汽車(chē)振動(dòng)與噪聲控制-1概述

26三月2024汽車(chē)振動(dòng)與噪聲控制-1概述目前無(wú)十分合適的教材。參考書(shū)目有：盛美萍等，噪聲與振動(dòng)控制技術(shù)基礎(chǔ)，科學(xué)出版社徐兀，汽車(chē)振動(dòng)與噪聲控制，人民交通出版社1987朱孟華，內(nèi)燃機(jī)振動(dòng)與噪聲控制，國(guó)防工業(yè)出版社，1995何渝生，汽車(chē)噪聲控制，機(jī)械工業(yè)出版社，1995靳曉雄，汽車(chē)噪聲的預(yù)測(cè)與控制，同濟(jì)大學(xué)出版社，2004龐劍等，汽車(chē)噪聲與振動(dòng)－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(dòng)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(dòng)控制工程手冊(cè)，機(jī)械工業(yè)出版社，20023/26/20242專(zhuān)題書(shū)籍有：王治國(guó)，MSC.ACTRAN工程聲學(xué)有限元分析理論與應(yīng)用，國(guó)防工業(yè)出版社，2007陳克安等，聲學(xué)測(cè)量，科學(xué)出版社2005周廣林，掃描聲強(qiáng)測(cè)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(chē)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(dòng)測(cè)量技術(shù)，杭州愛(ài)華儀器有限公司，2005（日）計(jì)量管理協(xié)會(huì)，噪聲與振動(dòng)測(cè)量，中國(guó)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，20073/26/20243主要內(nèi)容汽車(chē)與振動(dòng)噪聲概述噪聲控制的振動(dòng)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(dòng)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3/26/20244第一章汽車(chē)與振動(dòng)噪聲概述1，聲與噪聲2，振動(dòng)3，研究汽車(chē)振動(dòng)噪聲的意義4，汽車(chē)的NVH問(wèn)題5，汽車(chē)發(fā)展與NVH技術(shù)進(jìn)步6，汽車(chē)的NVH特征7，汽車(chē)振動(dòng)噪聲分類(lèi)8，汽車(chē)振動(dòng)噪聲控制3/26/202451，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(shí)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(guò)了20個(gè)，而且還有新的分支在不斷的產(chǎn)生，因此聲學(xué)被稱(chēng)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(shí)，而后介紹噪聲學(xué)中的部分內(nèi)容。3/26/202463/26/20247（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(lèi)能夠聽(tīng)到，為可聽(tīng)聲（audiblesound）。在該頻率范圍涉及對(duì)人們所需要的聲音的研究（如音樂(lè)聲學(xué)），也包括對(duì)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(tīng)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(chēng)為噪聲源。只有可聽(tīng)聲頻域內(nèi)結(jié)構(gòu)的振動(dòng)以及氣體的脈動(dòng)和渦流、空腔共鳴才能構(gòu)成噪聲源。1，聲與噪聲3/26/20248不同聲壓級(jí)給人的感覺(jué)1，聲與噪聲3/26/20249結(jié)構(gòu)的振動(dòng)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(dòng)一起進(jìn)行分析，對(duì)汽車(chē)來(lái)說(shuō)，就是NVH（noise,vibration,Harshness)問(wèn)題。行駛時(shí)振動(dòng)大的車(chē)輛往往噪聲也大。因此，從汽車(chē)NVH問(wèn)題的角度看，解決噪聲不能頭痛治頭，腳痛治腳，而應(yīng)該對(duì)車(chē)輛進(jìn)行整體的考慮，例如要考慮到發(fā)動(dòng)機(jī)、輪胎、彈性支承等諸方面。結(jié)構(gòu)的振動(dòng)向周?chē)目臻g輻射聲波。振動(dòng)還引起基礎(chǔ)及相連的固體結(jié)構(gòu)振動(dòng)產(chǎn)生聲波，如重型汽車(chē)的某些振動(dòng)可能對(duì)頻繁通過(guò)區(qū)附近的建筑物造成危害。

是不是所有的振動(dòng)都能夠產(chǎn)生噪聲呢?

