汽车NVH特性中的振动噪声分析

NVH测试是测量和分析汽车零部件的噪声（Noise）、振动（Vibration）和声振粗糙度（Harshness）的过程，是优化汽车性能的重要手段。

NVH测试的原理基于机械理论，通过测量空气传播产生的噪音和发动机机架震动产生的噪音的综合结果，能够直观地反映出汽车产品使用的市场反馈情况。

NVH分析能够改善现有发动机结构件的振动频率匹配状况，并大幅度消除震动过程中产生的耦合现象。

此外，NVH分析还能极大程度地改善和提升产品的抗震动特性，让汽车发动机在运转过程中尽可能地降低其噪声和振动，以此创造良好的驾驶和使用体验。

通过应用NVH新型机械理论，可以为静音车型的开发和
设计提供最直接的性能指标。

相关技术人员可以结合NVH的设计要求，对零部件的生产和组装等各个环节进行精细化管理并对各生产环节的衔接和组装工艺的优化实施工艺升级。

因此，NVH测试原理是通过对汽车零部件的噪声、振动和声振粗糙度进行测量和分析，以改善现有发动机结构件的振动频率匹配状况、消除震动过程中的耦合现象、提升产品的抗震动特性，从而创造良好的驾驶和使用体验。

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☐。

10.16638/ki.1671-7988.2019.19.049汽车内饰NVH性能分析及研究张明，冯策，刘伟，李美兴（陕西重型汽车有限公司汽车工程研究院，陕西西安710200）摘要：文章论述了汽车NVH性能的重要性。

并且，从汽车三大噪声振动源出发，分析噪声振动的产生、传播路径及接受等机理。

并在开发设计阶段，制定相应的整车车身NVH目标及内饰车身NVH目标，从而指导汽车内饰NVH性能优化及开发。

文章从内饰声学包装的角度出发，对空气传播路径中噪声进行控制。

并对吸声结构与隔声结构的原理及特点、材质及结构、性能影响因素等进行阐述。

同时，阐述了声学包装的轻量化技术。

并结合实际情况，论述了吸声材料与隔声结构在汽车内饰上的应用。

关键词：NVH；内饰；声学包装；轻量化；吸声结构；隔声结构中图分类号：U467 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2019)19-138-06Analysis and research on NVH performance of automobile interiorZhang Ming, Feng Ce, Liu Wei, Li Meixing( Automobile Engineering Research Institute of Shaanxi Heavy Automobile Co. LTD, Shaanxi Xi'an 710200 )Abstract:The article discusses the importance of NVH performance. Moreover, starting from the three major sources of automobile noise and vibration, the paper analyzes the mechanism of noise and vibration generation, propagation path and acceptance. And in the development and design stage, formulate the corresponding NVH target of the whole vehicle body and the NVH target of the interior, so as to guide the optimization and development of the performance of the automobile interior decoration NVH. From the point of view of interior acoustic packaging, the noise in air propagation path is controlled. The principle and characteristics of sound absorption structure and sound insulation structure, material and structure, performance factors and so on are expounded. Meanwhile, the lightweight technology of acoustic packaging is described. Combined with the actual situation, the application of sound absorbing material and sound insulation structure in automobile interior decoration is discussed.Keywords: NVH; Interior; Acoustic packaging; Lightweight; Sound absorption structure; Sound insulation structure CLC NO.: U467 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2019)19-138-06前言随着经济及科技技术的发展，人们对汽车科技性、环保性、安全性及舒适性等要求越来越高。

NVH试验室的噪声指标1. 介绍噪声、振动和刚度（NVH）试验室是一个专门用于测试和评估产品在噪声、振动和刚度方面性能的实验室。

在各个行业，如汽车、航空航天、电子设备等，NVH试验室起着至关重要的作用。

噪声指标是其中一个重要的评估指标，通过测量和分析噪声水平，可以评估产品的质量和性能，为产品改进和优化提供依据。

2. 噪声指标的定义噪声指标是用于描述和量化声音特性的参数。

在NVH试验室中，常用的噪声指标包括声压级（Sound Pressure Level，SPL）、声功率级（Sound Power Level，SWL）、声能级（Sound Energy Level，SEL）等。

