｓ ｉ ｔ Ｔｈ ｓ ｈ ｍｅ ｓ ｅ ａ ｅ ｓ ａ ｅ ｎ ｔａｅ ｏ ｄ ｅ ｅ ｔ ａ ｕ ｓｈ ｖ ｏ ｆｒｄ ｍｏ ｓｒ ｔ ｄａ ｇ ｏ ｆ ｃ．Ｔｈ ｓｐａ ｅ ａｙ ｅ ｈｅｎ ｉｅｏ ｔｒｖ ｈｉｌｓ ａ ｅ ｃ ｉｅ ｅ ｒ ｉ ｐ ｒａ ｌｚ ｓｔ ｏ ｓ ｆｍｏ ｏ ｅ ｃｅ ， ｎｄ ｄ ｓ ｒｂ ｓｔ ｎ ｈ

汽车噪声检测实验一、实验内容测量实验车加速、匀速时的车内噪声值；测量实验车喇叭声级值；测量实验车的固定声源，如怠速噪声、排气噪声等。

二、实验目的1、熟悉声级计的工作原理、结构及其特点。

2、掌握汽车噪声的测试方法，熟悉国家有关标准。

三、实验仪器设备1、实验车1 辆。

2、声级计1 个3、发动机转速表1 套。

四、实验准备工作1、检查声级计电池电量。

2、将校准并按测试要求安装于相应位置。

3、将实验车辆预热至正常工作温度。

4、选择好测量场地并布好测点位置。

五、实验步骤1 、车外噪声的测量1）测量本底噪声：选用“ A”计权网络，选择适当量程，记录指示值。

2）根据实验车类型，预置声级dB 量程。

3）驾驶人员按加速及匀速行驶操作要求，分别往返行驶，各进行1-2 次，测量记录最大指示值。

2、车内噪声的测量1）停车、熄火、关闭门窗，测量本底噪声，记录指示值。

2）实验车用常用档位，以60km/h 以上不同车速匀速成行驶, 测量记录最大指示值。

3、喇叭噪声的测量1）停车于水平地面上，驻车制动。

2 ）布置声级计，传声器距车前2m离地面高1.2m处。

3）选取声级计量程。

按汽车喇叭3 秒，测量记录最大指示值。

4、排气噪声的测量1 ）发动机运转至正常热状态后熄火，测量本底噪声，记录指示值。

2）按规定位置布置测点。

3）起动发动机，加速至2/3 额定转速，测量记录最大指示值。

六、注意事项1 、装入电池时，应注意极性，切勿接反。

2、学生不得随意进入实验车内，严禁学生发动或驾驶实验车。

测量车外噪声时，要注意现场的师生及过往行人、车辆的安全，防止发生事故。

七、结果整理与分析1 、将实验数据记入实验报告（请自行设计记录表格）。

2、试分析车、内外噪声过高及汽车喇叭声级不合格的主要原因。

汽车NVH介绍1.NVH现象与基本问题2.噪声与振动源3.NVH传递通道4.NVH的响应与评估5.NVH试验6.NVH的CAE分析7.NVH开发8.汽车声品质动态性能静态性能汽车的性能❑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汽车所有的结构都有NVH问题☐车身☐动力系统☐底盘及悬架☐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是设及面最广的领域。

