汽車NVH測試具體操作方法

實用文檔汽車NVH測試具體操作方法（很實用的）給大家作為參考很有意義的:

VehicleOperation:(車輛操縱)

EngineIdle(optional):

Inthiscondition,theenginewouldbeidlinginneutralandthemicrophoneslocatedinsideofthevehiclewouldrecordtheinteriorvehiclesoundpressurelevelatdifferentlocations.

發(fā)動機怠速(可選項測試):怠速條件下，變速器置于空檔，傳聲器放在車內(nèi)不同位置，測量并記錄不同位置的聲壓等級。

70

or

80

miles/H

or

other

speed

Cruise:

In

thiscondition,

the

vehicle

is

set

to

cruise

at

70

or

80milesperhourandthemicrophoneslocatedinsideofthevehiclewouldrecordtheinteriorvehiclesoundpressurelevelatdifferentlocations.

車輛在時速70km或80km(或60~120kph)等6速度下:勻速行駛中,傳聲器放在車內(nèi)不同位置，測量并記錄不同位置的聲壓等級一家汽車OEM制造商發(fā)現(xiàn)他們制造的一種新車型的車內(nèi)噪音比其競爭對手的相近車型高大約6dB。他們必須迅速解決這一問題，降低該車型的噪音、振動和聲振粗糙度等級。

于是該公司的設計工程師請來LMS國際公司的工程顧問。后者利用噪聲源排序、基準測試分析和關鍵噪聲路徑調(diào)查技術研究對策，并利用頻響函數(shù)測試技術對找到的對策進行評估，從而確定噪聲過高的根本原因。他們發(fā)現(xiàn)，NVH最主要的來源是通過空氣傳播的噪聲和通過引擎架傳遞出來的噪聲。于是，他們設計了一種新的支架以減少引擎懸置引起的噪聲，并在底盤、防火墻和引擎罩上添加了一些裝飾材料，最終將噪聲降低了8dB。

本文具體介紹了如何采用現(xiàn)代化的分析工具達到如此優(yōu)秀的降噪效果。

噪聲問題的提出

就在該車型準備量產(chǎn)前，OEM廠商發(fā)現(xiàn)該車在滿油門加速時會產(chǎn)生嚴重的引擎噪聲。于是他們向LMS求助以求解決該問題，并希望LMS能夠同時提供其他一些重要信息。LMS分析了與該車型相近的最優(yōu)秀的競爭車型，并將此競爭車型的內(nèi)部噪聲，尤其是加速時的噪聲水平作為問題車型優(yōu)化的最終指標。

同時，OEM廠商還要求LMS工程師確定這兩種車型噪聲水平不同的原因，并提出改善問題車型應做那些設計改動。也就是說，客戶對LMS的最終要求是提供一個NVH性能與競爭車輛相當?shù)母倪M后的汽車原型。在該項目中，LMS綜合利用了一些先進技術和他們在解決車輛問題中積累的經(jīng)驗。這些先進技術中包括一些用于快速識別車輛中引發(fā)問題的大致區(qū)域的“快速分析”技術，例如快速傳播路徑分析(TPA)技術；也包括一些幫助設計人員了解噪聲機制并確定問題根本原因的詳細分析技術，例如TPA和聲源量化(ASQ)技術。最終，LMS的工程師不但克服了該項目中的工程挑戰(zhàn)，同時還把分析過程中了解到的信息反饋給客戶，從而使優(yōu)化車輛和子系統(tǒng)的開發(fā)過程成為可能。

傳統(tǒng)的車輛噪聲處理方法

處理車輛內(nèi)部噪聲問題的傳統(tǒng)方法是通過物理測試尋找噪聲源。例如，為了消除車內(nèi)噪聲測量時發(fā)現(xiàn)的噴嘴噪聲，可以在進風口內(nèi)放一根管子，或者將這個進風口的支管隔離開來，以消除其支架上發(fā)出的外殼噪聲。

圖1：比較問題車輛與其最優(yōu)競爭者的聲音隔離特性，為設計提供目標。

圖2：采用一組傳感器測量車內(nèi)噪聲。

圖3：通過詳細傳播路徑分析，工程師可以研究主要傳動系統(tǒng)對車內(nèi)噪聲的貢獻

圖4：利用聲傳感器量化噪聲源的聲強

圖5：原始問題車輛和修改后的最終原型車輛的整體噪聲等級概覽說明整個頻譜上的噪聲等級均有所降低。

此類測試的問題在于它們只能找到引發(fā)問題的大致來源。如果不能深入分析導致問題的原因，那么設計工程師通常會面臨一個冗長又昂貴的反復實驗過程。這個過程中通常需要進行耗資巨大的設計修改，但效果卻遠遠得不到保證。

LMS工程師首先利用噪聲源排序和基準測試分析法尋找問題車型和競爭車型中的主要的噪聲傳播路徑。在斷開了主要噪聲源并且明確定義了測量條件的前提下，他們對兩種車型都進行了TPA分析。1周內(nèi)，他們就確定了以下噪聲源每rpm值產(chǎn)生的內(nèi)部噪聲比例：

1．從引擎表面發(fā)出的空氣傳播類噪聲；

2．從引擎懸置發(fā)出的結(jié)構(gòu)傳播類噪聲；

3．從傳動軸發(fā)出并通過懸架傳遞到車身的結(jié)構(gòu)傳播類噪聲?？焖賂PA分析的結(jié)果顯示空氣傳播類噪聲占總噪聲比例最大，達到49％；引擎懸置發(fā)出的噪聲占40％，由懸架傳遞的噪聲占11％。同時，這種快速分析技術也發(fā)現(xiàn)，在客戶提供的問題車輛上，空氣傳播的噪聲所占比例更高，因為從它的引擎部分到車身，不但噪聲源基數(shù)高，而且聲傳播過大。