这些指标可以帮助我们了解噪声的强度、频率分布和时域特性。

2.1 声压级（SPL）声压级是衡量噪声强度的指标，通常以分贝（dB）为单位表示。

它是通过测量声音的压力水平，并将其与参考值相比较得出的。

在NVH试验室中，我们可以使用声压级来描述产品在不同工况下的噪声水平，以及噪声源的位置和强度分布。

2.2 声功率级（SWL）声功率级是衡量噪声源产生的声功率的指标，也以分贝为单位表示。

它是通过测量噪声源周围的声压级，并根据声场理论计算得出的。

声功率级可以帮助我们评估噪声源的功率大小，从而确定其对整个系统噪声水平的贡献。

2.3 声能级（SEL）声能级是衡量噪声在一段时间内的能量平均值的指标，同样以分贝为单位表示。

它是通过对声音的能量进行积分计算得出的。

声能级可以帮助我们了解噪声的持续时间和能量分布，从而更好地评估其对人体健康和环境的影响。

3. 噪声指标的测试方法在NVH试验室中，我们使用各种测试方法来测量和评估噪声指标。

以下是一些常用的测试方法：3.1 声压级测试声压级测试是通过使用声压级计来测量噪声的压力水平。

测试时，我们将声压级计放置在感兴趣的位置，并记录下相应的声压级数值。

为了获得准确的结果，我们需要注意测试环境的背景噪声，并在测试时保持一致的工况条件。

整车NVH性能优化研究近年来，随着汽车工业的快速发展，车辆的噪声、振动、刺激性等惯性噪声引起了人们越来越多的关注。

这种情况迫使汽车制造商采取更多措施来降低舒适度不佳的问题，提高车辆的NVH性能，以满足汽车消费者对舒适乘坐的追求。

NVH是指车辆的噪声、震动和刺激性表现。

具体地说，NVH的性能包括减少车辆内部噪声、提高车辆行驶平稳性、降低震动等方面。

为了实现这些优化，汽车制造商必须采用全面的方法，以确保整车NVH性能的合理性。

改善车辆NVH性能的方式非常多，主要包括减小噪声振动、降低结构声响、改善空气动力噪声振动、改变排气声噪性、减少底盘噪声、在车辆设计中考虑座椅阻尼和不适感、将吸音材料应用于车辆地板等方面。

下面将分别对这些方法进行深入探讨。

首先，减小噪声振动是改善车辆NVH性能的重要方法之一。

为实施此方法，汽车制造商可以通过改变车辆结构、加强座椅振动吸收能力、采用恰当的排气噪声吸附材料等一系列措施来达到减少噪声振动的效果。

其次，降低结构声响是改善车辆NVH性能的另一种方法。

为了实现这种解决方案，汽车制造商可以在车辆构造设计中采用一些新型材料，如碳纤维、玻璃纤维等，以最大程度地减少结构声响。

第三，采用优良的空气动力噪声振动是改善车辆NVH性能的一个重要方案。

为了实现这种方案，汽车制造商可以采用一些新型的气动噪声降低技术，如关注表面细节、使用低圆周数引擎等，以实现低空气动噪声振动的目的。

第四，改变排气声噪性也是改善车辆NVH性能的有效方法之一。

为了实现这个目标，汽车制造商可以使用一些特殊的喇叭材料和设计技术，以更好地控制排气声音，并在车辆设计中重视音量控制。

第五，在车辆设计中考虑座椅阻尼和不适感也是改善车辆NVH性能的有效工作之一。

为了实现这个目标，汽车制造商可以通过考虑座椅填充物的弹性、结构和形状等因素，以降低车辆座椅的不适感，并最小化座椅的振动传递。

最后，将吸音材料应用于车辆地板是改善车辆NVH性能的有效方法之一。

品质的要求也越来越高。

另一方面，由于国内汽车制造业的迅速发展，竞争的日益激烈，各汽车制造企业加大对汽车品质的研究，而ＮＶＨ已经成为评价汽车品质的最重要的技术指标。

国外各大汽车公司投巨资研究ＮＶＨ，可以说，ＮＶＨ问题已经关系到公司未来的成长。

在ＮＶＨ的特性中，振动与噪声是最为重要的两个指标。

汽车是一个由激励源（发动机、变速器、路况、轮胎等）、振动传递器（由悬挂系统和连接件组成）和噪声发射器（车身）组成的系统。

２　振动噪声的研究振动噪声的来源主要有：⑴发动机振动噪声；⑵空气动力引起的振动噪声；⑶轮胎而引起的振动；⑷传动系统齿轮啮合冲击产生的振动噪声；⑸由于路面不平而产生的振动等等。

