1LMS_2012_ Pday_汽车NVH测试与分析

汽车NVH综合测试评价方法及应用李海兵【摘要】传统基于主观评价的汽车NVH综合测试评价法,由驾驶员对汽车进行驾驶,根据主观感受对其进行评价,由于个人主观感受差异性较大,测试评价结果精度低,且效率差.设计基于LabVIEW的汽车NVH综合测试评价系统,系统硬件包括传感器模块、调理模拟模块、数据采集主模块和计算机.传感器模块采用Atmelat91rm9200微处理器,获取汽车NVH性能模拟量信号;数据采集主模块通过C8051F040高速单片机和现场可编程逻辑门阵列(FPGA)对数据进行快速分析处理.系统软件在整体功能结构的基础上,通过分析传递路径,实现对汽车内部噪声和振动的控制;采用残差检验法和后验差检验法对系统测试分析结果进行精度评价.实验证明,所提系统获取的噪声波动范围为157.7 Hz～175.0 Hz之间,测试评价结果与实际值间的误差在0.56％到1.03％之间,误差波动幅度较小,说明所提系统能够有效进行汽车NVH综合测试评价,且结果精度高、稳定性好.【期刊名称】《环境技术》【年(卷),期】2018(036)006【总页数】7页(P70-76)【关键词】汽车;NVH;综合测试;评价;传感器;数据采集【作者】李海兵【作者单位】大连海洋大学应用技术学院,大连 116300【正文语种】中文【中图分类】TP312引言经济水平的快速发展使人们对汽车的性能要求也越来越高，人们从最初的追求单纯性价比到现在高度重视汽车的NVH（Noise噪声、Vibration振动、Harshness声振粗糙度）水平[1]。

所以，在汽车NVH综合测试评价过程中，寻找一种能够方便快捷的进行汽车NVH综合测试评价的方法，准确的进行汽车NVH数据测量，快速的对测量数据实施评价已经势在必行[2]。

以往进行汽车NVH综合测试评价较多采用主观评价法[3]，即按照任务要求，经由驾驶员对汽车进行实际驾驶及乘坐，根据主观感受对其NVH水平实施打分、分级等评价。

几种汽车NVH试验方法研究一、本文概述随着汽车工业的迅速发展，消费者对汽车的要求已经不仅仅局限于外观、性能和价格等传统因素，汽车的乘坐舒适性和静谧性（NVH，即Noise、Vibration、Harshness）日益受到重视。

NVH性能是衡量汽车质量的重要指标之一，它直接关联到驾驶者和乘客的乘坐体验。

因此，研究和发展有效的汽车NVH试验方法，对于提升汽车品质和满足消费者需求具有重要意义。

本文旨在对几种常见的汽车NVH试验方法进行研究，分析各方法的优缺点，探讨其在汽车NVH性能评估中的应用。

我们将介绍NVH的基本概念和评估标准，明确试验的目的和重要性。

接着，我们将重点介绍几种常用的NVH试验方法，包括噪声测试、振动测试和冲击测试等，并分析这些方法的原理、操作步骤以及需要注意的事项。

本文还将探讨如何选择合适的试验方法，以提高试验的准确性和效率。

通过本文的研究，我们希望能够为汽车工程师和研发人员提供有益的参考，推动汽车NVH试验方法的不断改进和优化，为汽车工业的可持续发展做出贡献。

二、NVH试验方法的分类与特点NVH（Noise, Vibration, Harshness）试验是评估汽车乘坐舒适性和产品质量的重要手段。

根据不同的试验目的和测试环境，NVH试验方法可以分为多种类型，每种类型都有其独特的特点和应用场景。

道路试验是最直接反映车辆实际运行状况的NVH测试方法。

通过在真实道路环境中驾驶车辆，可以获取到最接近实际使用情况的噪声、振动和冲击数据。

这种方法的优点是结果真实可靠，能够反映车辆在各种路况和速度下的NVH性能。

然而，道路试验的成本较高，且受天气、路况等外部因素影响较大。

实验室试验通常在室内进行，可以控制试验条件，减少外部干扰。

常见的实验室试验包括：半消声室试验：在半消声室中模拟车辆运行环境，通过调整声源和反射面，可以精确测量车辆的噪声水平。

这种方法的优点是测量精度高，可以排除外部噪声的干扰。

汽车NVH综合测试评价方法及应用摘要：在当前快速化经济发展过程中，汽车作为一种常见代步工具，人们也从最初追求单纯性价比到如今对各性能要求水平的不断提高，故此为对汽车进行综合测评，借助现阶段先进科学技术的NVH综合测试评价方法应运而生，将其应用于汽车性能综合评价中，对推动产业可持续发展而言具有无可替代的作用，为此本文主要阐述了汽车NVH综合测试评价方法，并对其具体应用进行了全面探析。