1，聲與噪聲3/26/202410在可聽(tīng)聲頻域內(nèi)，（振動(dòng)的兩面性）振動(dòng)可以產(chǎn)生刺耳的，對(duì)人有不良影響的噪音。振動(dòng)也可以美妙動(dòng)聽(tīng)的聲音，如各種樂(lè)器的發(fā)聲均是利用樂(lè)器結(jié)構(gòu)的振動(dòng)產(chǎn)生并放大。通常人們將悅耳的聲音稱(chēng)之為樂(lè)音，將不需要、會(huì)產(chǎn)生不利影響的聲音叫做噪聲。這是從主觀感覺(jué)上進(jìn)行區(qū)分。從客觀上樂(lè)音與噪音的區(qū)別在于具有不同頻譜。音樂(lè)：振幅和頻率有明確的規(guī)律。噪聲：各種頻率和振幅都無(wú)規(guī)律的聲波的組合。

有沒(méi)有可能將噪聲通過(guò)改變變成樂(lè)音呢？1，聲與噪聲3/26/202411噪聲污染、大氣污染、水污染和固體廢棄物污染被稱(chēng)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3/26/202412噪聲污染所導(dǎo)致的危害：噪聲對(duì)人的危害可表現(xiàn)在兩方面：心理方面：當(dāng)人們?cè)诟咴肼暤沫h(huán)境下時(shí)，會(huì)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(cuò)，嚴(yán)重的會(huì)造成事故。生理方面：長(zhǎng)期暴露在高噪聲的環(huán)境易于導(dǎo)致引起聽(tīng)力傷害（輕則高頻聽(tīng)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3/26/202413

噪聲污染是工業(yè)化所帶來(lái)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(duì)環(huán)境的要求越來(lái)越高，所以為噪聲的控制提出了更高的要求。汽車(chē)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(duì)汽車(chē)等機(jī)動(dòng)車(chē)輛，國(guó)家制定了“汽車(chē)加速行駛車(chē)外噪聲限值及測(cè)量方法”國(guó)家強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)GB1495－2002，例如轎車(chē)允許的車(chē)外加速噪聲74dB。隨著國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)中噪聲要求的提高，了解如何對(duì)（汽車(chē)的）噪聲進(jìn)行控制的意義顯而易見(jiàn)。

噪聲方面，本課程將學(xué)習(xí)聲學(xué)基本知識(shí)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3/26/202414振動(dòng)——物體在一定位置附近隨著時(shí)間作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，稱(chēng)為機(jī)械振動(dòng)。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(chēng)為振動(dòng)。

地面上的汽車(chē)、火車(chē)、拖拉機(jī)；地下的地鐵；空中的飛機(jī)；海洋中的艦船；各種樂(lè)器的發(fā)聲空間存在的電磁波；（收音機(jī)的調(diào)臺(tái)是利用電磁共振的原理）建筑、橋梁受到激勵(lì)也會(huì)振動(dòng)；洗衣機(jī)、電冰箱一旦啟動(dòng)，振動(dòng)就始終伴隨；就人體本身，心臟的跳動(dòng)、肺的呼吸、腦電的波動(dòng)2，振動(dòng)3/26/202415振動(dòng)的描述量：