什么是NVH？NVH : N oise, V ibration and H arshness⏹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NVH –车速–发动机转速的关系动力系统(P/T) NVH路噪Road Noise风噪Wind Noise车速Vehicle speedSpeed1030507090110130150Wind NVH Road NVHPowertrain NVHPowertrain NVH DominanceRoad NVH DominanceWind NVH Dominance路面及动力系统的振动Road & P/TVibration路面及动力系统的噪声Road & P/T Sound风激励噪声Wind Noise 动力系统的声品质P/T Sound Quality0 Hz100 Hz250 Hz800 Hz5000 Hz NVH与频率的关系多通道分析源-通道-接受体模型⎛jP iF P ⎪⎭⎫⎝⎛jP P ⎪⎭⎫ ⎝P源通道源接受体源源源通道通道Interior Sound & VibrationNoise path 1Noise path 2Noise source 1Vibration source 1Noise source 2Noise source N ……Vibration source 2Vibration source N……Vibration path 1Vibration path 2Vibration path …Noise path …•源–动力系统–风–路面–其他•通道–底盘–车身–内饰–其他•接受体–耳朵–手–脚–座椅1.NVH现象与基本问题2.噪声与振动源3.NVH传递通道4.NVH的响应与评估5.NVH试验6.NVH的CAE分析7.NVH开发8.汽车声品质源: 动力系统NVH动力系统PowertrainPowertrainPowerplantDrivelineExhaustIntakeMountEngineTransmission动力总成Powerplant发动机噪声源机械振动与噪声◆曲轴系统◆凸轮轴系统◆链,齿轮,皮带◆非燃烧引起的冲击◆附件燃烧噪声☐活塞载荷☐气缸盖载荷☐曲轴轴承载荷流动噪声•进气•排气•风扇024680.20.40.60.811.21.41.61.8R e s p o n s e @ I n e r t i a M引起的问题☐曲轴共振☐曲轴的应力集中和断裂曲轴扭转振动阻尼器Damper 1.橡胶阻尼器2.液压阻尼器变速器啸叫•T.E. vs. Gear NoiseX aX bGear Mesh❑齿轮制造精度不够❑齿轮匹配对中不好❑齿轮材料不好啸叫的原因：齿轮啮合不好变速器敲击啸叫的原因：❑曲轴扭振❑传动轴系转速波动❑变速器齿轮间隙控制不好01000020000300004000050000600000100200300400500600700Crank Angle (degrees)F o r c e M a g n i t u d e (N )MB1 Mag Excite MB1 Mag JOA MB2 Mag Excite MB2 Mag JOAMB3 Mag Excite MB3 Mag JOA MB4 Mag ExciteMB4 Mag JOA动力总成NVH❑动力总成的弯曲模态❑动力总成的辐射噪声❑悬置位置的振动❑附件的振动及辐射噪声启动噪声发动机缸盖15CM处CM5_CB10改进前浪迪_K14五菱_B12CM5_CB10改进后改进方案为：1、加强飞轮2、飞轮启动齿轮不倒角3、加大飞轮启动齿圈直径变速箱分动器后传递轴后驱动桥后半轴前传递轴前驱动桥前半轴支撑轴承万向节传递轴系的NVH☐第一阶传递轴激励☐传递齿轮啸叫☐2阶激励r O AB 1. 齿轮啮合2. 轴的不平衡3. 由十字连接引起的2阶激励进气系统和排气系统的NVH排气系统进气系统TailpipeOrifice 歧管的设计与声品质1进气总管23654进气系统NVH空滤器❑进气口噪声❑壳体的辐射噪声四分之一波长管谐振腔排气系统的NVH控制指标❑挂钩传递到车体的力❑排气尾管噪声❑壳体辐射噪声控制方法：☐消音器的设计☐波纹管/球连接的选择☐。

3. 系统功能扩展能力
可以进一步扩展增加： ➢ 系统可以扩展至1000通道以上； ➢ 独立记录仪功能（Prolog）； ➢ 可以扩展增加CAN-BUS输入通道； ➢ 内置GPS，20Hz刷新频率，可以输出位移、速度、加速度等信息； ➢ 可以扩展增加动态应变输入、高精度转速（60M，用于扭振）、热电偶、
FFT、FRF、倍频程、瀑布图、时域、频域分析、滤波、统计、数
据管理、信号源输出等各种高级功能
DATS Noise Vibration and Harshness analysis software licence.
6
01-55-801 DATS NVH 分析专业软件，包括旋转机械、升降速、瀑布图等相 1
1
03-33-8020 power cable and carry bag.
1
5 槽主机箱，交直流供电，单机箱最多可以扩展到 40 通道，提供
USB2 连接线、稳压电源、电源适配器、点烟器供电线和便携包。
P8012 3 card chassis. Includes PC to P8000 USB2
communications cable, mains power supply,in vehicle
P8012和8020的最大采样频率为100KHz/通道 (24位采样)，或者是400kHz/ 通道 (16位采样)。信号的完整性可由优异的动态信号测试范围（105dB）和本 底噪声指标（-120dB）保证。多采样率支持功能使得系统可以同时测量低频振 动、动态应变和高频噪声。P8012和8020通过采用USB2.0接口与计算机相连， 可以达到480Mb/秒的数据实时传输速率。
主要特点： ● 数量：2 ● 最高采样频率： 100k Hz/通道（24位AD） 400k Hz/通道（16位AD)，软件 可设置 ● DC、AC、IEPE、电荷和动态应变桥 路输入 ● 智能传感器支持（TEDS） ● 转速信号输入通道采样频率：800k Hz ● 电压输入量程可调：±10mV to ±10V ● 105dB的动态范围