关键词：汽车制造；NVH综合测试；评价方式；具体应用目前来看在对汽车进行综合测试评价过程中，相比传统基于主观感受进行的NVH综合测试评价，基于LabVIEW的汽车NVH综合测试评价在一定程度上不仅提高了评价结果的精准度，与此同时科研工作者还可以测评的相关数据作为指标，为后期汽车研发工作的开展提供科学依据，由此为产业发展注入新的动力。

经大量调研数据分析可知，调理模拟模块、传感器模块、数据采集主模块和计算机是测试评价系统的主要构成部分，在进行评价时从某方面而言具有准确率较高、稳定性较好的应用优势。

一、汽车NVH综合测试方法的基本概述NVH综合测试其实本质上而言就是对汽车运行过程中的Noise、Vibration以及Harshness进行的测试，具体而言就是在性能检测过程中，工作人员通过对上述三方面进行系统化剖析，不仅有助于了解汽车的整体性能，此外在降低后期故障发生率，维持社会稳定性发展中也发挥了重要作用，从某方面来讲NVH综合测试评价系统主要包括如下内容：（一）系统硬件结构概述在进行汽车综合性测试过程中，NVH测试方法的应用其目的是为了提升汽车综合性能，据调查在进行方式具体应用过程中，系统硬件结构设计在很大程度上对于测试数据结果的精准度具有重要影响。

根据图1所示可知，传感器模块、调理模拟模块、数据采集模块和计算机是测试评价系统的主要构成部分，在进行测试时不同模块所具备的功能不尽相同，具体而言由传感器和传声器组成的传感器模块主要用于获取信号（汽车性能模拟信号），数据采集模块则主要用来处理汽车各主体部件的模拟量信号，最后在传输到计算机内，通过评价算法实现对汽车综合性能的系统化分析，具体作业流程如下：图1.系统硬件结构图（二）传感器模块设计概述在对传感器模块进行设计时，设计工作是否规范合理，对于汽车性能的评判具有重要影响，目前来看在进行设计时系统采用的处理器是Atmel at91rm9200微处理器，这种处理器的外围有五个接口，在进行系统连接过程中，其连接方式是由选取的外围接口确定，而以太网接口因其自身较高的稳定性，其应用率相对较高，具体网管结构如下图所示。

利用NVH分析法降低汽车车内噪音作者：LMS International公司Rob Snoeijs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。

乘用车动力系统NVH试验分析摘要：随着中国乘用车市场日臻成熟，轿车越来越广泛地进入普通老百姓的家庭。

随着对汽车认识的深入，消费者对汽车的关注不再仅仅局限于靓丽的外形、宽阔的空间，而且越来越关注整车的驾驶性能、经济性、安全性等等。

整车NVH调校是提高驾驶舒适性、安全性非常关键的一步措施。

关键词：NVH；发动机悬置；进/排气系统；噪声1、系统介绍用于系统调校的车辆是一款开发中的A级MPV型前置前驱轿车，通过NVH调校，对比不同参数的关键件（悬置、进/排气系统等）对整体性能的影响，选择最优化的性能参数；同时对整车NVH性能进行综合评估，提出修改方案，以达到符合法规、提高驾驶性能等要求。

进行NVH调校必须具备精确的数据采集分析设备和软件。

噪声数据采集设备主要是麦克风。

车内噪声测量时将敏感麦克风分别安装于以下四个测量点：①左前座外侧耳部；②右前座外侧耳部；③左后座外侧耳部；④右后座外侧耳部。

2、试验方法和试验数据分析2.1悬置nvh分析2.1.1发动机悬置乘用车发动机悬置的布置形式有四点方式和三点方式两种，该试验样车采用四点方式。

四点方式的4点分别为左、右、前、后，左、右悬置中心与动力总成轴向惯性中心重合或偏上，前、后悬置位于发动机下方。

左、右悬置主要承力并衰减主要振动；前、后悬置主要用于轴向转动、摆脱约束。

2.1.2试验用悬置样件硬度选择悬置的主要阻尼元件是橡胶、液压轴等，其功能是对动力总成主要振动的解耦，衰减发动机向车身传递的振动。

当动力总成质量、质心和悬置安装点等物理参数确定后，根据这些边界条件可以计算出最佳隔振效果的悬置橡胶元件的理论刚度。

设计悬置时，根据悬置结构形式调整橡胶硬度，以获得理想的刚度特性。

2.1.3试验方法为有效测量出每处悬置对振动、噪声的贡献，采取移去测试目标悬置与车身连接的方式，在该点用独立支撑的方式支撑发动机，使之保持与整车原有的安装状态，但发动机振动不会传到车身上去。