振幅（位移、速度、加速度）、頻率、相位振動(dòng)的分類(lèi)：按響應(yīng)性質(zhì)分類(lèi)：確定性振動(dòng)：確定性系統(tǒng)受到確定性的激勵(lì)其響應(yīng)也是確定性的。如不平衡轉(zhuǎn)子激起的振動(dòng)。確定公式進(jìn)行描述，可預(yù)測(cè)的。隨機(jī)振動(dòng)：即使是確定性系統(tǒng)，在受到隨機(jī)激勵(lì)時(shí)，系統(tǒng)的響應(yīng)也是隨機(jī)的。例如汽車(chē)在路面上奔馳所受到的路面激勵(lì)為隨機(jī)激勵(lì)。不可預(yù)測(cè)，只能分析其統(tǒng)計(jì)特性2，振動(dòng)3/26/202416按振動(dòng)產(chǎn)生的原因分類(lèi)：自由振動(dòng)(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(lì)的情況下所發(fā)生的振 動(dòng)?？捎糜诜治鱿到y(tǒng)的固有特性參數(shù)。受迫振動(dòng)(forcedoscillation）：彈性系統(tǒng)在外界激勵(lì)下發(fā)生的振動(dòng)，外界激勵(lì)是周期性的或交變的。如：不平衡轉(zhuǎn)子引起的振動(dòng)，汽車(chē)行駛在不平路面激勵(lì)下的振動(dòng)等包括確定性振動(dòng)、隨機(jī)振動(dòng)2，振動(dòng)3/26/2024172，振動(dòng)3/26/202418自激振動(dòng)：作用在系統(tǒng)上的非周期性激勵(lì)（或不變激勵(lì)）被系統(tǒng)本身的振動(dòng)變?yōu)橹芷谛约?lì)，把能量斷續(xù)地輸入到振動(dòng)系統(tǒng)當(dāng)中，從而維持或發(fā)展系統(tǒng)的振動(dòng)。振動(dòng)停止，激振源即停止。（摩擦、空氣動(dòng)力）2，振動(dòng)3/26/2024192，振動(dòng)3/26/202420參變振動(dòng)：通過(guò)周期或隨機(jī)地改變系統(tǒng)的特征參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。2，振動(dòng)3/26/202421按自由度多少分類(lèi)：?jiǎn)巫杂啥认到y(tǒng)振動(dòng)：若僅考慮汽車(chē)的垂直振動(dòng)且忽略汽車(chē) 前后懸掛質(zhì)量的差別，忽略非懸掛質(zhì)量的振動(dòng)，可 以將汽車(chē)簡(jiǎn)化為單自由度模型進(jìn)行分析。多自由度系統(tǒng)振動(dòng)：若考慮汽車(chē)的垂直振動(dòng)，考慮非懸掛 質(zhì)量的振動(dòng)，同時(shí)考慮其俯仰運(yùn)動(dòng)，則至少需要將 其簡(jiǎn)化為四自由度模型。彈性體振動(dòng)：無(wú)窮自由度。由于許多情況下彈性體振動(dòng)無(wú) 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(dòng)3/26/202422按振動(dòng)位移特征分類(lèi)：角振動(dòng)：如車(chē)架的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，軸的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)直線振動(dòng)：如車(chē)輛的垂直振動(dòng)按系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)特性分類(lèi)：線性振動(dòng)：如振動(dòng)系統(tǒng)的質(zhì)量、剛度、阻尼均不隨系統(tǒng)運(yùn) 動(dòng)參數(shù)而變化，且彈性力、阻尼力均可簡(jiǎn)化為線性 模型，該系統(tǒng)發(fā)生的振動(dòng)為線性振動(dòng)。非線性振動(dòng):凡是不能簡(jiǎn)化為線性系統(tǒng)的振動(dòng)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(chē)振動(dòng)為 非線性。（參變振動(dòng)為非線性振動(dòng)）2，振動(dòng)3/26/202423

工程中有大量的振動(dòng)問(wèn)題需要人們?nèi)シ治鼋鉀Q，無(wú)論是什么振動(dòng)問(wèn)題，一般來(lái)說(shuō)，都是在激勵(lì)、響應(yīng)、系統(tǒng)特性三者之間已知兩個(gè)求第三個(gè)。通常將振動(dòng)問(wèn)題主要包括以下三類(lèi)。振動(dòng)分析：已知激勵(lì)與系統(tǒng)特性，求系統(tǒng)響應(yīng)。振動(dòng)環(huán)境預(yù)測(cè)：已知系統(tǒng)特性及系統(tǒng)響應(yīng)，反求激勵(lì)。系統(tǒng)識(shí)別：已知激勵(lì)及系統(tǒng)響應(yīng)，來(lái)確定系統(tǒng)的特性。對(duì)系統(tǒng)識(shí)別問(wèn)題的另一種提法是：在一定的激勵(lì)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(chēng)為振動(dòng)設(shè)計(jì)。2，振動(dòng)3/26/202424當(dāng)遇到車(chē)廂噪聲大時(shí)，一般考慮加強(qiáng)車(chē)廂隔音技術(shù)和材料，而對(duì)真正的噪聲發(fā)生源可能無(wú)能為力，要從根本上減少噪聲，就會(huì)涉及發(fā)動(dòng)機(jī)、懸置及車(chē)架等的設(shè)計(jì)問(wèn)題，因此，NVH問(wèn)題實(shí)質(zhì)是汽車(chē)設(shè)計(jì)中要解決的問(wèn)題，而不是汽車(chē)試制或進(jìn)入市場(chǎng)后要解決的問(wèn)題。2，振動(dòng)3/26/202425為什么許多情況下要對(duì)振動(dòng)進(jìn)行控制？振動(dòng)能夠產(chǎn)生噪聲，噪聲會(huì)干擾人的工作和健康。各類(lèi)振動(dòng)特別是1~100HZ的低頻振動(dòng)直接對(duì)人有影響。長(zhǎng)期暴露于強(qiáng)振環(huán)境，人的機(jī)體會(huì)受到損壞。機(jī)械設(shè)備或建筑結(jié)構(gòu)會(huì)受到破壞，任何結(jié)構(gòu)承受動(dòng)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(dòng)將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承受大的動(dòng)態(tài)應(yīng)力，容易產(chǎn)生疲勞破壞。（振動(dòng)疲勞、聲疲勞）