汽车振动噪声测量实验报告一、实验目的汽车振动噪声测量实验的主要目的是探究汽车行驶时所产生的振动和噪声，并通过测量分析来找出其产生原因，以便进行相应改进。

二、实验原理1.振动：在汽车行驶过程中，由于路面不平整或车辆本身设计缺陷等原因，会产生不同频率和幅度的振动。

这些振动会通过底盘传递到车内，给乘客带来不适感。

2.噪声：汽车行驶时所产生的噪声来源较多，包括发动机、轮胎与路面摩擦、风阻力等。

这些噪声也会通过底盘传递到车内，影响乘客舒适度。

3.测量方法：为了准确测量汽车振动和噪声，需要使用专业仪器进行测试。

常用仪器包括加速度计、麦克风、频谱分析仪等。

加速度计用于测量振动信号，麦克风用于测量声音信号，频谱分析仪则可将信号转化为频谱图以便进一步分析。

三、实验步骤1.准备工作：确保测试车辆处于正常工作状态，所有仪器已经校准并连接好。

2.振动测量：使用加速度计对车辆进行振动测量。

将加速度计固定在底盘上，并进行数据采集。

通过数据分析，可以得出车辆在不同路况下的振动情况。

3.噪声测量：使用麦克风对车辆进行噪声测量。

将麦克风放置在车内，并进行数据采集。

通过数据分析，可以得出车辆在不同路况下的噪声情况。

4.信号分析：将振动和噪声信号转化为频谱图，并进行进一步分析。

通过频谱图可以找出信号中存在的主要频率和幅度，以及其产生原因。

5.改进措施：根据分析结果，制定相应的改进措施，例如更换悬挂系统、降低发动机噪声等。

四、实验结果与分析经过实验测量和信号分析，我们发现汽车行驶时所产生的主要振动频率为10Hz-50Hz，而噪声主要来自于发动机和轮胎与路面摩擦。

针对这些问题，我们可以采取以下措施进行改进：1.更换悬挂系统，提高车辆稳定性和舒适度。

2.降低发动机噪声，采用消音器等降噪设备。

3.改善路面状况，减少轮胎与路面摩擦产生的噪声。

五、实验结论通过本次汽车振动噪声测量实验，我们深入了解了汽车行驶时所产生的振动和噪声，并通过测量分析找出了其产生原因。

汽车振动与噪声实验报告实验目的1.熟悉声传感器和两种加速度传感器，并区分两种加速度传感器。

2.学会对声传感器和加速度传感器进行标定3.了解Snyergy数据采集仪的简单操作4.学会用两种穿感觉分别测量汽车的振动与噪声，并将结果进行对比分析实验框图1.标定声传感器将声传感器与发声装置相连，并与采集仪相连，打开发声仪器发展单位声波并开始采集信号。

采集前要进行数据初始化，选择相应的通道，并对相应的单位进行设置。

根据说明书参考值预设要标定的系数，采集图像，选取较平整的一段图像放大，寻找最大波峰值和最小波谷值，理想值应为±1.414，如实验得到数的绝对值小于1.414则将系数调大重新测量，否侧将系数调小，反复尝试至采得值在±1.414左右即标定完成。

2.标定奇士乐加速度传感器将奇士乐加速度传感器与振动装置相连，并与采集仪相连，打开振动装置发出单位振动频率并开始采集信号。

采集前要进行数据初始化，选择相应的通道，并对相应的单位进行设置。

根据说明书参考值预设要标定的系数，采集图像，选取较平整的一段图像放大，寻找最大波峰值和最小波谷值，理想值应为±1.414，如实验得到数的绝对值小于1.414则将系数调大重新测量，否侧将系数调小，反复尝试至采得值在±1.414左右即标定完成。

3.标定BK437加速度传感器将BK437加速度传感器与电荷放大器相连，在通过电荷放大器连接到采集仪。

根据说明书对电荷放大器参数进行预设为0.91，然后进行数据采集。

采集前要进行数据初始化，选择相应的通道，并对相应的单位进行设置。

采集图像，选取较平整的一段图像放大，寻找最大波峰值和最小波谷值，理想值应为±1.414，如实验得到数的绝对值小于1.414则将电贺放大器的参数调小重新测量，否侧将参数调大，反复尝试至采得值在±1.414左右即标定完成。

4.测量汽车内噪声和发动机振动分别将加速度传感器布置在汽车发动机上，将声音采集器布置与驾驶室内，连接设备并进行仪器调试，分别观察汽车在怠速情况下和加速情况下振动频率图像和噪声频率图像，并通过软件进行傅里叶变换进行频域分析。

● 数据处理与可视化：对于大量 的测量数据，要采用合适的数据 处理方法，提取出有用的信息。 同时，利用图形界面将数据分析 结果进行可视化展示，便于用户 理解和使用。这包括各种统计图 表(如柱状图、折线图、饼图等)、 3D模型、动画等
● 知识管理与应用：建立相应的 知识管理体系，将测量过程中的 经验、技巧和方法整理归档，形 成知识库，以便于后续工作的查 询和使用。此外，还应关注相关 领域最新研究成果的引入和应用， 不断提升测量水平和技术能力
3
● 分析软件的选择： 分析软件应具有强大的 数据处理和分析能力， 能够进行信号预处理、 噪声抑制、频谱分析等 操作。此外，好的软件 还应具备良好的用户界 面，方便用户进行数据 查看和结果导出
4Hale Waihona Puke ● 辅助设备的选择： 辅助设备如校准器 应具有高精度和可 靠性，屏蔽盒和延 长线应具有良好的 电磁屏蔽性能和传 输性能，以确保测 量数据的准确性和 稳定性
2.
主要设备的选择
主要设备的选择
1
● 传感器的选择：根 据测量的具体需求， 选择合适的传感器类 型。如加速度计适合 测量振动的加速度， 速度传感器适合测量 速度或位移，而位移 传感器则适合测量位 置或距离
2
● 数据采集器的选择： 数据采集器的采样率 和分辨率直接影响了 测量的精度。一般来 说，采样率越高，分 辨率越高，测量的数 据越准确。但是，这 也意味着更高的硬件 要求和更高的成本
汽车发动机噪声与振动测量系统主要由以下几 个部分组成
● 传感器：包括加速度计、速度传感器、位移 传感器等，用于测量发动机的振动和噪声
● 数据采集器：用于接收和处理传感器信号， 一般具有较高的采样率和分辨率
● 分析软件：用于对采集到的数据进行处理、 分析、显示和储存

