汽车噪声与振动理论

什么是NVH？NVH是指Noise(噪声)，Vibration(振动)和Harshness(声振粗糙度)。

由于以上三者在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。

举个例子，当汽车通过接缝或凸包时将产生瞬态振动（Harshness），它包括冲击和缓冲两种感觉。

系统刚度越大，车身瞬态振动的幅值越大，冲击越严重，同时固有频率增加使振动衰减变快，缓冲的效果变好。

同时它还给出了利用多元回归模型得到的冲击和缓冲方面感觉等级的经验公式。

总的说来，声振粗糙度描述是振动和噪声共同产生的使人感到极度疲劳的感觉。

简单地讲，乘员在汽车中的一切触觉和听觉感受都属于汽车NVH特性研究的范畴，此外，还包括汽车零部件由于振动引起的强度和寿命等问题。

从NVH的观点来看，汽车是一个由激励源（发动机、变速器等）、振动传递器（由悬挂系统和边接件组成）和噪声发射器（车身）组成的系统。

汽车传动系统NVH特性研究是以汽车传动系统作为研究对象的，是属于于汽车整车NVH特性研究的子系统。

目前的研究来看，汽车传动系统NVH特性研究主要是研究由发动机作为一个激励源产生的或汽车处于某种工况下的传动系统NVH特性。

国外对动力传动系振动特性的研究起步较早，国外先进的汽车厂家从80年代以来已经将汽车结构的动态特性纳入产品开发的常规内容。

尤其是20世纪90年代以来，丰田（Toyota）、通用（GM）、福特(Ford)、克莱斯勒（Chrysler）等大汽车公司的工程研究中心专门设立了NVH分部，集中处理汽车的噪声（Noise）、振动（Vibration）和来自路面接触冲击的噪声声振粗糙度（Harshness）。

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。

1 噪声、振动与声振粗糙度是衡量汽车制造质量的一个综合性问题它给汽车用户的感受是最直接和最表面的。

业界将噪声、振动与舒适性的英文缩写为NVHNoise、Vibration、Harshness统称为车辆的NVH问题它是国际汽车业各大整车制造企业和零部件企业关注的问题之一。

有统计资料显示整车约有1/3的故障问题是和车辆的NVH 问题有关系而各大公司有近20的研发费用消耗在解决车辆的NVH问题上。

对于汽车而言NVH问题是处处存在的根据问题产生的来源又可分为发动机NVH、车身NVH 和底盘NVH三大部分进一步还可细分为空气动力NVH、空调系统NVH、道路行驶NVH、制动系统NVH等等。

NVH问题是系统性的。

例如有些轿车行驶时车厢噪声大查源头在发动机那么这一个噪声问题可能就涉及到三个部分一个是发动本身的噪声大一个是发动机悬置部件减振效果差一个是车厢前围和地板隔音技术不好是一个互相关连的系统问题。

