如何将汽车制造成精品 —汽车噪声与振动控制68页PPT

13、声级的计权
（1）、频率计权
1）、A计权 2）、B计权 3）、 C计权
（ 2）、时间计权
1）、快，指数时间常数为125ms 2）、慢，指数时间常数为1s 3）、峰值保持，指数时间常数不到100μs
三、噪声数据的显示和分析
1、单值指数法
（1）、压力时程 （2）、压力的均方根 （3）、声压级时程 （4）、等效连续声级 （5）、统计声级
2、基于频率的指数法
（1）、1倍频程 （2）、1/3倍频程滤波器 （3）、1/12倍频程滤波器 （4）、1/24倍频程滤波器 （5）、阶次跟踪：当分析旋转机械的噪声时，常采用阶次跟踪技术。 （6）、恒定带宽级频率分析方法 （7）、瀑布图
第三章
汽车外部噪声：评价和控制
对整车外部噪声的主要贡献是进气噪声、排气噪声、轮胎 噪声等。所以控制这些噪声源对控制整车外部噪声是很重要的 。 噪声源的排列方法： 1、隔离 2、屏蔽 3、近声场的传声器技术 4、声强画图 5、声场空间转换方法 6、来自振动的噪声 7、建模
1、什么是汽车精品化
精品化就是从粗糙的特征中释放出来，变得高雅或者是完善。精品化 不仅是一个过程，而且也是最后状态的描述（精致、优美等）。
2、汽车精品化涵盖的内容
（1）、NVH（即noise,vibration,harshness） Noise（噪声）：用来描述可听到的声音，特别关注30Hz-4000Hz的声音。 Vibration（振动）：用来描述可以感觉到的振动，特别关注30Hz-200Hz 的振动。 Harshness（声振粗糙度）：指的是由于悬架减振不好而产生的振 动与噪声问题。 （2）、乘坐舒适性 （3）、可操纵性
（1）、发动机辐射噪声指标 （2）、进气口辐射噪声指标 通常在距离进气口100mm处以90°入射角记录的噪声 作为最大声压级。 （3）、排气管辐射噪声指标 通常在距离排气口500mm处以45°入射角记录的噪声 作为最大声压级。

Road NVH Dominance
Wind NVH Dominance
Wind NVH Road NVH Powertrain NVH
Speed 10
30
50
70
90
110 130 150
Speed
8
NVH与频率的关系
路面及动力系统 的振动
Road & P/T Vibration
路面及动力系统的噪声Road & P/T Sound
汽车NVH介绍
1
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
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汽车的性能
动态性能
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
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变速器啸叫
• T.E. vs. Gear Noise
Gear Mesh
Xa Xb
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
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变速器敲击
60000
Force Magnitude (N)
50000 40000 30000 20000
MB1 Mag Excite MB1 Mag JOA MB2 Mag Excite MB2 Mag JOA MB3 Mag Excite MB3 Mag JOA MB4 Mag Excite MB4 Mag JOA
激光测量, 等
1
0.1
T-Magnitude(Y) T-Magnitude(Z)

CHAPTER
02
汽车振动分析
汽车振动类型
垂直振动
汽车在行驶过程中受到 路面不平的影响，产生 的垂直方向上的振动。
侧向振动
汽车在转弯或行驶在弯 道时，由于离心力作用
产生的侧向振动。
纵向振动
由于发动机、传动系统 等内部组件的往复运动
产生的纵向振动。
扭转振动
由于发动机扭矩波动或 传动系统的不平衡引起
的扭转振动。
振动产生的原因
路面不平
汽车行驶在凹凸不平的路面上，导致垂直振 动。
传动系统不平衡
传动系统中齿轮、轴承等组件的不平衡或误 差，导致扭转振动。
发动机扭矩波动
发动机内的燃烧和机械运动产生的扭矩波 动是纵向振动的主要原因。
轮胎不平衡
轮胎质量分布不均或安装不当，引起侧向和 垂直振动。
振动对汽车性能的影响
03
汽车在高速行驶时，空气动力学产生的气流会对车身产生振动
和噪声。
振动与噪声对汽车性能的影响
舒适性
振动和噪声会影响乘客的舒适感，过大的振动和 噪声会对乘客的身体健康产生不良影响。
安全性
过大的振动和噪声可能会影响驾驶员的判断力和 反应速度，从而影响驾驶安全。
车辆寿命
长期的振动和噪声可能会对汽车的零部件产生疲 劳损伤，从而影响车辆的使用寿命。
油耗
过大的噪声可能增加车辆的油耗，影响经济性。
风噪声
其他噪声
汽车行驶时，空气与车身、车窗等相互作 用产生的声音。
如传动系统、冷却系统等产生的声音。
噪声产生的原因
机械振动
发动机、传动系统等部件的振动是产生汽车 内部和外部噪声的主要原因。
气动噪声
气流与车身、车窗等相互作用产生的声音。