Internal Combustion Engine &Parts0引言从广义角度看，汽油发动机是借助汽油这一燃料介质，在汽车行驶中将燃料的内能转化为汽车的动能。

鉴于汽油燃料本身的粘性小、蒸发快等特点，选用这一燃料能通过汽油喷射技术系统进入气缸内部，然后经过处理使其处于一定的温度和压力水平，再通过火花塞技术组件点燃，这就使气体能够进行膨胀做工。

在汽车上搭载汽油发动机，主要原因是其具有相对简单的技术结构，且造价成本相对较低、实际运行状态稳定、维修操作便捷。

目前，汽油发动机已经广泛运用到多种现代设备中，如何妥善处理发动机运行中存在的振动、噪声问题已经成为人们关注的重点。

本文正是围绕这一点，进行具体成因的探讨和分析，并提出有效的解决方法。

1汽油发动机设备振动现象与噪声现象简述1.1振动现象与噪声现象的概念从振动现象来讲，是在技术状态下运动过程，也可以看作物体往复运动。

通常，人们将振动现象判定为消极的技术因素，主要是由于其会给机械设备内部的组件带来更大的磨损、疲劳，从而导致机械设备可用寿命缩短。

但是，振动也有一定的应用价值，如振动研磨加工技术、振动消除内应力技术、振动筛选加工技术等。

对于噪声而言，物理学中将其定义为物体在无规则运动中产生的声音，这些声音往往会给人们生活、学习、生产和工作带来不良影响，甚至会在人们接收重要声音或信息时带来干扰。

1.2汽油发动机振动现象与噪声现象的主观评价对于汽车驾驶者、使用者而言，汽车发动机产生的振动和噪声与使用者的主观认知具有一定相关性。

不同驾驶者在使用汽油发动机时，往往会对设备运行带来的振动和噪声具有不同的喜好程度。

例如，部分汽油发动机使用者更倾向于运动型交通工具，追求较为激烈的驾驶行为，这些使用者期望发动机能够在运行时产生较大轰鸣声。

同时，也有汽油发动机的使用者更倾向于安静的驾驶环境，这部分使用者则希望发动机能在驾驶中产生较小的声音。

1.3汽油发动机振动现象与噪声现象的客观评价在对发动机振动和噪声进行客观分析、评价时，应当注重以下几方面：汽车行驶中底板传来的声音、车椅给人体带来的振动、汽车方向盘给驾驶人带来的振动、能够传递给乘客或驾驶人的声音、座椅轨道部件振动等。

（汽车行业）汽车发动机振动噪声测试系统附件1汽车发动机振动噪声测试系统用途及基本要求：该设备主要用于教学和科研中的振动和噪声测量，要求能够测量试验对象的振动噪声特性（频率、阶次、声强等），能对试验数据进行综合分析。

该产品的生产厂应具有多年振动噪声行业从业经验，有较高的知名度和影响力。

系统软件和硬件应该为成熟的模块化设计，同时具有很强的扩展能力，能保证将来软件和硬件同时升级。

设备技术要求及参数设备系统配置数据采集系统壹套；数据测试分析软件壹套；传声器2个；加速度计2个；声强探头1套；声级校准器1个；笔记本电脑壹台数据采集、控制系统技术要求主机箱壹个；供电采用9～36V直流和200～240V交流；便携式采集前端，适用于实验室及现场环境；整机消耗功率<150W；工作环境温度：-10︒C～50︒C；中文或英文WindowsXP下运行，操作主机采用笔记本电脑；输入通道数：4个之上，其中2个200V极化电压输入通道、不少壹个转速输入通道；输入通道拥有Dyn-X技术，动态范围160dB；每通道最高采样频率：≥65.5kHz，最大分析带宽：≥25.6kHz；系统留有扩充板插槽，根据需要能够进壹步扩充；数据采集前端可同时连接多种形式传感器,包括加速度计、转速探头、传声器、声强探头等；系统具有堆叠和分拆能力，多个小系统可组成多通道大系统进行测量。

大系统可分拆成多个小系统独立运行；采集前端的数据传输具备二种方式之壹：①通过10/100M自适应以太网传输至PC；②通过无线通讯以太网技术传输至PC，通信距离在100米之上。

使测量过程更为灵活方便，方便硬件通道和计算机系统扩展升级；多分析功能：对同壹信号可同时进行FFT和CPB分析和显示处理；对同壹信号也可同时设置不同的分析带宽进行分析；输入通道采用至少24位的A/D；自动检测带传感器电子数据表的传感器（即插即用）数据测试分析软件系统技术要求多通道输入测量信号且行采集、处理和存储；根据需要能够进壹步扩充；多通道实时在线显示；能测量传递函数、自功率谱、互功率谱、自相关函数、互相关函数、能测量相干函数、概率密度函数、脉冲相应函数、倒频谱、时域波形,能进行动态信号的微积分、四则运算、编辑等；系统具有自动报告生成功能。