為什么振動(dòng)會(huì)對(duì)人體造成危害？2，振動(dòng)3/26/202426人體是一個(gè)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(dòng)3/26/2024273/26/202428人能感受到的振動(dòng)頻率范圍為1~100Hz。根據(jù)人的感受將振動(dòng)按頻率劃分可分為三類(lèi)振動(dòng)：低頻振動(dòng)1~30Hz中頻振動(dòng)30~100Hz高頻振動(dòng)100HZ以上

實(shí)驗(yàn)表明人對(duì)頻率為2~12Hz的振動(dòng)感覺(jué)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(duì)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(duì)大腦和神經(jīng)的影響較大等。人體感覺(jué)最舒服的頻率：1.6Hz散步的頻率。故乘坐舒適的轎車(chē)頻率在1.6Hz附近。2，振動(dòng)3/26/202429

由于人體的身體素質(zhì)、年齡以及心理上的千差萬(wàn)別，對(duì)振動(dòng)的敏感程度也不同，導(dǎo)致評(píng)價(jià)振動(dòng)對(duì)人體的影響比較復(fù)雜，國(guó)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(dòng)的評(píng)價(jià)》，在1997年又做了修正，公布了ISO2631/1－1997。關(guān)于汽車(chē)縱向振動(dòng)要求的平順性，中國(guó)也制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)QC/T474-1999，即原GB/T12471-90。

2，振動(dòng)3/26/202430振動(dòng)的危害是多方面的，它損害或影響在振動(dòng)環(huán)境內(nèi)工作人員的身體健康和工作效率，對(duì)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(dòng)除了有害的一面，也有有利的一面。例如：振動(dòng)壓路，振動(dòng)搗實(shí)，振動(dòng)篩選，振動(dòng)打樁等等，通過(guò)學(xué)習(xí)振動(dòng)規(guī)律可以利用有益的振動(dòng)，控制有害的振動(dòng)。