生理方面：长期暴露在高噪声的环境易于导致引 起听力伤害（轻则高频听阈损伤，中则噪声性耳 聋，重则耳鼓膜破裂）、另外还易于引发肠胃功 能紊乱、心脏组织缺氧导致肠胃疾病和心血管疾 病。
噪声可使机械设备、建筑等产生声疲劳。
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1，声与噪声
噪声污染是工业化所带来的直接后果，随工业发展进程 的加快，噪声污染所涉及的范围仍不断扩大，同时随着生 活水平的提高，对环境的要求越来越高，所以为噪声的控 制提出了更高的要求。
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2，振动
振动的描述量：
振幅（位移、速度、加速度）、频率、 相位
振动的分类：
按响应性质分类：
确定性振动：确定性系统受到确定性的激励其响 应也是确定性的。如不平衡转子激起的振动。
确定公式进行描述，可预测的。
随机振动：即使是确定性系统，在受到随机激励 时，系统的响应也是随机的。例如汽车在路面上 奔驰所受到的路面激励为随机激励。
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2，振动
参变振动：通过周期或随机地改变系统的特征参数来 实现。
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2，振动
按自由度多少分类：
单自由度系统振动：若仅考虑汽车的垂直振动且忽略 汽车 前后悬挂质量的差别，忽略非悬挂质量的振动， 可 以将汽车简化为单自由度模型进行分析。
多自由度系统振动：若考虑汽车的垂直振动，考虑非 悬挂 质量的振动，同时考虑其俯仰运动，则至少需要 将 其简化为四自由度模型。
不同声压级给人的感觉
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1，声与噪声
结构的振动是噪声产生的根源之一，因此，研究噪声 时，常常将其与振动一起进行分析，对汽车来说，就是 NVH（noise,vibration,Harshness)问题。 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， 而应该对车辆进行整体的考虑，例如要考虑到发动机、 轮胎、弹性支承等诸方面。

噪声限值的确定依据 以考虑噪声对成员和环境的影响、降噪技术措施的可 能性以及经济上的合理性为依据综合权衡确定。
噪声评价参数 通常常用工况和最大噪声工况。 现采用加速行驶噪声、匀速行驶噪声，还有定置噪声 和减速行驶噪声等。
噪声测试方法（GB1496-79）
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第二节 发动机噪声及影响因素
一、 燃烧噪声：
导致缸内压力剧增，会产生频率为500～2000Hz的 噪声。
6 ❖ 解决办法：消除燃烧室内的积炭。
第二节 发动机噪声及影响因素
爆燃现象
表面点火
定 义
由于气体压力和温度过高，在 燃烧室内离点燃中心较远处的 末端可燃混合气自燃而造成的
由燃烧室内炽热表面（如排气 门头、火花塞电极、积碳）点 燃混合气产生的另一种不正常
的最大压力和压力上升率，远远高于汽油机，柴油机 的燃烧噪声比汽油机大的多。
2）柴油机的燃烧噪声与其燃烧过程组织的好坏密切相关。 柴油机的燃烧噪声主要集中在速燃期内，备燃期也就 是着火延迟期对燃烧噪声具有潜在的影响。
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第二节 发动机噪声及影响因素
一、 燃烧噪声：
2.柴油机燃烧噪声
按 p-φ 示 功 图 的 压 力 变 化 情况，将柴油机的燃烧过 程分为以下四个阶段：
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第二节 发动机噪声及影响因素
三、 机械噪声
定义：内燃机运转时由于内部各零部件之间间隙引起撞击 及内部作周期性变化的作用力在零部件上产生的弹性 变形所导致的表面振动而发生的噪声。
属于宽波段、 高频噪声。
机械噪声
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活塞敲缸噪声 配气机构噪声 齿轮传动噪声 机体振动噪声 喷油泵噪声
第二节 发动机噪声及影响因素
发动机转速升高时，机械噪声的贡献逐渐增强；