机械振动有哪些类型
2.按振动系统的自由度数分类
多自由度系统振动——确定系统在振动过程中任何瞬 时几何位置需要多个独立坐标的振动；
机械振动有哪些类型
3.按系统的响应（输出振动规律）分类
周期振动——能用时间的周期函数表示系统响应的振动； 瞬态振动——只能用时间的非周期衰减函数表示系统响应 的振动； 随机振动——不能用简单函数或函数的组合表达运动规律， 而只能用统计方法表示系统响应的振动。(汽车行驶在路面)
Steer转向
Body车身
Suspension悬架 Chair座椅
Tire轮胎
Br论是分析任何机器和结构的动态特性的理 论基础之一
• 汽车的动态性能：汽车行驶的舒适性、操纵稳定 性、车内噪声水平以及音质等。
• 汽车的行驶平顺性、乘坐舒适性、发动机减振和 隔振、车身结构的模态分析均以振动为基础。
量纲： m:kg k:N/m c: N.s/m
如何进行机械振动的分析研究
• 理论分析
数学工具
解析 解
实际 力学原理 微分
振动
系统
方程 计算机
数值 解
特性
• 建立系统力学模型：将所研究的对象以及外界
对其作用简化为一个即简单又能在动态特性方面与 原来研究对象等效的力学模型
• 建立运动微分方程并求解，得出响应规律
汽车振动与噪声控制 Control of Vibration and Noise
in Road Vehicles
2012.秋
内容安排
• 第1章 振动理论基础 • 第2章 声学理论基础 • 第3章 发动机振动分析与控制 • 第4章 动力传动及转向系统振动 • 第5章 汽车平顺性 • 第6章 发动机及动力总成噪声 • 第7章 底盘系统噪声 • 第8章 车身及整车噪声

震动测试方案引言震动测试是一种广泛应用于产品质量控制和可靠性评估的测试方法。

在产品设计和制造的过程中，震动测试可用于模拟实际使用情况下的振动环境，并评估产品在振动环境下的性能和可靠性。

本文将介绍如何编制一份有效的震动测试方案，以确保测试的准确性和可重复性。

1. 目标和背景在编制震动测试方案之前，我们需要明确测试的目标和测试背景。

目标是指测试所要达到的目的，例如评估产品的可靠性、检测产品是否满足特定的振动要求等。

背景是指测试的背景信息，例如产品的使用环境、产品所需承受的振动力等。

2. 测试设备和工具为了进行有效的震动测试，我们需要准备相应的测试设备和工具。

以下是常用的测试设备和工具：•震动台：用于模拟实际的振动环境，具有可调节的振动频率和振动幅度。

•加速度计：用于测量产品在振动过程中的加速度，以评估产品的耐震性能。

•控制器：用于控制震动台的振动频率和振动幅度。

•数据采集器：用于采集和记录测试过程中的振动数据。

•计算机：用于分析和处理采集到的振动数据。

3. 测试方法和步骤为了确保测试的准确性和可重复性，我们需要制定详细的测试方法和步骤。

以下是一般的测试方法和步骤：1.准备测试样品：选择代表性的产品样品作为测试对象，并进行必要的准备工作，例如固定产品样品到震动台上。

2.设置测试参数：根据产品的使用环境和振动要求，设置测试的振动频率和振动幅度。

3.开始测试：启动测试设备，开始进行振动测试。

4.采集数据：使用加速度计和数据采集器，采集产品在振动过程中的加速度数据。

5.分析数据：使用计算机软件对采集到的数据进行分析和处理，例如计算产品的最大加速度、频率响应等。

6.结果评估：根据测试结果进行评估，判断产品是否满足振动要求。

4. 预防措施和注意事项在进行震动测试时，我们需要做好相应的预防措施和注意事项，以确保测试的安全和准确性。

以下是一些常见的预防措施和注意事项：•使用适当的个人防护装备，如安全眼镜和手套。

•确保测试设备和工具的正常运行和维护。

一、实验目的1. 了解汽车噪声的来源和影响因素。

2. 掌握噪声测定的基本方法和步骤。

3. 评估汽车噪声水平，为汽车噪声控制提供依据。

二、实验原理汽车噪声主要来源于发动机、排气系统、传动系统、轮胎与地面摩擦以及车身振动等。

噪声的测量通常采用声级计进行，声级计可以测量声压级，即声音的强度。

三、实验仪器与设备1. 声级计2. 汽车振动传感器3. 数据采集器4. 汽车5. 标准噪声源6. 导线7. 耐磨胶带四、实验步骤1. 准备阶段（1）将声级计、振动传感器、数据采集器等仪器设备连接好，并进行必要的调试。

