汽車噪聲分析與控制概述

汽車噪聲分析與控制3/10/20231目前無十分合適的教材。參考書目有：盛美萍等，噪聲與振動控制技術(shù)基礎(chǔ)，科學(xué)出版社徐兀，汽車振動與噪聲控制，人民交通出版社1987朱孟華，內(nèi)燃機(jī)振動與噪聲控制，國防工業(yè)出版社，1995何渝生，汽車噪聲控制，機(jī)械工業(yè)出版社，1995靳曉雄，汽車噪聲的預(yù)測與控制，同濟(jì)大學(xué)出版社，2004龐劍等，汽車噪聲與振動－理論與應(yīng)用，北京理工大學(xué)出版社，2006趙玫等，機(jī)械振動與噪聲學(xué)，科學(xué)出版社，2004馬大猷，噪聲控制學(xué)，科學(xué)出版社，1987馬大猷，噪聲與振動控制工程手冊，機(jī)械工業(yè)出版社，20023/10/20232專題書籍有：王治國，MSC.ACTRAN工程聲學(xué)有限元分析理論與應(yīng)用，國防工業(yè)出版社，2007陳克安等，聲學(xué)測量，科學(xué)出版社2005周廣林，掃描聲強(qiáng)測量技術(shù)，哈爾濱工程大學(xué)出版社，2007蔣孝煜，連小珉，聲強(qiáng)技術(shù)及其在汽車工程中的應(yīng)用，清華大學(xué)出版社，2001張紹棟，熊文波，噪聲與振動測量技術(shù)，杭州愛華儀器有限公司，2005（日）計(jì)量管理協(xié)會，噪聲與振動測量，中國計(jì)量出版社，1990王其政，統(tǒng)計(jì)能量分析原理及其應(yīng)用周新祥，噪聲控制技術(shù)及其新進(jìn)展，冶金工業(yè)出版社，20073/10/20233主要內(nèi)容汽車與振動噪聲概述噪聲控制的振動基礎(chǔ)噪聲控制的聲學(xué)基礎(chǔ)：聲波基本方程、各參數(shù)間的關(guān)系振動控制的基本措施消振、隔振、吸振、減振噪聲控制的基本措施消聲、吸聲、隔聲3/10/20234第一章汽車與振動噪聲概述1，聲與噪聲2，振動3，研究汽車振動噪聲的意義4，汽車的NVH問題5，汽車發(fā)展與NVH技術(shù)進(jìn)步6，汽車的NVH特征7，汽車振動噪聲分類8，汽車振動噪聲控制3/10/202351，聲（sound）與噪聲（noise）自然界中‘聲’是非常直觀的一種物理現(xiàn)象，也是最早被人們認(rèn)識的一種物理現(xiàn)象之一。研究聲的科學(xué)即為聲學(xué)。大約在19世紀(jì)中期，聲學(xué)的基本理論已經(jīng)達(dá)到了很完善的地步。聲學(xué)是當(dāng)前非?；钴S的學(xué)科之一，它的分支目前已經(jīng)超過了20個，而且還有新的分支在不斷的產(chǎn)生，因此聲學(xué)被稱為“古老而又年輕的學(xué)科”。下圖為聲學(xué)的主要分支以及與一些基礎(chǔ)領(lǐng)域的聯(lián)系。

本課程關(guān)于聲學(xué)方面，首先介紹一些聲學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識，而后介紹噪聲學(xué)中的部分內(nèi)容。3/10/202363/10/20237（1）聲的描述量：頻率（frequency）、聲壓（soundpressure）、聲強(qiáng)（soundintensity）、聲功率（soundpower）等。頻率在20Hz～20KHz之間的聲波人類能夠聽到，為可聽聲（audiblesound）。在該頻率范圍涉及對人們所需要的聲音的研究（如音樂聲學(xué)），也包括對人們所不需要的聲音的研究（如噪聲學(xué)）。

低于20Hz及高于20KHz聲人們完全聽不到嗎？。低于20Hz的聲波為次聲波(infrasound)

；高于20KHz的聲波為超聲波(ultrasound)