当遇到车厢噪声大时人们一般考虑加强车厢隔音技术和材料而对真正的噪声发生源-发动机则是无能为力这只能是“亡羊补牢”无法从根本上解决问题。

但如果运用NVH解决方案就会涉及发动机、悬置及车架等从根本上减少噪声产生的来源。

因此NVH问题实质是汽车设计中要解决的问题而不是汽车进入市场后要解决的问题。

汽车的发动机和车身都通过弹性元件支承在车桥和轮胎上构成一个弹性振动系统整个系统按照各总成部件又分成多个“弹性振动子系统”。

当汽车因路面凸凹不平、发动机及传动系抖动或车轮不平衡而受激振动时各“弹性振动子系统”发生振动且互相关联。

振动是噪声产生的根源之一行驶时振动大的车辆往往噪声也大。

因此从汽车NVH问题的角度看解决噪声不能头痛治头脚痛治脚而应该考虑到整车其他方面的问题例如要考虑到车身、发动机、轮胎、弹性支承等诸方面。

汽车NVH问题也涉及到零部件生产企业。

近年随着专业化分工整车制造企业已经逐渐将大部分零部件交给零部件生产企业来做。

盛行的“模块化”生产方式把汽车装配生产线上的部分装配劳动转移到装配生产线以外的地方去进行。

噪声与振动控制引言：噪声和振动是我们生活和工作中常见的问题。

无论是在家庭、城市还是工业环境中，噪声和振动都可能对人们的健康和生活质量产生负面影响。

为了保护环境和人类的健康，噪声和振动控制成为了重要的研究和工程领域。

本文将探讨噪声和振动的基本概念、产生原因以及控制的方法和技术。

一、噪声和振动的基本概念1. 噪声的定义和特点：噪声是指对人耳有害或令人不快的声音。

根据声音的频率和强度，噪声可被分为不同类型，如低频噪声、高频噪声和冲击噪声等。

噪声会对人的听力、心理和生理健康产生负面影响。

2. 振动的定义和特点：振动是指物体在一定频率范围内的周期性运动。

振动可能由机械设备、交通工具或环境因素引起。

不良的振动会对人体的健康产生负面影响，如造成眩晕、恶心或骨骼疼痛等。

二、噪声和振动的产生原因1. 工业过程和机械设备：在工业生产和机械运行中，往往会产生大量的噪声和振动。

这些噪声和振动可能来自于机械零件的摩擦、冲击或共振等。

对于工业企业来说，减少噪声和振动不仅可以改善工作环境，还可以提高生产效率和产品质量。

2. 交通运输：汽车、火车和飞机等交通工具的运行也会产生噪声和振动。

车辆的引擎、轮胎和路面的摩擦都会导致噪声和振动的产生。

对于城市居民来说，交通噪声是日常生活中最主要的噪声源之一。

三、噪声和振动控制的方法与技术1. 声音吸收和减振材料：合适的吸声材料和减振材料可以有效降低噪声和振动的产生和传播。

比如，在机房和音乐工作室中使用吸声材料，可以降低声音的反射和传播；在车辆和机械设备中使用减振材料，可以降低振动的传播。

2. 声屏障和振动隔离：声屏障和振动隔离可以将噪声和振动源与周围环境隔离开来。

在城市环境中，建设高效的声屏障可以有效降低交通噪声；在工业场所中，使用振动隔离设备可以减少机械振动对周围环境的影响。

3. 控制源头噪声：控制源头噪声是最有效的噪声控制方法之一。

通过改进机械设备的结构和工作方式，可以减少噪声和振动的产生。

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。

汽车振动噪声现象一、现象的种类、发生原理汽车振动噪声是多种问题组合在一起而出现的复杂的现象。

例如，当乘坐在噪声比较高的车内时，人们一般用“这辆车的发动机很吵”等类似的语句来描述。

但是，实际上汽车的噪声除了发动机以外，还包含其他各种噪声源。

即使是同一款发动机，因传递系统的不同，最终感受到的噪声也是有区别的。

因此，为了制造安静、振动小的汽车，应对“吵闹、不舒服”等与感觉相关的现象进行分类，查明问题所在的领域及主要产生原因，力图从原理上分析问题是如何发生的。

对振动噪声的发生原理进行简要的概括，如图2-7所示。

图2-7 振动噪声发生原理实际中的激励源和传递路径，是由多个部位通过多种方式组合在一起而成的。

二、激励源表2-2中所列为汽车的振动噪声常见的激励源。

表2-2汽车主要激励源在道路上行驶的汽车会受到多种激励源的作用，而每种激励源都有各自不同的易发生振动噪声问题的行驶条件或者频率特征，根据对各种振动噪声现象调查研究，根据所发生的振动噪声问题所在的频率范围，基本上可以锁定激励源的所在。

按照激励源的特性可以大致分为四种。

在对各个现象按照振动系统来进行评价的基础上，根据强制振动、自由振动、自励振动等的振动形态和对象频率的不同，来精确识别和处理。

1）连续强制力（特定频率）。

转矩变动、惯性力、齿轮啮合力、不平衡力、转向节的不等速性。

2）连续强制力（随机、脉冲）。

空气乱流、路面的凸凹不平、爆发压力。

3）脉冲激励。

路面的凸凹不平（段差、突起）等。

4）阶跃激励。

过渡转矩变动、过渡摩擦力变动等。

当需要降低某些振动噪声时，最根本的方法是从激励源上采取措施以降低激振力。

因此，需要了解各个激励的产生原理。

三、传递系统（1）传递路径对于某一种激励源，经常存在多条传递路径。

虽然可以从某种程度上确定有代表性的传递路径，但是有时从特殊的路径传递而来的振动、噪声，必须要考虑与激励源相连接的所有部位。

关于噪声的传递系统，不仅要考虑噪声到车身各个部位的振动传递系统，还要考虑从车身的各个部位到声学评价点之间的声学传递系统，因此是有一定难度的。