《汽车噪声控制》ppt课件
• 引言 • 汽车噪声的来源 • 汽车噪声控制技术 • 汽车噪声标准与法规 • 未来汽车噪声控制技术展望
01 引言
汽车噪声的危害
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02
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听力损伤
长时间暴露在高噪声环境 下会对人的听力造成不可 逆的损伤。
情绪压力
噪声过大容易引发人的烦 躁、焦虑等不良情绪，影 响心理健康。
合理布置车身附件，如储物箱、行李架等 ，避免产生共振和噪音叠加。
04 汽车噪声标准与法规
国际汽车噪声标准与法规
国际标准化组织（ISO）标准
ISO 362测量和评估道路车辆发出的空气动力噪声的试验室方法。
欧盟法规
欧盟指令2000/53/EC关于新乘用车和轻型商用车噪声排放的规定。
中国汽车噪声标准与法规
05 未来汽车噪声控制技术展望
新材料的应用
轻量化材料
采用高强度钢、铝合金等轻量化材料 ，降低汽车质量，从而减少振动和噪 音。
隔音材料
开发新型隔音材料，如高效隔音泡沫 、隔音涂层等，提高车身隔音性能。
新技术的应用
主动噪声控制
利用传感器和算法实时监测和抑制噪声，提高车内静谧性。
智能声学包装
通过优化车内声学环境，如采用声学包装和声学设计，降低 外部噪音对乘客的影响。
国家标准
《GB 1495-2002 汽车加速行驶车外 噪声限值及测量方法》。
环保法规
中国环境保护法对汽车噪声排放进行 了限制。
汽车噪声检测方法
半消声室检测法
在半消声室中模拟汽车行在户外场地设置测量点，测量汽车行驶时的噪声。
车载设备自测法
使用车载噪声测量设备进行实时测量，便于了解实际使用中的噪声 水平。

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一个振动系统由哪些部分构成
• 构成机械振动系统的基本元素
– 惯性、恢复性和阻尼
• 质量(mass) • 弹簧(spring) • 阻尼(damping)
量纲： m:kg k:N/m c: N.s/m
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机械振动有哪些类型
2.按振动系统的自由度数分类
确定系统在振动过程 中任何瞬时几何位置 所需独立坐标的数目
单自由度系统振动——确定系统在振动过程中任何瞬 时几何位置只需要一个独立坐标的振动；
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机械振动有哪些类型
2.按振动系统的自由度数分类
两自由度系统振动——确定系统在振动过程中任何瞬 时几何位置需要两个独立坐标的振动；
动体与固定位置之间的关系或者是某个瞬间 两个振动物体位置的相对关系)
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例题1.1
• 某振动的位移x(m)与时间t(s)的关系可以写成
x 0.2sin(15t 0.3)
• 求(1)振幅(2)振动圆频率(3)振动频率(4)振动周期(5)相位角
x Asin(t )
A 0.2m 15rad/s
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什么是振动 Vibration？
• 物体以其平衡位置为中心所做的往复运动 • Any motion that repeats itself after an interval
of time • 振动是自然界中常见的现象
心脏的搏动、耳膜和声带的振动等 汽车、火车、飞机及机械设备的振动 家用电器、钟表的振动 地震以及声、电、磁、光的波动等等 股市的升跌和振荡等

• 平均透声系数：
• 平均隔声量：
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2.4.3 噪声被动控制技术-------隔声降噪
组合墙隔声量另一种计算
• 平均透声系数：
• 平均隔声量：
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2.4.3 噪声被动控制技术-------隔声降噪
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2.4.3 噪声被动控制技术-------隔声降噪
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1.改变空间的几何形状、比例尺度和整体布局；
如通过调整空问的区域分隔，天棚、墙面的造型、设施的摆 放等来增加散射面，达到消声目的。
2.选择有效的吸声结构和吸声体；
(1)中高频的噪声，一般可用20mm～50mm 厚常规吸声材料， 如岩棉板，矿棉板等，若噪声量大或要求高时，可用50mm80mm厚的超细玻璃棉等多孔吸声材料，并选择适宜的装饰 饰面。
隔声间 • 隔声间：由不同隔声构件组成的具有良好 隔声性能的房间。 • 组合墙：隔声间除需要有足够隔声量的墙 体外，还要有隔声性能的门和窗。通常门 和隔声量总比隔声墙差一些。具有门窗等 不同隔声构件的墙体称为组合墙。
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2.4.3 噪声被动控制技术-------隔声降噪
组合墙的隔声性能 • 平均透声系数：
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2.4.3 噪声被动控制技术-------隔声降噪
双层均匀墙的共振频率：
空气层厚度
注意：课本上m1=m2,公式2.4-15
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2.4.3 噪声被动控制技术-------隔声降噪