（2）选择实验车辆，确保车辆状况良好，发动机运行正常。

（3）将标准噪声源放置在实验场地，确保其稳定运行。

2. 噪声测量（1）将声级计放置在距离汽车一定距离的位置，记录汽车在怠速、低速、中速和高速下的噪声数据。

（2）将振动传感器固定在汽车发动机上，记录发动机在不同工况下的振动数据。

（3）将数据采集器连接到声级计和振动传感器，实时记录噪声和振动数据。

3. 数据分析（1）将采集到的噪声和振动数据导入计算机，利用相关软件进行数据分析。

（2）分析噪声和振动数据，找出噪声的主要来源和影响因素。

（3）评估汽车噪声水平，与国家标准进行比较，判断是否达标。

4. 实验总结（1）总结实验过程中遇到的问题和解决方法。

（2）总结实验结果，提出改进措施。

五、实验结果与分析1. 噪声测量结果实验结果表明，汽车在怠速、低速、中速和高速下的噪声水平分别为：82dB、85dB、88dB和92dB。

2. 振动测量结果实验结果表明，汽车发动机在怠速、低速、中速和高速下的振动加速度分别为：0.5m/s²、0.7m/s²、1.0m/s²和1.2m/s²。

3. 分析（1）汽车噪声的主要来源为发动机、排气系统和传动系统。

（2）汽车振动的主要来源为发动机和传动系统。

（3）汽车噪声和振动水平较高，不符合国家标准。

六、实验结论1. 汽车噪声和振动水平较高，对环境和人体健康产生一定影响。

汽车噪声是指汽车驶过的噪声，即在汽车驶过时在其旁边测得的噪声，这个噪声是汽车制造鉴定中一个重要的指标，它是交通噪声中最主要的一部分，对其影响非常大。

现代汽车的噪声特性是衡量汽车质量的重要标志之一。

汽车噪声不仅造成周围环境的污染，影响人们的生活和工作，而且车内的噪声与振动、温度、湿度等环境因素相比是降低车辆舒适性的主要因素之一。

为了提高车辆的舒适性，世界各大汽车公司都对车内噪声的控制作为重要的研究方向。

特别是轿车，车内噪声状况更是衡量轿车档次的标准之一。

噪声控制为实时控制，需要较大的计算量，普通的单片机难以实现。

20世纪80年代，数字信号处理（DSP）芯片的问世为信号的实时控制开辟了广阔的发展空间。

随着芯片技术的不断成熟和发展，DSP已成为现代智能控制器的核心部件。

本文采用DSP芯片TMS320F2812设计了既可以脱机独立自主运行又可以通过USB接口在线仿真的智能控制器，并以该控制器为核心设计了汽车内部噪声主动智能控制系统。

关键词：汽车噪声、智能控制系统、电路设计AbstractAutomobile means a motor vehicle passing noise is noise, that is, in the car when passing through in his next to the measured noise, the noise identification of vehicle manufacturers are an important indicator, it is the traffic noise in the main part of its impact on very large . Hyundai Motor to measure the noise characteristics are an important indicator of quality automotive one. Car noise is not only the surrounding environment caused by pollution, the impact of people's life and work, and vehicle noise and vibration, temperature, humidity and other environmental factors are lower compared to vehicle comfort one of the main factors. Vehicles in order to improve comfort, the world's major car companies are on the vehicle noise control as an important research direction. In particular, cars, vehicle noise is a measure of the situation of more cars, one of the grade standards.Noise control for real-time control, required the calculation of a larger volume, single-chip general difficult to achieve. 20th century 80's, digital signal processing (DSP) chip for the signal the advent of real-time control has opened up a broad space for development. As chip technology continues to mature and develop, DSP has become the core of the modern intelligent controller components. In this paper, TMS320F2812 designed DSP chip can run offline independence can be online through the USB interface simulation intelligent controller and the controller as the core design of the interior of the motor vehicle Intelligent active noise control system.Keywords: car noise、intelligent control systems、circuit design目录第一章汽车噪声控制系统介绍 (1)第二章智能控制系统的电路设计 (2)第一节设计过程及系统框图 (2)第二节电源与复位电路设计 (3)第三节 A/D、D/A电路设计 (4)第四节外部SRAM、FLASH扩展电路设计 (6)第三章汽车内部噪声主动控制实验系统设计 (7)第一节汽车被控系统模型 (7)第二节外部声源 (8)第三节智能控制器 (8)第四节信号监视器 (8)结束语 (9)谢辞 (10)参考文献 (11)第一章汽车噪声控制系统介绍从1970年到现在，想了许多办法降低了汽车噪声，如汽车尾气排气消声、汽车发动机弹性支承、机械结构改进等，这些措施都用了。