其它悬置按照正常方式安装，并正常传递振动.然后以固定的加速度将发动机转速从1000r/min缓慢加速至6000r/min，采集车内噪声数据。

2021.05 Automobile Parts054收稿日期:2020-11-09作者简介:张旭(1991 ),男,硕士,研究方向为汽车NVH㊂E-mail:xu461139788@㊂DOI :10.19466/ki.1674-1986.2021.05.011基于LMS b 某车NVH 实验分析与改进张旭(山东理工职业学院,山东济宁272100)摘要:应用LMS b 声振测试分析系统对某实验车辆3挡全油门加速工况进行进气系统问题排查测试㊂测试后数据分析发现,断开空气滤清器安装点车内噪声改善明显㊂经测试数据分析确定,空滤安装点动刚度不足导致车内NVH 性能较差㊂利用整车局部模型对空滤安装点动刚度不足进行改进,将改进方案应用于实验车,并且经过实验验证,车内噪声有所改善,提高了该车的NVH 性能㊂关键词:NVH;空气滤清器安装点;动刚度;3挡全油门加速中图分类号:U467Analysis and Improvement of a Car NVH Experiment Based on LMS Tes .LabZHANG Xu(Shandong Polytechnic College,Jining Shandong 272100,China)Abstract :The LMS b acoustic vibration test and analysis system was used for air intake system troubleshooting in 3G WOT of an exper-imental vehicle.After the test,the data analysis shows that the interior noise improved obviously when opening of the air filter installation point.Test data analysis confirms that the dynamic stiffness of the air filter installation point is poor,resulting in poor performance of the NVH in the car.The partial model of the vehicle was used to improve the dynamic stiffness of the air filter installation,and it was applied to the experimental vehicle.The experimental results show that the noise level of the vehicle is improved and the NVH performance of the vehicle is improved.Keywords :NVH;Air filter installation point;Dynamic stiffness;3G WOT0㊀引言车内噪声的存在,影响乘员对车内舒适性的感受,同时,长期置于一定的车内噪声中,对乘员的听力造成损害[1]㊂随着人们对汽车车内环境舒适性的要求不断提高,对车内噪声的控制要求也不断提高㊂这就要求在整车设计开发过程中,充分考虑车内舒适性并采取有效的控制措施,使车内的噪声水平满足舒适性要求㊂进气系统作为主要噪声源之一,其必然也成为NVH (Noise ㊁Vibration ㊁Harshness )的重要研究控制对象㊂进气系统除了因气体流动引起的进气噪声,还有因进气系统与车身连接处的连接点动刚度不足引起的结构噪声㊂动刚度是在动载荷作用下抵抗变形的能力,动刚度不足会对整车乘坐舒适性和车身结构件的疲劳寿命产生十分不利的影响㊂动刚度对乘坐舒适性的影响,主要表现在NVH 性能上[2-3]㊂本文作者针对车内噪声水平较差,对进气系统中空滤安装点动刚度进行加强,使得车内噪声水平改善㊂1㊀测试方案与数据分析对于汽车NVH 性能来讲,3挡全油门(以下称3G 在开发一部新车和评价其参考车的车内噪声时,WOT 能快速检验和比较出汽车的噪声水平[4]㊂因此,文中是基于3G WOT 工况进行排查验证㊂试验设备:LMS 的32通道数据采集系统SCMD5用来采集试验数据;LMS b 的Signature Testing-Ad-vanced 用于在线采集数据并对数据进行分析和处理;PCB 三向振动传感器输出振动,BSWA 麦克风输出噪声测试数据,小野Onosokki 