本課程將學(xué)習(xí)振動(dòng)的基本理論以及振動(dòng)控制的基本措施：包括消振、隔振、吸振、減振。2，振動(dòng)3/26/202431汽車(chē)可以看做是一個(gè)彈性振動(dòng)系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)按照各總成部件又分成多個(gè)“彈性振動(dòng)子系統(tǒng)”。當(dāng)汽車(chē)因路面凸凹不平、發(fā)動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系抖動(dòng)或車(chē)輪不平衡而受激振動(dòng)時(shí)，汽車(chē)作為彈性振動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生振動(dòng)，同時(shí)由于結(jié)構(gòu)振動(dòng)、空氣動(dòng)力性以及空腔共鳴等原因?qū)a(chǎn)生噪聲。汽車(chē)的振動(dòng)噪聲影響乘用舒適性。對(duì)于駕駛員大的振動(dòng)與噪聲將導(dǎo)致其疲勞，影響工作效率甚至行車(chē)安全。對(duì)于軍用車(chē)輛，如坦克裝甲車(chē)等，大的振動(dòng)與噪聲直接導(dǎo)致士兵的作戰(zhàn)能力下降。振動(dòng)對(duì)舒適性直接產(chǎn)生影響的量：振動(dòng)加速度、頻率噪聲對(duì)舒適性產(chǎn)生直接影響的量是聲壓、頻率3，研究汽車(chē)振動(dòng)噪聲的意義3/26/202432汽車(chē)噪聲對(duì)環(huán)境噪聲影響很大。城市機(jī)動(dòng)車(chē)輛的劇增使其成為城市的主要噪音源。且由于機(jī)動(dòng)車(chē)輛的噪音是流動(dòng)的，干擾范圍大。目前對(duì)于汽車(chē)的振動(dòng)和噪聲國(guó)家已有明確的標(biāo)準(zhǔn)，例如：GB1495-2002，不達(dá)標(biāo)準(zhǔn)的汽車(chē)不能投放市場(chǎng)。振動(dòng)和噪聲大的汽車(chē)，顧客不滿意，該汽車(chē)也將失去市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。由于上述各方面原因，對(duì)汽車(chē)的振動(dòng)、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(chǎng)。3，研究汽車(chē)振動(dòng)噪聲的意義3/26/202433國(guó)際汽車(chē)企業(yè)非常重視汽車(chē)的NVH。以汽車(chē)王國(guó)美國(guó)的通用汽車(chē)公司（全球最大的汽車(chē)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(guó)內(nèi)目前對(duì)汽車(chē)噪聲、振動(dòng)的研究也已經(jīng)比較重視，但相比之下對(duì)汽車(chē)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(kāi)發(fā)。因此，我國(guó)汽車(chē)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(chē)振動(dòng)噪聲的意義3/26/202434（1）汽車(chē)性能安全性；可靠性；噪聲與振動(dòng)（NVH)；動(dòng)力性能；燃油經(jīng)濟(jì)性能；排放與環(huán)境性能；發(fā)動(dòng)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(chē)NVH問(wèn)題3/26/202435汽車(chē)界將噪聲、振動(dòng)與舒適性的英文縮寫(xiě)NVH（Noise、Vibration、Harshness）統(tǒng)稱(chēng)為車(chē)輛的NVH問(wèn)題。4，汽車(chē)NVH問(wèn)題3/26/2024364，汽車(chē)NVH問(wèn)題

（2）什么是NVH噪聲（Noise）—指的是顧客所能聽(tīng)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(jí)和音質(zhì)來(lái)描述。振動(dòng)（Vibration）—指的是顧客所感覺(jué)到的和看到的。—身體所能感知運(yùn)動(dòng)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(dòng)方向來(lái)描述。不舒適性（Harshness）—指的是噪聲和振動(dòng)的綜合影響?！忠暗?，刺耳的或不和諧的感覺(jué)。3/26/202437NVH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。—在各種路面。NVH應(yīng)該避免任何不好的感覺(jué)?！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(guò)顧客的期望值。（3）NVH的目標(biāo)4，汽車(chē)NVH問(wèn)題3/26/202438早期對(duì)汽車(chē)NVH的抱怨與要求—發(fā)動(dòng)機(jī)功率低，在城市道路低速行駛，噪聲大。—汽車(chē)可靠性、動(dòng)力性問(wèn)題更為突出，噪聲處于次要地位。

汽車(chē)技術(shù)進(jìn)步帶來(lái)NVH問(wèn)題—發(fā)動(dòng)機(jī)功率不斷提高，噪聲與振動(dòng)增加，問(wèn)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(dòng)已經(jīng)成為汽車(chē)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)工程中的主要問(wèn)題。—為創(chuàng)造一個(gè)良好的環(huán)境，減少噪聲污染，出臺(tái)控制噪聲的法規(guī)，并日益加嚴(yán)。（4）汽車(chē)發(fā)展與NVH4，汽車(chē)NVH問(wèn)題3/26/202439各國(guó)汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展趨勢(shì)8280777471197419841995200x年份歐共體不同時(shí)期的通過(guò)噪聲標(biāo)準(zhǔn)噪聲716419801985199019952000年份噪聲不同年代中級(jí)轎車(chē)車(chē)內(nèi)噪聲值4，汽車(chē)NVH問(wèn)題3/26/202440我國(guó)噪聲限值體系發(fā)展趨勢(shì)：1979年車(chē)外最大噪聲，1996年增加了定置噪聲要求；1997年增加車(chē)內(nèi)最大噪聲限值、駕駛員耳旁聲級(jí)和喇叭的聲級(jí)。機(jī)動(dòng)車(chē)的噪聲限值體系，由開(kāi)始的車(chē)外擴(kuò)大到車(chē)內(nèi)，駕駛員耳旁等，噪聲限值體系進(jìn)一步完善。我國(guó)噪聲限值的發(fā)展趨勢(shì)轎車(chē)車(chē)外最大噪聲由85年的82dB發(fā)展到2005年以后的74dB；小型貨車(chē)車(chē)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(guó)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(chē)NVH問(wèn)題3/26/202441（5）汽車(chē)NVH與消費(fèi)者滿意度媒體對(duì)FORD產(chǎn)品的正面評(píng)價(jià)