２．１　发动机振动噪声及防治措施发动机是汽车的动力源，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。

借助于改进悬置、平衡技术以及使用声学隔离材料等技术来降低车身振动噪声［４］。

图１表示建立动力学模型来研究发动机悬置问题。

２．２　空气动力引起的振动噪声汽车在行驶时，空气动力引起的振动噪声包括：空气通过门窗或孔道进入车内而引起的振动；气流和车身产生涡流而引起的振动以及外面的空气与车身摩擦而引起的振动噪声（图２所示气流在前窗和侧窗交接处空气涡流状态）；车身外表突出汽车ＮＶＨ特性中的振动噪声分析岳奎 合肥工业大学机械与汽车工程学院 ２３０００９１　引言在研究汽车噪声与振动时，通常采用ＮＶＨ指标。

ＮＶＨ即是噪声（Ｎｏｉｓｅ）、振动（Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ）和声振粗糙度（Ｈａｒｓｈｎｅｓｓ）三个英文单词首字母的简写［１］。

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。

噪声和振动不难理解。

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Ｈａｒｓｈｎｅｓｓ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［２］。

2020/08·汽车维修与保养47◆文/江苏 高惠民汽车NVH常见问题分析及故障诊断思路(一)随着当今世界汽车工业的不断快速地发展，汽车的品牌种类、汽车的使用用途及使用汽车的人群数量都在持续不断的增加。

然而，汽车的普及是一把双刃剑，它既给现代人们带来了工作生活便利的同时也带来了严重的环境污染。

作为全球四大环境污染之一的噪声污染主要来源于汽车的运行噪声，在我国大中城市，汽车噪声占到环境噪声的40%以上。

早在1999年，世界卫生组织在全球进行噪声污染范围及危害程度调查，结果表明，噪声除了对人的听力系统有危害外，还会对消化系统、内分泌系统、心血系统、免疫系统、神经系统以及心理健康有危害。

关于噪声对听力系统危害的研究数据显示，人类处于80dB以下的噪声环境中是安全的，而85dB以上则会有危险，如果长期暴露在超过90dB的环境中，耳聋发病率明显增加。

由此可见控制汽车噪声限值已是迫在眉睫，也受到了各国政府的高度重视，相继颁布了汽车噪声控制法规，图1表示了世界主要国家和地区对汽车噪声限值的变化情况。

我国于2002年分别修订国家强制性标准GB 16170-1996《汽车定置噪声限值》和GB1495-2002《汽车加速行驶外噪声限值及测量方法》，国内新车噪声限值如图2所示。

这个强制性国家标准的制修订一方面是结合国内汽车产品技术的实际情况，同时也重视与国际先进汽车标准法规相协调和衔接。

在汽车领域内，通常用NVH(Noise Vibration Harshness)来描述汽车噪声、振动及汽车的乘坐舒适性问题，根据相关资料统计，汽车大约三分之一的故障是由汽车 NVH 问题引起的，由于汽车的 NVH 问题日益严重突出及其危害性大，因此，汽车制造公司为达到控制噪声限值的要求，在汽车的研发、制造阶段投入了大量费用来改善并提高整车的 NVH 性能问题，为汽车使用舒适性提供了很好的保证。

本文主要阐述的是针对车辆使用过程中出现的NVH问题，如何以振动与噪声的基本理论为指导，认真查找产生振动与噪声的振源，然后进行了定性定量分析，制定准确判断和快捷修理NVH故障的方法。