。

次聲波和超聲波均難以稱為噪聲源。只有可聽聲頻域內(nèi)結(jié)構(gòu)的振動以及氣體的脈動和渦流、空腔共鳴才能構(gòu)成噪聲源。1，聲與噪聲3/10/20238不同聲壓級給人的感覺1，聲與噪聲3/10/20239結(jié)構(gòu)的振動是噪聲產(chǎn)生的根源之一，因此，研究噪聲時(shí)，常常將其與振動一起進(jìn)行分析，對汽車來說，就是NVH（noise,vibration,Harshness)問題。行駛時(shí)振動大的車輛往往噪聲也大。因此，從汽車NVH問題的角度看，解決噪聲不能頭痛治頭，腳痛治腳，而應(yīng)該對車輛進(jìn)行整體的考慮，例如要考慮到發(fā)動機(jī)、輪胎、彈性支承等諸方面。結(jié)構(gòu)的振動向周圍的空間輻射聲波。振動還引起基礎(chǔ)及相連的固體結(jié)構(gòu)振動產(chǎn)生聲波，如重型汽車的某些振動可能對頻繁通過區(qū)附近的建筑物造成危害。

是不是所有的振動都能夠產(chǎn)生噪聲呢?

1，聲與噪聲3/10/202310在可聽聲頻域內(nèi)，（振動的兩面性）振動可以產(chǎn)生刺耳的，對人有不良影響的噪音。振動也可以美妙動聽的聲音，如各種樂器的發(fā)聲均是利用樂器結(jié)構(gòu)的振動產(chǎn)生并放大。通常人們將悅耳的聲音稱之為樂音，將不需要、會產(chǎn)生不利影響的聲音叫做噪聲。這是從主觀感覺上進(jìn)行區(qū)分。從客觀上樂音與噪音的區(qū)別在于具有不同頻譜。音樂：振幅和頻率有明確的規(guī)律。噪聲：各種頻率和振幅都無規(guī)律的聲波的組合。

有沒有可能將噪聲通過改變變成樂音呢？1，聲與噪聲3/10/202311噪聲污染、大氣污染、水污染和固體廢棄物污染被稱為環(huán)境方面的四大公害。大氣污染、水污染、固體廢棄物污染（電池、核廢料）有一定的時(shí)間性，即污染源切斷后，仍在一定的時(shí)間內(nèi)保持有污染。但是噪聲源一旦停止則噪聲污染也停止，所以噪聲污染有其特殊性。1，聲與噪聲3/10/202312噪聲污染所導(dǎo)致的危害：噪聲對人的危害可表現(xiàn)在兩方面：心理方面：當(dāng)人們在高噪聲的環(huán)境下時(shí)，會感到心情煩躁注意力分散、反映遲鈍、容易疲勞。從而造成工作和學(xué)習(xí)效率降低，引發(fā)工作中的差錯，嚴(yán)重的會造成事故。生理方面：長期暴露在高噪聲的環(huán)境易于導(dǎo)致引起聽力傷害（輕則高頻聽閾損傷，中則噪聲性耳聾，重則耳鼓膜破裂）、另外還易于引發(fā)腸胃功能紊亂、心臟組織缺氧導(dǎo)致腸胃疾病和心血管疾病。噪聲可使機(jī)械設(shè)備、建筑等產(chǎn)生聲疲勞。1，聲與噪聲3/10/202313

噪聲污染是工業(yè)化所帶來的直接后果，隨工業(yè)發(fā)展進(jìn)程的加快，噪聲污染所涉及的范圍仍不斷擴(kuò)大，同時(shí)隨著生活水平的提高，對環(huán)境的要求越來越高，所以為噪聲的控制提出了更高的要求。汽車領(lǐng)域?qū)煌ㄔ肼暤目刂坪统俗孢m性要求均日益嚴(yán)格。如對汽車等機(jī)動車輛，國家制定了“汽車加速行駛車外噪聲限值及測量方法”國家強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)GB1495－2002，例如轎車允許的車外加速噪聲74dB。隨著國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)中噪聲要求的提高，了解如何對（汽車的）噪聲進(jìn)行控制的意義顯而易見。

噪聲方面，本課程將學(xué)習(xí)聲學(xué)基本知識以及噪聲控制的基本措施：包括消聲、隔聲、吸聲等。1，聲與噪聲3/10/202314振動——物體在一定位置附近隨著時(shí)間作往復(fù)運(yùn)動，稱為機(jī)械振動。更廣義的講，物體或某種狀態(tài)隨著時(shí)間往復(fù)變化的現(xiàn)象，稱為振動。