LMS公司開發(fā)的快速TPA分析法的基礎是一種高級非直接噪聲源識別方法。這種方法將每種噪聲的貢獻看作一個等效噪聲源強度和一條等效傳播路徑的乘積。它不提供如哪一個引擎懸置是主要的噪聲源之類的細節(jié)。

由于已經(jīng)確定引擎懸置是主要噪聲源，所以接下來應進行詳細TPA分析以獲取更多信息，尤其是每個引擎懸置對噪聲的貢獻情況。實施過程中，LMS工程師利用一個經(jīng)校準的噪聲源激勵每個引擎懸置，并測量車內(nèi)的響應，從而測得了噪聲從噪聲源到車內(nèi)的傳播路徑。他們在噪聲源附近通過聲學測量得到了量化的噪聲源強度(見下圖)。將得到的噪聲源強度與傳播路徑相乘，就求出了該噪聲源對車內(nèi)噪聲的貢獻。

之后，LMS對競爭車輛也進行了相關噪聲源強度和傳播路徑分析。為了弄清這兩種車輛噪聲性能差異產(chǎn)生的原因，LMS對它們選擇的結(jié)構(gòu)進行了比較，例如引擎懸置的布局和裝飾材料。詳細TPA分析的結(jié)果確定，右引擎懸置是最主要的噪聲源。

確定噪聲的關鍵傳播路徑

接下來，LMS對關鍵噪聲的傳播路徑進行了研究?；诮Y(jié)構(gòu)的傳播路徑通過動態(tài)載荷識別法(forceidentificationprocedure)和頻響函數(shù)(FRF)測量法共同分析。引擎的空氣傳播隔離性質(zhì)則通過計算基于FRF測量法的傳遞系數(shù)來評估。利用一個體積速度已校準的噪聲源激勵車倉，并測量車內(nèi)裝飾四周不同位置上的響應可反向測出FRF。由于這種反向測量采用的是體積速度已校準的噪聲源，因而測量速度更快。

體積加速度噪聲源是有源的，而汽車的面板(panel)是無源的。因此，我們在裝飾材料(trim)表面上和裝飾材料下、車體的金屬層之上均放置了麥克風。該測試可測出單位體積加速度下的FRF裝飾材料壓力，單位體積上的FRF鋼和鋁壓力，以及在不同噪聲源和不同表面上得到比率的平均值。

然后，LMS的工程顧問利用聲源量化(ASQ)準確找到了產(chǎn)生最多噪聲的內(nèi)部面板。他們在測試中采用了人造激勵源，由此縮短了測試的相關運行時間。

聲激勵采用聲源進行，結(jié)構(gòu)激勵則采用了一個震動器。該實驗首先測量了從引擎表面上的聲源到制造車內(nèi)噪聲的面板(包括防火墻，底盤、前窗和側(cè)窗)之間的振動－聲學傳遞函數(shù)，接著又測量了從發(fā)出噪聲的面板到目標麥克風位置的聲音傳遞函數(shù)。

ASQ顯示，對噪聲貢獻作用最大的面板是防火墻的上部和前底盤。找到這些面板之后，工程師們又根據(jù)他們的激勵回查到聲學或結(jié)構(gòu)共振現(xiàn)象。將找到的這些噪聲源與測量得到的FRF結(jié)合起來就能量化不同噪聲源對車內(nèi)噪聲的影響。

對關鍵噪聲路徑的詳細研究表明，在客戶提供的問題車輛上，通過防火墻傳播的噪聲比競爭車輛高得多。而且，由于問題車輛上防火墻的共振頻率也更高，所以它只能隔離高頻噪聲。在結(jié)構(gòu)激勵下，防火墻的上部和前底盤對車內(nèi)噪聲影響最大。

另一方面，在聲音激勵下，防火墻的上部就成了最主要的噪聲來源。由于防火墻和前底盤所處的位置正是人耳聽覺靈敏度最高的位置，所以在臨界頻率的結(jié)構(gòu)模型中，它們也是最大的噪聲來源。為了找到右引擎懸置產(chǎn)生噪聲的根本原因，LMS的工程師們對其進行了運行模式分析(runningmodeanalysis)。結(jié)果突出顯示了這部分的結(jié)構(gòu)模型影響巨大，說明需要加固。

利用FRF評估噪聲解決對策

下一步，在投入時間和資金進行實際修改之前，要先進行簡單調(diào)整，以確定各因素對噪聲的關鍵傳播機制到底影響如何。為了改變共振表現(xiàn)和震動到麥克風的傳遞情況，首先對結(jié)構(gòu)進行調(diào)整，以試驗和改變面板的加速度水平。

同時進行的還有聲學調(diào)整，即在振動面板上添加質(zhì)量彈簧系統(tǒng)以嘗試隔離駕駛室。結(jié)構(gòu)調(diào)整和聲學調(diào)整包括：為了減少引擎懸置的噪聲，工程師在上面鉆孔；在內(nèi)部裝飾面板上添加隔音材料，在防火墻上添加泡沫和絕緣材料的混合物，以隔離引擎發(fā)出的通過空氣傳播的噪聲；通過焊接一根橫梁加固引擎支架。

確認噪聲解決對策

最后，LMS利用FRF測試對這些簡單的噪聲解決對策進行了評估。添加局部緩沖層對FRF影響最小，但利用一層泡沫和一層厚緩沖層混合而成的隔離層卻能增大車倉與噪聲的隔離度，效果非常