“…Fiesta有一臺(tái)令人驚訝的安靜而且舒適的發(fā)動(dòng)機(jī)”“…F-150是乘坐舒適安靜的4.6升發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)”即福特的嘉年華轎車(chē)和F-150皮卡把振動(dòng)和噪聲的優(yōu)良性能作為賣(mài)點(diǎn)。媒體對(duì)汽車(chē)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(chē)NVH問(wèn)題3/26/2024424，汽車(chē)NVH問(wèn)題（6）NVH與汽車(chē)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(chē)，3年的在用車(chē)，在噪聲方面的保修費(fèi)用為3.46億美元—占總費(fèi)用的18%。3/26/2024434，汽車(chē)NVH問(wèn)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）3/26/202444因此，整車(chē)約有1/3的故障問(wèn)題和NVH問(wèn)題相關(guān)；近20%的費(fèi)用消耗在解決車(chē)輛的NVH問(wèn)題的研發(fā)和保修上。4，汽車(chē)NVH問(wèn)題3/26/2024455，汽車(chē)發(fā)展與NVH技術(shù)進(jìn)步（1）汽車(chē)發(fā)展與噪聲振動(dòng)改進(jìn)方法20世紀(jì)60年代以前，基于試驗(yàn)與簡(jiǎn)單計(jì)算。如進(jìn)排氣系統(tǒng)使用Helmholtz消聲器模型簡(jiǎn)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(wèn)題；高頻問(wèn)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(wèn)題的主要方法。中頻問(wèn)題一直是個(gè)難題，直到90年代，各種混合法、偶合法，才使問(wèn)題的解達(dá)到一定得精度。但還是與低頻高頻問(wèn)題有差距。3/26/202446（2）汽車(chē)發(fā)展與噪聲振動(dòng)分析軟件汽車(chē)高速運(yùn)動(dòng)，車(chē)身與空氣相互作用產(chǎn)生空氣動(dòng)力噪聲；氣體在進(jìn)排氣管中高速流動(dòng)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(lái)計(jì)算分析流動(dòng)引起的噪聲和管道流場(chǎng)與噪聲；90年代一維和三維計(jì)算流體聲場(chǎng)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(chē)發(fā)展與NVH技術(shù)進(jìn)步3/26/202447（3）噪聲振動(dòng)控制技術(shù)60年代，汽車(chē)噪聲振動(dòng)的主動(dòng)控制研究開(kāi)始；90年代，隨著控制技術(shù)的發(fā)展和成本的降低，主動(dòng)和半主動(dòng)控制開(kāi)始應(yīng)用來(lái)降低汽車(chē)的噪聲與振動(dòng)。—主動(dòng)振動(dòng)控制主要應(yīng)用在發(fā)動(dòng)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(chē)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(gè)頻率的振動(dòng)，動(dòng)力吸振器在汽車(chē)很多部件上得到應(yīng)用。5，汽車(chē)發(fā)展與NVH技術(shù)進(jìn)步3/26/202448（4）噪聲振動(dòng)測(cè)試技術(shù)早期，聲級(jí)計(jì)、加速度傳感器等進(jìn)行簡(jiǎn)單的噪聲振動(dòng)測(cè)量，學(xué)習(xí)《機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)》；電子技術(shù)與信號(hào)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(hào)分析和噪聲振動(dòng)源的識(shí)別。聲強(qiáng)測(cè)量、小波分析、倒頻譜法、聲全息方法等新的測(cè)試和分析技術(shù)的應(yīng)用，使研究手段先進(jìn)。