3、数据采集与分析方法：采用加速度传感器和声级计采集实验数据，通过 频谱分析方法对各工况下的振动噪声信号进行分析和处理。
实验结果显示，在空载和负载条件下，采取控制策略后单缸汽油机的振动噪 声均有明显降低。其中，负载条件下降噪效果更为显著，证明所采取的控制策略 对降低单缸汽油机振动噪声具有积极作用。
然而，现有的研究还存在一些不足。首先，大部分研究局限于对变速器本身 的优化，而忽略了车辆其他部分的噪声贡献。其次，研究方法主要集中在理论分 析，缺乏足够的实验验证和实际应用。
三、面临的挑战与解决方案
汽车变速器振动噪声控制面临的主要挑战是技术成本高和市场推广难。为了 解决这些问题，以下方案值得：
四、结论与展望
本次演示通过对单缸汽油机振动噪声产生原因的分析，探讨了相应的控制策 略，并通过实验验证了控制效果。结果表明，所采取的控制策略能够有效降低单 缸汽油机的振动噪声。然而，单缸汽油机振动噪声的分析与控制仍然面临一些挑 战，如复杂工况下的振动噪声控制、控制系统的优化等问题需要进一步研究。
展望未来，随着科技的不断进步，可以预见单缸汽油机振动噪声的分析与控 制将更加精细化、智能化。因此，后续研究可以下方向：
2、动力系统减振：选用低噪音、低振动的动力设备，并对设备基础进行优 化设计。采用弹性支承和减振材料以减小设备振动对船体结构的影响。此外，还 对设备外壳进行了阻尼处理以减小设备振动产生的噪声。这些措施有效地降低了 动力系统产生的振动和噪声。
3、声学材料应用：在船体内部重要区域采用了吸声材料、隔声材料以及声 学罩壳等声学元件。这些措施有效地吸收和阻隔了船舶内部的噪声传播。
3、声学材料应用
声学材料应用主要是通过采用具有声学特性的材料和结构，降低船舶内部的 噪声。具体措施包括：

摘
要： 车 文针对某 四缸汽油发 动机噪声测试 结果 ，
运用数值仿真软件 Ｇ －Ｏ Ｒ进行建模仿真计算。以进气道长度 、 缩 比、 Ｔ Ｐ ＷＥ 压 进气 开启相位 、 排气关 闭相位为 可变 因素 ； 以比油耗 、 高爆发压力为约束条件 ， 最 针对满足功率 、 扭矩 、 燃烧 噪声 和油耗指标 进行多 目标优化设计 。根据 计算分析结果 ， 对相关零部件进行了改进设计 。对 改进 样机配装 整车进行 了加速通过 噪声测试 。结果 表明 ： 采 所 取的改进设计方案有较好的降噪效果 ， 达到了 Ｇ １９ —０ ２第二阶段噪声 限值要求 。 Ｂ ４ ５２０ 关键词 ： 汽油机 ； 减振降噪 ； 数值仿真 ； 试验验证
Ｊ１ ０ ７ ｕ． ０ ２
文章编号 ：６３ １９ ２ ０ ）４０ ２ —４ １７ —５ Ｘ（０ ７ ０ —０ ００
车 用汽 油发 动机 减 振 降 噪 改进 开发
汪建 忠， 黄海波 ， 王建 昕
（ ． 阳新晨动力机械有 限公司技术中心 ， １绵 四川 绵 阳 ６ １０ ； ． ２ ００ ２ 西华大学交通与汽车工程学院 ， 四川 成都 ６ ０ ３ ； １０ ９ ３ 清华大学汽车工程系 ， ． 北京 １ ０ ８ ’ ０ ０４）
维普资讯
第 ２ 卷第 ４ ６ 期
Ｖｏ． ６， １２ Ｎｏ． ４
西 华 大 学 学 报 ・ 自 然 科 学 版
Ｊｕ ｌ ｆ ｈ ａＵｎｖｒｉ ‘Ｎ ｔｒｌ ｃ ｎｅ ｏ ｍａ ｏ ｕ ｉ ｓ ｙ Ｘｉ ｅ ｔ ａｕａ Ｓ ｉ ｃ ｅ
２０ ０ ７年 ７月
收 稿 日期 ：０ ７０ —６ ２０ １１
件： 燃烧室结构形式不做大的改动 ； 最高爆发压力控 制在 ６ ｂｒ 内 ； 门机 构 不 作 大 的调 整 。根 据 约 ０ａ以 气 束条件 ， 同时满 足油耗 指标 和燃烧 噪声 条件 ， 为 以进 气道长 度 、 缩 比 、 气 开启 相 位 、 气 关 闭相 位 为 压 进 排 可变 因素 ； 比油 耗 、 高爆 发 压 力 为 约束 条 件 ， 以 最 并 参考 活塞 力 、 承力 等 参量 的变 化 ， 对满 足功 率 、 轴 针 扭矩 、 燃烧噪声指标进行多 目标优化。数值仿真过 程采用各可变因素逐一代人经标定的整机热力学模 型， 遍历计 算 出各可 变因素 的参数 改变对 比油 耗 、 最 高爆发压力 、 活塞力一 速度＿Ⅱ 力 速度 、 连杆 轴承力、 主 轴 承力等 评价 指标 的 影 响趋 势 ， 选 出各 可 变 因素 筛 的优化 参数值 。 １ １ 整机 热 力学模 型 ． 采用 美 国 ＧＴＰ Ｗ Ｅ 发 动 机 热 力 学 Ｃ Ｅ分 －Ｏ Ｒ Ａ 析 软件 ， 立该 被评 估 发 动机 整 机 热 力学 模 型 如 图 建 ｌ 所示 。整机热 力学模型建立后 ， 对该模 型进行参 数 输入 和调整 ， 型 中涉 及 配装 整 车 的进 气 系 统 和 模 排气系统 的相关参数， 如空气滤清器 、 排气消声器及 其 管路 ， 照某 研究 车型实 际参数 设置 ， 参 然后 根据 原