地面上的汽車、火車、拖拉機(jī)；地下的地鐵；空中的飛機(jī)；海洋中的艦船；各種樂器的發(fā)聲空間存在的電磁波；（收音機(jī)的調(diào)臺是利用電磁共振的原理）建筑、橋梁受到激勵也會振動；洗衣機(jī)、電冰箱一旦啟動，振動就始終伴隨；就人體本身，心臟的跳動、肺的呼吸、腦電的波動2，振動3/10/202315振動的描述量：

振幅（位移、速度、加速度）、頻率、相位振動的分類：按響應(yīng)性質(zhì)分類：確定性振動：確定性系統(tǒng)受到確定性的激勵其響應(yīng)也是確定性的。如不平衡轉(zhuǎn)子激起的振動。確定公式進(jìn)行描述，可預(yù)測的。隨機(jī)振動：即使是確定性系統(tǒng)，在受到隨機(jī)激勵時(shí)，系統(tǒng)的響應(yīng)也是隨機(jī)的。例如汽車在路面上奔馳所受到的路面激勵為隨機(jī)激勵。不可預(yù)測，只能分析其統(tǒng)計(jì)特性2，振動3/10/202316按振動產(chǎn)生的原因分類：自由振動(freeoscillation)：彈性系統(tǒng)具有初始位移或初始速度，此后不再受外界激勵的情況下所發(fā)生的振 動?？捎糜诜治鱿到y(tǒng)的固有特性參數(shù)。受迫振動(forcedoscillation）：彈性系統(tǒng)在外界激勵下發(fā)生的振動，外界激勵是周期性的或交變的。如：不平衡轉(zhuǎn)子引起的振動，汽車行駛在不平路面激勵下的振動等包括確定性振動、隨機(jī)振動2，振動3/10/2023172，振動3/10/202318自激振動：作用在系統(tǒng)上的非周期性激勵（或不變激勵）被系統(tǒng)本身的振動變?yōu)橹芷谛约?，把能量斷續(xù)地輸入到振動系統(tǒng)當(dāng)中，從而維持或發(fā)展系統(tǒng)的振動。振動停止，激振源即停止。（摩擦、空氣動力）2，振動3/10/2023192，振動3/10/202320參變振動：通過周期或隨機(jī)地改變系統(tǒng)的特征參數(shù)來實(shí)現(xiàn)。2，振動3/10/202321按自由度多少分類：單自由度系統(tǒng)振動：若僅考慮汽車的垂直振動且忽略汽車 前后懸掛質(zhì)量的差別，忽略非懸掛質(zhì)量的振動，可 以將汽車簡化為單自由度模型進(jìn)行分析。多自由度系統(tǒng)振動：若考慮汽車的垂直振動，考慮非懸掛 質(zhì)量的振動，同時(shí)考慮其俯仰運(yùn)動，則至少需要將 其簡化為四自由度模型。彈性體振動：無窮自由度。由于許多情況下彈性體振動無 解析解，目前多采用有限元的方法將連續(xù)的彈性體 劃分為若干離散單元的組合體進(jìn)行研究。2，振動3/10/202322按振動位移特征分類：角振動：如車架的扭轉(zhuǎn)振動，軸的扭轉(zhuǎn)振動直線振動：如車輛的垂直振動按系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)特性分類：線性振動：如振動系統(tǒng)的質(zhì)量、剛度、阻尼均不隨系統(tǒng)運(yùn) 動參數(shù)而變化，且彈性力、阻尼力均可簡化為線性 模型，該系統(tǒng)發(fā)生的振動為線性振動。非線性振動:凡是不能簡化為線性系統(tǒng)的振動系統(tǒng)都為非線 性系統(tǒng)。如采用可變剛度的鋼板彈簧時(shí)汽車振動為 非線性。（參變振動為非線性振動）2，振動3/10/202323