5，汽車(chē)發(fā)展與NVH技術(shù)進(jìn)步3/26/202449（5）汽車(chē)發(fā)展產(chǎn)生新的噪聲振動(dòng)問(wèn)題主要噪聲振動(dòng)源的性能改善后，使次要噪聲振動(dòng)源突出，降低系統(tǒng)和零部件噪聲振動(dòng)的要求越來(lái)越重要；汽車(chē)結(jié)構(gòu)輕量化，使汽車(chē)的噪聲振動(dòng)特征發(fā)生了變化，帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)；新的動(dòng)力系統(tǒng)問(wèn)世，如混合動(dòng)力、燃料電池、變汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)、變氣門(mén)發(fā)動(dòng)機(jī)等，其噪聲振動(dòng)特點(diǎn)與傳統(tǒng)汽車(chē)相差較大。5，汽車(chē)發(fā)展與NVH技術(shù)進(jìn)步3/26/2024506，汽車(chē)NVH特征（1）汽車(chē)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(wú)法銷(xiāo)售；顧客的要求的分析。開(kāi)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(chǎng)標(biāo)桿。技術(shù)標(biāo)桿分析。確定市場(chǎng)定位和競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手后需對(duì)競(jìng)爭(zhēng)車(chē)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(wú)技術(shù)實(shí)力實(shí)現(xiàn)相關(guān)指標(biāo)。制定整車(chē)噪聲與振動(dòng)指標(biāo)。如：駕駛員與乘客耳朵處的噪聲大?。环较虮P(pán)的振動(dòng)大?。坏匕宓恼駝?dòng)大?。灰巫拥恼駝?dòng)、后視鏡的振動(dòng)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(dòng)力系統(tǒng)，車(chē)身系統(tǒng)等子系統(tǒng)：發(fā)動(dòng)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3/26/202451（2）汽車(chē)NVH特點(diǎn)特點(diǎn)之一：噪聲與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、汽車(chē)行駛速度有關(guān)。低速時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)為主要噪聲與振動(dòng)源；中速時(shí)，輪胎和路面的摩擦為主要噪聲和振動(dòng)源；高速時(shí)，車(chē)身與空氣之間的摩擦為主要噪聲與振動(dòng)源。發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲與振動(dòng)輪胎與路面噪聲風(fēng)激勵(lì)噪聲汽車(chē)速度噪聲源6，汽車(chē)NVH特征3/26/202452（2）汽車(chē)NVH特點(diǎn)特點(diǎn)之二：不同的噪聲振動(dòng)源有不同的頻率范圍。低頻時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)是主要噪聲振動(dòng)源，路面與輪胎摩擦和車(chē)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(lì)噪聲占主導(dǎo)成分；高頻時(shí)，主要考慮的是說(shuō)話和聽(tīng)話的聲音是否清晰，即所謂的聲品質(zhì)問(wèn)題。發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)路面振動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲/路面噪聲風(fēng)激勵(lì)噪聲頻率噪聲源6，汽車(chē)NVH特征3/26/2024537，汽車(chē)振動(dòng)噪聲分類(lèi)（1）汽車(chē)振動(dòng)噪聲分類(lèi)按頻率分：低頻問(wèn)題、中頻問(wèn)題和高頻問(wèn)題。按專(zhuān)題分：摩擦噪聲、風(fēng)激勵(lì)噪聲、機(jī)械噪聲等。按路徑分：源—傳遞途徑—接受體按汽車(chē)結(jié)構(gòu)分類(lèi)：—?jiǎng)恿鲃?dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)噪聲發(fā)動(dòng)機(jī)及其附件的振動(dòng)噪聲；動(dòng)力子系統(tǒng)的振動(dòng)噪聲（包括管道、排氣，動(dòng)力裝置……)—車(chē)身與整車(chē)振動(dòng)噪聲包括結(jié)構(gòu)振動(dòng)與結(jié)構(gòu)噪聲，風(fēng)激勵(lì)噪聲，整車(chē)低頻振動(dòng)，整車(chē)噪聲與振動(dòng)傳遞途徑分析，模態(tài)綜合分析等3/26/202