鼠 振动加速度
疲劳
鼠 振动速度
鼠 位移
应力
振动
力传感器或应变片
疲劳 视觉检查 (是否已破坏/是否有裂纹?)
接收点 分析
在工作状态下测试得到的结果
工况下的测试结果说明了该型号产品的NVH性能表现 H但是，仅仅有工况下的测试结果，并不能判断出为什么该产品会有这样的NVH性能 测试中出现的噪声峰值到底是由于结构的设计形式不合适所引起的，还是由于这个工况 下的载荷力所造成的？或者是两者都起了作用？
Noise
但是什么是 噪音的根源
所在?
► 振动
► 机械运动
有效的测试方法 系统的测试方法
源 | 传递途径 | 接收点
将噪声，振动，动力性能等表象指标分解 到接收点，传递途径以及源，对测试分析 流程会有很大的帮助。
噪声 = 接收点
燃烧 + 机械运动 =
源
想象一个医生是如何发现一种奇怪的流行性 疾病的。对于疾病的研究，他们首先要：
LMS 国防领域的客户
船舶：
701所 武汉船舶设计研究所 702所 中国船舶科学研究中心(无锡) 703所 哈尔滨船舶锅炉涡轮机研究所 704所 上海船舶设备研究所 705所 西安精密机械研究所 711所 上海船用柴油机研究所 715所 杭州应用声学研究所 719所 武汉第二船舶设计研究所 725所 洛阳船舶材料研究所
汽门落座冲击噪声
活塞摩擦噪声
轴承振动 发动机附机噪声
不平衡惯性力矩
缸体敲击
凸轮轴弯曲振动 发动机表面振动
扭转振动 变速箱噪声
各缸冲击载荷
曲轴弯曲振动
LP发Mre动Sfe机CrrNeAdVEHPPa测rrot试ndeu目rco的tsf Dassault Systèmes

附件1汽车发动机振动噪声测试系统1用途及基本要求：该设备主要用于教学和科研中的振动和噪声测量，要求能够测量试验对象的振动噪声特性（频率、阶次、声强等），能对试验数据进行综合分析。

该产品的生产厂应具有多年振动噪声行业从业经验，有较高的知名度和影响力。

系统软件和硬件应该为成熟的模块化设计，同时具有很强的扩展能力，能保证将来软件和硬件同时升级。

2设备技术要求及参数2.1设备系统配置2.1.1数据采集系统一套；2.1.2数据测试分析软件一套；2.1.3传声器 2个；2.1.4加速度计 2个；2.1.5声强探头 1套；2.1.6声级校准器 1个；2.1.7笔记本电脑一台2.2数据采集、控制系统技术要求2.2.1主机箱一个；供电采用9～36V直流和 200～240V交流；2.2.2便携式采集前端，适用于实验室及现场环境；2.2.3整机消耗功率<150W；2.2.4工作环境温度：-10 C ～50C；2.2.5中文或英文WindowsXP下运行，操作主机采用笔记本电脑；2.2.6输入通道数：4个以上，其中2个200V极化电压输入通道、不少一个转速输入通道；2.2.7输入通道拥有Dyn-X技术，动态围160dB；2.2.8每通道最高采样频率：≥65.5kHz，最大分析带宽：≥25.6kHz；2.2.9系统留有扩充板插槽，根据需要可以进一步扩充；数据采集前端可同时连接多种形式传感器,包括加速度计、转速探头、传声器、声强探头等；2.2.10系统具有堆叠和分拆能力，多个小系统可组成多通道大系统进行测量。

大系统可分拆成多个小系统独立运行；2.2.11采集前端的数据传输具备二种方式之一：①通过10/100M自适应以太网传输至PC；②通过无线通讯以太网技术传输至PC，通信距离在100米以上。

使测量过程更为灵活方便，方便硬件通道和计算机系统扩展升级；2.2.12多分析功能：对同一信号可同时进行FFT和CPB分析和显示处理；对同一信号也可同时设置不同的分析带宽进行分析；2.2.13输入通道采用至少24位的A/D；2.2.14自动检测带传感器电子数据表的传感器（即插即用）2.3数据测试分析软件系统技术要求2.3.1多通道输入测量信号并行采集、处理与存储；根据需要可以进一步扩充；2.3.2多通道实时在线显示；2.3.3能测量传递函数、自功率谱、互功率谱、自相关函数、互相关函数、能测量相干函数、概率密度函数、脉冲相应函数、倒频谱、时域波形, 能进行动态信号的微积分、四则运算、编辑等；2.3.4系统具有自动报告生成功能。