工程中有大量的振動問題需要人們?nèi)シ治鼋鉀Q，無論是什么振動問題，一般來說，都是在激勵、響應(yīng)、系統(tǒng)特性三者之間已知兩個求第三個。通常將振動問題主要包括以下三類。振動分析：已知激勵與系統(tǒng)特性，求系統(tǒng)響應(yīng)。振動環(huán)境預(yù)測：已知系統(tǒng)特性及系統(tǒng)響應(yīng)，反求激勵。系統(tǒng)識別：已知激勵及系統(tǒng)響應(yīng)，來確定系統(tǒng)的特性。對系統(tǒng)識別問題的另一種提法是：在一定的激勵條件下，如何設(shè)計(jì)系統(tǒng)的特性，使得系統(tǒng)的響應(yīng)滿足指定的條件，這也稱為振動設(shè)計(jì)。2，振動3/10/202324當(dāng)遇到車廂噪聲大時(shí)，一般考慮加強(qiáng)車廂隔音技術(shù)和材料，而對真正的噪聲發(fā)生源可能無能為力，要從根本上減少噪聲，就會涉及發(fā)動機(jī)、懸置及車架等的設(shè)計(jì)問題，因此，NVH問題實(shí)質(zhì)是汽車設(shè)計(jì)中要解決的問題，而不是汽車試制或進(jìn)入市場后要解決的問題。2，振動3/10/202325為什么許多情況下要對振動進(jìn)行控制？振動能夠產(chǎn)生噪聲，噪聲會干擾人的工作和健康。各類振動特別是1~100HZ的低頻振動直接對人有影響。長期暴露于強(qiáng)振環(huán)境，人的機(jī)體會受到損壞。機(jī)械設(shè)備或建筑結(jié)構(gòu)會受到破壞，任何結(jié)構(gòu)承受動態(tài)載荷的能力均低于其承受靜態(tài)載荷的能力。大幅度的振動將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承受大的動態(tài)應(yīng)力，容易產(chǎn)生疲勞破壞。（振動疲勞、聲疲勞）

為什么振動會對人體造成危害？2，振動3/10/202326人體是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含著若干線性和非線性部件，人與人在身高、體重、骨骼、肌肉等方面有很大差別，所以各部件的性能也各不相同。但各部件有各自的固有頻率，當(dāng)激振的頻率與固有頻率相近時(shí)發(fā)生共振，這將使人很不舒服，甚至?xí)股眢w受到傷害。

2，振動3/10/2023273/10/202328人能感受到的振動頻率范圍為1~100Hz。根據(jù)人的感受將振動按頻率劃分可分為三類振動：低頻振動1~30Hz中頻振動30~100Hz高頻振動100HZ以上

實(shí)驗(yàn)表明人對頻率為2~12Hz的振動感覺最敏感。高于12低于2Hz則敏感性逐漸降低。這是因?yàn)槿梭w許多器官的共振頻率分布在此頻率范圍內(nèi)。對人最有害的頻率是與各器官的固有頻率相吻合的頻率。

例如人肢體在6Hz；內(nèi)臟器官在8Hz附近；7Hz左右對大腦和神經(jīng)的影響較大等。人體感覺最舒服的頻率：1.6Hz散步的頻率。故乘坐舒適的轎車頻率在1.6Hz附近。2，振動3/10/202329

由于人體的身體素質(zhì)、年齡以及心理上的千差萬別，對振動的敏感程度也不同，導(dǎo)致評價(jià)振動對人體的影響比較復(fù)雜，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）在綜合了大量資料的基礎(chǔ)上提出了ISO2631/1－1985《人體承受全身振動的評價(jià)》，在1997年又做了修正，公布了ISO2631/1－1997。關(guān)于汽車縱向振動要求的平順性，中國也制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)QC/T474-1999，即原GB/T12471-90。

2，振動3/10/202330振動的危害是多方面的，它損害或影響在振動環(huán)境內(nèi)工作人員的身體健康和工作效率，對儀器、設(shè)備和建筑物造成損壞，特別是結(jié)構(gòu)發(fā)生共振時(shí)，很容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的疲勞破壞。振動除了有害的一面，也有有利的一面。例如：振動壓路，振動搗實(shí)，振動篩選，振動打樁等等，通過學(xué)習(xí)振動規(guī)律可以利用有益的振動，控制有害的振動。