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9.2车内噪声及其控制
9.2.3车内噪声控制方法 6.车内噪声的主动控制 车内降噪的主动控制是在车内声场中引入受控制的声激励源来产生 反噪声场，通过驻波作用来降低车内噪声。
对嗡嗡声的主动噪声控制 第23页/共43页
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9.3汽车整车噪声及其控制
9.3.1汽车整车噪声的分类及汽车噪声标准 1.分类 根据汽车降噪对环境的影响分为：车内噪声、车外噪声。 汽车的噪声源主要有：汽车发动机噪声、底盘噪声、车身噪声及汽 车附件和电气系统噪声。 与发动机转速有关的噪声：发动机噪声、进气噪声、排气噪声、风 扇噪声、由发动机带动的附件噪声。 与车速有关的噪声：传动系噪声、轮胎噪声、车体振动噪声。
制
9.2.2车内噪声的产生机理、特性及传播途径 5.轮胎间接噪声 (3)崎岖噪声 由轮胎不均匀波形的2次、3次成分引起的，频率在50Hz左右、压迫 感强的噪声。常发生在车速100Km/h以上； (4)道路噪声 由路面凸凹不平引发的噪声。可分为三类： 1)狭义道路噪声：砂石路和粗糙有规则的凸凹不平路面引发的噪声。 2)砖砌路噪声：铺轨道和铺石块路面引发的噪声。 3)路面接缝噪声：路面接缝处引发的冲击噪声。
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9.2车内噪声及其控制
9.2.2车内噪声的产生机理、特性及传播途径 4.车内轰鸣声产生机理 车内轰鸣声产生机理： (1)车辆在坏路行驶时的低频轰鸣声：由于路面凹凸不平导致轮胎承 受位移变形，振动通过悬架系统传入车身； (2)低速轰鸣声：在低速区域由发动机转矩的变化而成为扭转振动的 激励源，驱动系统的扭转振动、后悬架的扭曲振动通过车架传递，引起 车身整体弯曲振动，最后在车内形成低速轰鸣声； (3)中速轰鸣声：在中速区域作为激振力的发动机转矩的变化、旋转 体的不平衡，使车身振动，产生轰鸣声； (4)高速轰鸣声：发动机活塞和连杆等引起的惯性力及惯性力偶矩， 使车身振动，产生轰鸣声。

3 智能结构系统的噪声主动控制
1 变速箱箱体的降噪技术
• 提高刚度—— 对变速箱的箱体进行加固，尤其是提高关键 点处的刚度，降低变速箱箱体的辐射噪声是降低该变速箱 箱体噪声的主要措施。主要采用增加加强筋的方法，提高 整体刚度，达到减振降噪的目的。
• 提高箱体内齿轮啮合质量——齿轮啮合动态激励是汽车变 速器产生振动的基本原因，提高箱体内常啮合齿轮的啮合 质量，减小振动激励源，达到降低噪声的目的。
力在它们之间的传递特性有关。
发汽汽动车车机 减 减运振振行降降产噪噪部密生被被的动动件封排控控气制制采元噪技技声术术用件、进消来气噪声消声、器除风扇，泄噪声对漏等，振气由空动流气通部的过车件间身的采隙孔、用，缝隙减增传至振加车内器密或通； 封过车②压身板采力壁透用。声至或车内改。 进
汽车减振降噪被动控制技术
被动控制降噪技术多从以下3方面着手： 1 消除或减弱声源噪声； 2 控制噪声传播途径，阻断固体传播； 3 保护噪声接受者
1 消除、减弱噪声源
齿轮系统的噪声强度不仅与齿轮啮合的动态激励力有关，而且还与轮体、传动轴、轴承及箱体等的结构形式、动态特性以及动态啮合 力在它们之间的传递特性有关。 “激励”又称为“激励源”，是施加于系统的外部原因
3 智能结构系统的噪声主动控制
• 将驱动元件和传感元件紧密结合在结构中，同时也将逻辑 控制电路、信号处理器、功率放大器、信息处理和人工智 能环节以及数据传输总线等集成在结构中，通过机械、热 、电、磁等激励和控制，使智能结构不仅具有承受载荷的 能力，还具有识别、分析、处理及控制等多种功能。
• 如电／磁流变减振器控制，压电材料智能结构控制
“激励”又 称为“激励 源”，是施 加于系统的 外部原因
2 噪声的有源控制