整车NVH性能分析及优化研究近年来，随着汽车的不断发展与普及，消费者对驾驶舒适性的要求也越来越高。

而整车的NVH （Noise, Vibration, and Harshness）性能是影响驾驶舒适性的重要因素之一。

因此，如何进行整车NVH性能分析及优化研究，成为了当前汽车工业面临的一个重要课题。

整车NVH性能分析的基础是对NVH的三个构成要素进行深入了解。

其中噪音是指声音造成人类耳朵中非常不愉悦的刺激，振动是指物体的周期性或非周期性的运动，包括自由振动和强迫振动，而且通常是场景共振引起的。

调和性(Harshness) 是指任何严厉或刺耳的质感，通常来自电气或机械系统中的高频振动和噪声。

而整车NVH性能则是指汽车在行驶过程中所产生的噪音、振动和严厉感。

为了针对整车NVH性能问题进行分析，必须首先对NVH产生的原理进行深入了解。

从噪声角度而言，汽车噪声的主要来源是发动机和排气系统、轮胎与路面的接触、风阻、发动机舱、空调风扇等各种设备系统，而针对这些噪声的降噪措施通常包括隔音措施、吸声措施和降噪措施等。

从振动角度而言，汽车的主要振动源是发动机、传动系统、底盘和车身等部分，因此对应的降振措施则通常包括强化接头间的减振和隔振装置等。

同时，消除汽车中的严厉感通常则是通过消除有害的噪声和振动源来达到的。

在进行整车NVH性能优化研究时，通常的方法是进行模型预测和试验研究。

模型预测主要通过CAD/CAM软件模拟汽车运行过程中的噪声、振动和严厉感，从而预测整车NVH性能情况。

而试验研究则是通过在实际汽车行驶过程中进行测量和分析，以验证模型预测的准确性，从而得出更加准确的优化结论。

综合以上分析，进行整车NVH性能分析及优化研究的关键在于准确理解NVH的构成要素及其产生的原理。

针对性地进行降噪、降振和消除严厉感的措施，也是关键的优化手段。

通过采用精细的软件预测和实际研究结合的方法，能够实现整车NVH性能的有效优化，有效提高汽车的驾驶舒适性和市场竞争力。

汽车NVH技术研究与应用现状汽车NVH（Noise, Vibration, and Harshness）技术是指噪声、振动和刺激感在汽车中的研究和应用。

随着汽车工业的迅猛发展，NVH技术的研究和应用越来越重要。

本文将介绍汽车NVH技术的研究与应用现状。

首先，汽车NVH技术的研究主要集中在三个方面：噪声、振动和刺激感。

噪声是指汽车引擎、车轮、车底等部位产生的噪声。

研究人员通过调整和改进车辆的结构，如减少引擎的振动和降低发动机噪声等方法，来减少汽车噪声的产生。

振动是指车辆在行驶中产生的震动。

研究人员通过改进车辆的悬挂、减震器等组件，来减轻汽车振动的影响。

刺激感是指驾驶员对汽车乘坐体验的感觉。

研究人员通过改进汽车座椅、调整悬挂系统等方法，来提高驾驶员在行驶中的舒适感。

其次，汽车NVH技术的应用主要体现在以下几个方面。

第一，提高汽车的隔音性能。

隔音技术是减少汽车噪声的重要手段。

研究人员通过采用吸音材料、优化车身结构等方法，以降低车内外噪声传递，提高乘坐舒适感。

第二，改进汽车的悬挂系统。

悬挂系统是减少汽车振动的关键。

研究人员通过改进悬挂系统的结构，如采用新型减震器、橡胶减振器等，以减少汽车在行驶中的振动。

第四，提升汽车内部空间的舒适性。

研究人员通过改进座椅、调整座椅位置等方法，提高驾驶员和乘客在行驶中的舒适感，减少刺激感的产生。

此外，目前汽车NVH技术还面临一些挑战和需求。

一方面，随着电动汽车和自动驾驶技术的发展，车辆噪声的控制是一个新的挑战。

电动汽车的发动机噪声较小，但带来了新的噪声问题，如电机噪声和胎噪等。

自动驾驶技术则要求提高车内空间的舒适性，以提供更好的乘客体验。

另一方面，汽车NVH技术的研究和应用还需要考虑节能减排和可持续发展的要求。

在降低噪声和振动的同时，还需要满足对车辆动力性能和燃油经济性的要求。

总之，汽车NVH技术的研究和应用已经取得了显著的成果，使得汽车乘坐更加舒适和安静。

未来，随着科技的不断进步和用户需求的不断变化，汽车NVH技术的研究和应用将继续发展，以满足消费者对汽车乘坐体验的不断提高的需求。