本課程將學(xué)習(xí)振動的基本理論以及振動控制的基本措施：包括消振、隔振、吸振、減振。2，振動3/10/202331汽車可以看做是一個彈性振動系統(tǒng)，整個系統(tǒng)按照各總成部件又分成多個“彈性振動子系統(tǒng)”。當(dāng)汽車因路面凸凹不平、發(fā)動機(jī)及傳動系抖動或車輪不平衡而受激振動時(shí)，汽車作為彈性振動系統(tǒng)發(fā)生振動，同時(shí)由于結(jié)構(gòu)振動、空氣動力性以及空腔共鳴等原因?qū)a(chǎn)生噪聲。汽車的振動噪聲影響乘用舒適性。對于駕駛員大的振動與噪聲將導(dǎo)致其疲勞，影響工作效率甚至行車安全。對于軍用車輛，如坦克裝甲車等，大的振動與噪聲直接導(dǎo)致士兵的作戰(zhàn)能力下降。振動對舒適性直接產(chǎn)生影響的量：振動加速度、頻率噪聲對舒適性產(chǎn)生直接影響的量是聲壓、頻率3，研究汽車振動噪聲的意義3/10/202332汽車噪聲對環(huán)境噪聲影響很大。城市機(jī)動車輛的劇增使其成為城市的主要噪音源。且由于機(jī)動車輛的噪音是流動的，干擾范圍大。目前對于汽車的振動和噪聲國家已有明確的標(biāo)準(zhǔn)，例如：GB1495-2002，不達(dá)標(biāo)準(zhǔn)的汽車不能投放市場。振動和噪聲大的汽車，顧客不滿意，該汽車也將失去市場競爭力。由于上述各方面原因，對汽車的振動、噪聲進(jìn)行控制非常必要而且刻不容緩，否則產(chǎn)品將失去市場。3，研究汽車振動噪聲的意義3/10/202333國際汽車企業(yè)非常重視汽車的NVH。以汽車王國美國的通用汽車公司（全球最大的汽車企業(yè)）為例，設(shè)計(jì)人員中有1/3～1/4、CAE人員中有1/3，試驗(yàn)人員中1/2與NVH有關(guān)。國內(nèi)目前對汽車噪聲、振動的研究也已經(jīng)比較重視，但相比之下對汽車噪聲方面的研究還很不系統(tǒng)，難以有效地指導(dǎo)產(chǎn)品開發(fā)。因此，我國汽車行業(yè)面臨的噪聲研究工作任務(wù)是繁重的，也是非常緊迫的。

3，研究汽車振動噪聲的意義3/10/202334（1）汽車性能安全性；可靠性；噪聲與振動（NVH)；動力性能；燃油經(jīng)濟(jì)性能；排放與環(huán)境性能；發(fā)動機(jī)控制與調(diào)節(jié)性能；空調(diào)系統(tǒng)性能；電子系統(tǒng)性能等。模型制作；裝配工藝；成本控制；質(zhì)量控制；重量控制等4，汽車NVH問題3/10/202335汽車界將噪聲、振動與舒適性的英文縮寫NVH（Noise、Vibration、Harshness）統(tǒng)稱為車輛的NVH問題。4，汽車NVH問題3/10/2023364，汽車NVH問題

（2）什么是NVH噪聲（Noise）—指的是顧客所能聽到的聲音—聲音的頻率大體上在20赫茲到10000赫茲之間?！ǔＳ寐曇舻念l率、聲級和音質(zhì)來描述。振動（Vibration）—指的是顧客所感覺到的和看到的?！眢w所能感知運(yùn)動的頻率范圍通常在0.5赫茲到50赫茲之間。—通常用頻率、振幅和振動方向來描述。不舒適性（Harshness）—指的是噪聲和振動的綜合影響。—粗野的，刺耳的或不和諧的感覺。3/10/202337NVH必須滿足法規(guī)的要求。

NVH應(yīng)該使乘員駕駛時(shí)有安全感和自信?！诟鞣N工作環(huán)境?！诟鞣N路面。NVH應(yīng)該避免任何不好的感覺?！钊瞬挥淇斓?，粗俗的，意料之外的和令人討厭的事情。NVH應(yīng)該能超過顧客的期望值。（3）NVH的目標(biāo)4，汽車NVH問題3/10/202338早期對汽車NVH的抱怨與要求—發(fā)動機(jī)功率低，在城市道路低速行駛，噪聲大。—汽車可靠性、動力性問題更為突出，噪聲處于次要地位。