传感器IP-296用于采集实车测试中发动机曲轴转速信号㊂测试工况和实验条件:在道路实验中,测试地点选择在环境相对安静(环境噪声低于被测噪声10dB 以上)㊁地面较为平整的沥青道路上,在3G WOT 工况下,对该车进行数据采集和分析,发动机曲轴转速追踪范围为1000~5000r /min ㊂试验载荷为:整备车身㊁采集数据工程师1名㊁专业驾驶员1名㊂测试时,车内无异物,避免出现异响㊂为保证数据的可靠性,需进行多次同工况采集,对一致性较好的数据进行平均计算[5]㊂采样频率:振动信号采样频率为5120Hz ,频率分辨率为1Hz ,谱线数为5120Hz ;声压信号采样频率为10240Hz ,频率分辨率为1Hz ,谱线数为10240Hz ㊂在进行问题排查测试之前,要对汽车排查前原状态Automobile Parts 2021.05055进行测试,为排查过程中数据对比提供参考㊂文中测试主要针对进气系统安装点断开排查,断开安装点后,垫入海绵等物体以隔绝振动㊂在排查过程中发现,断开空气滤清器的3个(共3个)安装点车内前排噪声改善明显,测试结果对比如图1所示㊂由图可知,断开空滤安装点车内噪声总声压级下降㊂因此,怀疑空滤安装点动刚度较低㊂图1㊀断开空滤安装点车内声学对比2　空滤安装点动刚度测试动刚度指的是同一位置㊁同一方向上的激励力与位移之比㊂原点动刚度主要能呈现的是在所关注的频率范围内该连接点局部区域的刚度水平,动刚度过低必然会引起更大的噪声,因此,该性能指标对整车的NVH 性能有较大的影响㊂空滤安装点的位置如图2所示㊂为了进一步确定空滤安装点的动刚度是否存在问题,对空滤安装点的动刚度进行测试㊂由于空滤前两个安装点的位置比较接近,且在同一个支架上,把前安装点的两个点作为一个点进行动刚度测试㊂测试采用LMS 动态测试系统中的Impact Testing 模块进行信号采集,在安装点位置安放一个三向振动传感器,对测点位置进行锤击采集数据,主要观察500Hz 以内的频率响应㊂空滤前㊁后安装点的动刚度测试结果如图3和图4所示㊂空滤前安装点Z 向动刚度超出200N /mm (目标要求)和50N /mm ,未达到目标要求;空滤后安装点Z 向动刚度也超出200N /mm (目标要求)和50N /mm ,未达到目标要求㊂空滤前㊁后安装点Z 向动刚度均未达到目标要求,因此需要对其进行优化㊂图2㊀空滤安装点位置图3㊀空滤前安装点动刚度测试结果图4㊀空滤后安装点动刚度测试结果2021.05 Automobile Parts 0563㊀空滤安装点动刚度优化根据动刚度测试结果,明确了空滤前㊁后安装点动刚度不足的问题㊂针对空滤前㊁后安装点的动刚度不足,采用CAE对其进行优化㊂在整车模型中对空滤安装点进行动刚度分析需要大量的求解时间,由于关注点为空滤安装点,为节省求解时间,提高效率,在已建立好的整车模型中,将含有空滤安装点的局部模型截取出来,在车身截断处加全约束模拟断面的边界条件,构建部分车身模型进行优化,局部模型如图2(a)所示㊂由于空滤前㊁后安装点主要是Z向动刚度不足,因此采取优化措施主要提高Z向的动刚度㊂优化措施:前安装点支架往Z向延长约50mm,增加与前端模块连接;后安装点支架往Z向翻边约20mm,同时增加与左前纵梁焊接㊂优化方案如图5所示㊂图5㊀前㊁后安装点优化方案4㊀优化方案验证将新的优化方案应用于整车,对其优化效果进行验证,测试方法与前述测试方法相同,得到车内声学声压曲线和空滤前㊁后安装点Z向振动特性,并与原状态数据进行对比㊂车内声学对比如图6所示,由图可知,优化后的前排声学虽没有断开空滤安装点改善明显,但相比原状态已有很大改善㊂空滤前㊁后安装点Z向振动对比如图7所示,前㊁后安装点Z向振动幅值均减小,说明优化方案有效㊂图6㊀优化前后车内声学对比图7㊀空滤前㊁后安装点Z向振动特性对比Automobile Parts 2021.050575㊀结论(1)首先通过断开空滤安装点3挡全油门加速工况测试数据与原状态同工况测试数据进行对比,断开空滤安装点车内噪声水平较好,因此引出空滤安装点动刚度不足的猜想㊂(2)通过安装点动刚度锤击测试,明确了空滤安装点动刚度不足的问题㊂(3)针对空滤安装点动刚度不足的问题,利用整车局部模型对空滤安装点动刚度不足进行改进㊂(4)将改进措施应用于实验车,最后通过测试验证,与原状态测试数据进行对比,车内噪声水平改善,提高了乘坐舒适性㊂参考文献:[1]王军华.对我国汽车噪声试验标准的思考[J].江苏交通科技,1998(1):26-31.[2]王学军,张觉慧,陈晓宇.轿车车身的动刚度优化[J].上海汽车,2003(1):20-23.WANG X J,ZHANG J H,CHEN X 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