汽車技術(shù)進(jìn)步帶來NVH問題—發(fā)動機(jī)功率不斷提高，噪聲與振動增加，問題日益突出，已經(jīng)成為四大污染之一（空氣污染，水污染，噪聲污染，固體廢棄物污染）?！肼暸c振動已經(jīng)成為汽車產(chǎn)品開發(fā)工程中的主要問題。—為創(chuàng)造一個良好的環(huán)境，減少噪聲污染，出臺控制噪聲的法規(guī)，并日益加嚴(yán)。（4）汽車發(fā)展與NVH4，汽車NVH問題3/10/202339各國汽車標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展趨勢8280777471197419841995200x年份歐共體不同時(shí)期的通過噪聲標(biāo)準(zhǔn)噪聲716419801985199019952000年份噪聲不同年代中級轎車車內(nèi)噪聲值4，汽車NVH問題3/10/202340我國噪聲限值體系發(fā)展趨勢：1979年車外最大噪聲，1996年增加了定置噪聲要求；1997年增加車內(nèi)最大噪聲限值、駕駛員耳旁聲級和喇叭的聲級。機(jī)動車的噪聲限值體系，由開始的車外擴(kuò)大到車內(nèi)，駕駛員耳旁等，噪聲限值體系進(jìn)一步完善。我國噪聲限值的發(fā)展趨勢轎車車外最大噪聲由85年的82dB發(fā)展到2005年以后的74dB；小型貨車車外最大噪聲也從85年的84dB降到2005年以后的76dB;等噪聲限值下降幅度十分巨大，噪聲要求成倍加嚴(yán)。標(biāo)準(zhǔn)限值體系與國際要求接軌與世界先進(jìn)水平的差距縮小，但還落后8年左右，噪聲限值相差2~5Hz4，汽車NVH問題3/10/202341（5）汽車NVH與消費(fèi)者滿意度媒體對FORD產(chǎn)品的正面評價(jià)

“…Fiesta有一臺令人驚訝的安靜而且舒適的發(fā)動機(jī)”“…F-150是乘坐舒適安靜的4.6升發(fā)動機(jī)汽車”即福特的嘉年華轎車和F-150皮卡把振動和噪聲的優(yōu)良性能作為賣點(diǎn)。媒體對汽車所抱怨的事情20%~30%抱怨的產(chǎn)生都是與NVH有關(guān)系的。4，汽車NVH問題3/10/2023424，汽車NVH問題（6）NVH與汽車生產(chǎn)商的利益FORD的統(tǒng)計(jì)：15~29%的保修的費(fèi)用是花費(fèi)在與噪聲有關(guān)的。1994年型車，3年的在用車，在噪聲方面的保修費(fèi)用為3.46億美元—占總費(fèi)用的18%。3/10/2023434，汽車NVH問題NVH研發(fā)的成本

綜合成本明細(xì)樣機(jī)花費(fèi)的組成（TASE+安全+NVH）TotalCost=$303M(BaseonTASE,Safety,NVHCostofAttributeStudies總支出=3.03億美元（基于TASE，安全，NVH的研究費(fèi)用）3/10/202344因此，整車約有1/3的故障問題和NVH問題相關(guān)；近20%的費(fèi)用消耗在解決車輛的NVH問題的研發(fā)和保修上。4，汽車NVH問題3/10/2023455，汽車發(fā)展與NVH技術(shù)進(jìn)步（1）汽車發(fā)展與噪聲振動改進(jìn)方法20世紀(jì)60年代以前，基于試驗(yàn)與簡單計(jì)算。如進(jìn)排氣系統(tǒng)使用Helmholtz消聲器模型簡單計(jì)算設(shè)計(jì)。80年代后，計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展，模態(tài)綜合技術(shù)應(yīng)用；有限元法主要解決低頻問題；高頻問題，模態(tài)密度非常高，出現(xiàn)了統(tǒng)計(jì)能量法，90年代后得到飛速發(fā)展，已經(jīng)成為解決高頻問題的主要方法。中頻問題一直是個難題，直到90年代，各種混合法、偶合法，才使問題的解達(dá)到一定得精度。但還是與低頻高頻問題有差距。3/10/202346（2）汽車發(fā)展與噪聲振動分析軟件汽車高速運(yùn)動，車身與空氣相互作用產(chǎn)生空氣動力噪聲；氣體在進(jìn)排氣管中高速流動產(chǎn)生摩擦噪聲；流體力學(xué)（CFD）發(fā)展；出現(xiàn)CFD與聲學(xué)混合的軟件，用來計(jì)算分析流動引起的噪聲和管道流場與噪聲；90年代一維和三維計(jì)算流體聲場的軟件逐步成熟，出現(xiàn)了如ANSYS;MSC.NASTRAN;MSC.ACTRAN;LMS-SYSNOISE等軟件。5，汽車發(fā)展與NVH技術(shù)進(jìn)步3/10/202347（3）噪聲振動控制技術(shù)60年代，汽車噪聲振動的主動控制研究開始；90年代，隨著控制技術(shù)的發(fā)展和成本的降低，主動和半主動控制開始應(yīng)用來降低汽車的噪聲與振動?！鲃诱駝涌刂浦饕獞?yīng)用在發(fā)動機(jī)的隔振上—噪聲控制主要在進(jìn)氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)和車內(nèi)噪聲控制上吸聲材料、隔聲材料和阻尼材料應(yīng)用，取得良好的吸聲和隔聲效果?！獮橐种圃肼曒椛?，雙層板結(jié)構(gòu)在排氣管和消聲器外殼中得到應(yīng)用；—為減小某個頻率的振動，動力吸振器在汽車很多部件上得到應(yīng)用。5，汽車發(fā)展與NVH技術(shù)進(jìn)步3/10/202348（4）噪聲振動測試技術(shù)早期，聲級計(jì)、加速度傳感器等進(jìn)行簡單的噪聲振動測量，學(xué)習(xí)《機(jī)械工程測試技術(shù)》；電子技術(shù)與信號處理技術(shù)發(fā)展，頻譜分析大量應(yīng)用，倍頻程、1/3倍頻程、1/12倍頻程等用于分析。相干分析、相關(guān)分析應(yīng)用到信號分析和噪聲振動源的識別。聲強(qiáng)測量、小波分析、倒頻譜法、聲全息方法等新的測試和分析技術(shù)的應(yīng)用，使研究手段先進(jìn)。5，汽車發(fā)展與NVH技術(shù)進(jìn)步3/10/202349（5）汽車發(fā)展產(chǎn)生新的噪聲振動問題主要噪聲振動源的性能改善后，使次要噪聲振動源突出，降低系統(tǒng)和零部件噪聲振動的要求越來越重要；汽車結(jié)構(gòu)輕量化，使汽車的噪聲振動特征發(fā)生了變化，帶來了新的挑戰(zhàn)；新的動力系統(tǒng)問世，如混合動力、燃料電池、變汽缸發(fā)動機(jī)、變氣門發(fā)動機(jī)等，其噪聲振動特點(diǎn)與傳統(tǒng)汽車相差較大。5，汽車發(fā)展與NVH技術(shù)進(jìn)步3/10/2023506，汽車NVH特征（1）汽車設(shè)計(jì)與NVH分析需考慮的四要素政策法規(guī)必須滿足。否則政府不給發(fā)生產(chǎn)許可證，就無法銷售；顧客的要求的分析。開發(fā)設(shè)計(jì)前進(jìn)行調(diào)查，得到顧客（現(xiàn)實(shí)顧客和潛在顧客）的要求，找出市場標(biāo)桿。技術(shù)標(biāo)桿分析。確定市場定位和競爭對手后需對競爭車型進(jìn)行全面剖析，當(dāng)然包含分析NVH性能，以制定相關(guān)NVH性能指標(biāo)。自身技術(shù)能力分析。分析有無技術(shù)實(shí)力實(shí)現(xiàn)相關(guān)指標(biāo)。制定整車噪聲與振動指標(biāo)。如：駕駛員與乘客耳朵處的噪聲大小；方向盤的振動大小；地板的振動大?。灰巫拥恼駝?、后視鏡的振動等。指標(biāo)分解：分解到系統(tǒng)、子系統(tǒng)，再到零部件，如系統(tǒng)：動力系統(tǒng)，車身系統(tǒng)等子系統(tǒng)：發(fā)動機(jī)子系統(tǒng)，進(jìn)氣子系統(tǒng)，排氣子系統(tǒng)等；零部件：如排氣子系統(tǒng)中，消聲器的傳遞損失，掛鉤隔振器的傳遞率等3/10/202351（2）汽車NVH特點(diǎn)特點(diǎn)之一：噪聲與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、汽車行駛速度有關(guān)。低速時(shí)，發(fā)動機(jī)為主要噪聲與振動源；中速時(shí)，輪胎和路面的摩擦為主要噪聲和振動源；高速時(shí)，車身與空氣之間的摩擦為主要噪聲與振動源。發(fā)動機(jī)噪聲與振動輪胎與路面噪聲風(fēng)激勵噪聲汽車速度噪聲源6，汽車NVH特征3/10/202352（2）汽車NVH特點(diǎn)特點(diǎn)之二：不同的噪聲振動源有不同的頻率范圍。低頻時(shí)，發(fā)動機(jī)是主要噪聲振動源，路面與輪胎摩擦和車身與空氣摩擦的貢獻(xiàn)隨著頻率增加而增加；中頻時(shí)，變速箱和風(fēng)激勵噪聲占主導(dǎo)成分；高頻時(shí)，主要考慮的是說話和聽話的聲音是否清晰，即所謂的聲品質(zhì)問題。發(fā)動機(jī)振動路面振動發(fā)動機(jī)噪聲/路面噪聲風(fēng)激勵噪聲頻率噪聲源6，汽車NVH特征3/10/2023537，汽車振動噪聲分類（1）汽車振動噪聲分類按頻率分：低頻問題、中頻問題和高頻問題。按專題分：摩擦噪聲、風(fēng)激勵噪聲、機(jī)械噪聲等。按路徑分：源—傳遞途徑—接受體按汽車結(jié)構(gòu)分類：—動力傳動系統(tǒng)的振動噪聲發(fā)動機(jī)及其附件的振動噪聲；動力子系統(tǒng)的振動噪聲（包括管道、排氣，動力裝置……)—車身與整車振動噪聲包括結(jié)構(gòu)振動與結(jié)構(gòu)噪聲，風(fēng)激勵噪聲，整車低頻振動，整車噪聲與振動傳遞途徑分析，模態(tài)綜合分析等3/10/202354（2）發(fā)動機(jī)的振動噪聲據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)動機(jī)振動噪聲占整車的55%，是最重要的振動噪聲源。發(fā)動機(jī)的振動源：主要來自氣缸內(nèi)周期變化的氣體壓力，曲柄機(jī)構(gòu)運(yùn)動產(chǎn)生的慣性力?！變?nèi)氣體爆炸產(chǎn)生交變壓力，作用在曲柄銷上；——活塞、連桿、曲柄等運(yùn)動產(chǎn)生慣性力和慣性力矩——多缸機(jī)慣性力可以平衡，但慣性力矩很難平衡；——曲柄的扭轉(zhuǎn)振動和彎曲振動——進(jìn)氣排氣閥機(jī)構(gòu)振動等——發(fā)動機(jī)振動通過整機(jī)傳遞給整車發(fā)動機(jī)的噪聲：機(jī)械噪聲、燃燒噪聲、空氣動力噪聲7，汽車振動噪聲分類3/10/202355（2）發(fā)動機(jī)的振動噪聲發(fā)動機(jī)的噪聲：機(jī)械噪聲、燃燒噪聲、空氣動力噪聲——機(jī)械噪聲：氣體壓力及機(jī)件的慣性作用，產(chǎn)生撞擊和振動而激發(fā)的噪聲；活塞敲擊噪聲，齒輪機(jī)構(gòu)噪聲、配氣機(jī)構(gòu)噪聲、軸承噪聲、高壓水泵噪聲、不平衡慣性力引起的機(jī)體振動噪聲等。機(jī)械噪聲隨轉(zhuǎn)速的提高而增加；機(jī)械噪聲通過機(jī)體向外傳播?！紵肼暎喝紵龝r(shí)汽缸中變化的壓力波不斷沖擊燃燒室壁，使其產(chǎn)生振動并使機(jī)體向外輻射的噪聲。汽缸剛度大，自振頻率高，因此燃燒噪聲呈現(xiàn)高頻特性。汽缸內(nèi)壓力呈周期變化，頻率與發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速有關(guān)。燃燒噪聲大小與內(nèi)部壓力有關(guān)，壓力越