汽车振动噪声控制技术基础.pptx

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汽车振动噪声控制技术基础汽车NVH汽车NVH测量仪器汽车噪声常用的测量方法振动噪声主要分析方法24年2月2日汽车振动噪声控制技术基础NVHNoise,Vibration,HarshnessNoise噪声噪声主要分析频率范围：

主要分析频率范围：

20Hz5000Hz通过频率特性、幅值和品质来评价通过频率特性、幅值和品质来评价Vibration振动振动主要分析频率范围：

主要分析频率范围：

0.5Hz50Hz通过频率特性、幅值和方向来评价通过频率特性、幅值和方向来评价Harshness？

国内有多种翻译，如粗糙度、平顺性等，但都不是很妥贴国内有多种翻译，如粗糙度、平顺性等，但都不是很妥贴主要指的是由于振动噪声的综合影响导致的粗糙、刺耳和主要指的是由于振动噪声的综合影响导致的粗糙、刺耳和不和谐的感觉不和谐的感觉主要与路面的激励有关主要与路面的激励有关研究频率范围：

低频研究频率范围：

低频24年2月2日NVH的基本概念噪声、振动与舒适性，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NVH（Noise、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。

24年2月2日NVH满足国家法规关系到汽车产品能不能上市销售满足用户需求关系到汽车产品用户买不买只要使用车就能感受到是汽车档次的标志性性能之一NVH性能是一个综合性能，影响因素多而复杂，不能仅靠某个或某几个零部件的优良性能来实现24年2月2日NVH优化工作的重要意义车外噪声车内噪声车内振动24年2月2日NVH涉及的主要内容按照GB1495-2002的方法进行测试，并且作为强制性标准来执行不同类型的车辆，执行不同的标准，目前轿车执行74dB（A）的限值24年2月2日车外噪声车外噪声是指汽车各部分噪声辐射到车外空间的那一部分，主要有：

发动机噪声、排气噪声、轮胎噪声、制动噪声和传动系噪声以及鸣笛声等。

车外噪声主要影响车外道路旁的声学环境。

随着汽车工业和城市交通的快速发展，汽车保有量迅速增加。

汽车在带给我们现代物质文明的同时，也带来了严重的噪声污染。

据国外资料统计，机动车辆的总功率比其他各种动力（飞机、船舶、电站等）的总和大20倍，汽车锁辐射的噪声占整个环境噪声能量的75%。

交通噪声已经成为城市环境中最主要的噪声源，为了保护环境，针对汽车噪声，各国政府颁布了相关法规，对其加以限制。

机动车辆噪声标准是控制城市环境噪声的一个重要基础标准。

它不仅作为一类产品的质量标准，为各种车辆的研究。

设计。

制造提供噪声控制标准，而且也是城市机动车辆噪声监测。

管理的依据。

24年2月2日车外噪声24年2月2日我国汽车车外噪声概况车辆类型车外最大允许噪声级不大于dB（A）1985年1月1日以前生产的产品1985年1月1日起生产的产品载重汽车8t载重量15t92893.5t载重量8t9086载重量3.5t8984轻型越野车8984公共汽车4t总质量11t8986总质量4t8883轿车8442摩托车9084轮式拖拉机（60马力以下）9186GB14951979机动车辆允许噪声车辆类型燃烧种类车辆出厂日期1998年1月1日前1998年1月1日后轿车汽油8785微型客车、货车汽油9088轻型客车、货车、越野车汽油94929795柴油10098中型客车、货车、大型客车汽油9795柴油103101重型货车1019910510324年2月2日4300/minrnr4300/minrnr147NkM147NkMGB16171996汽车定置噪声限制/dB（A）24年2月2日通过噪声测试示意图20m保持车速或转速油门尽可能快地全开油门尽可能快地松开记录最大噪声值MicMic15m车内噪声是指乘坐室外汽车各部分噪声通过各种声学途径传入乘坐室内的那一部分噪声，以及汽车各部分振动通过汽车各种振动传递途径激发车身板件振动向乘坐室内辐射的噪声。

这种噪声在乘坐室内声学特性的制约下，形成复杂的混响声场，从而形成车内噪声。

封闭车厢空腔共鸣现象：

汽车车身形成一定形状的封闭空腔，所以会发生于封闭管道类似的共鸣现象，称为空腔共鸣。

它具有增强车内噪声的效果。

车内空腔共鸣的特征由空腔的声学模态决定。

当外界振动激振频率或声激励频率等于车厢声空腔固有频率时，车厢将产生空腔共鸣，使得车内噪声增强。

24年2月2日车内噪声发动机本体噪声机械噪声燃烧噪声附件噪声进气系统噪声排气系统噪声排气口噪声消声器辐射噪声轮胎噪声24年2月2日车外噪声的影响因素目前无强制性标准要求以用户满意作为基本要求评价方法主观评价客观测试24年2月2日车内噪声怠速声音大小与音质各关键点的振动能否接受加速声音大小与音质声音增大是否平稳，有没有突出的峰值（轰鸣声）匀速低速中速高速异响24年2月2日主观评价车内声压随发动机转速的变化（OverallLevelVS.RPM）加速减速一般选择能覆盖整个转速范围的二档进行测试车内声品质指标随发动机转速的变化语言清晰度尖锐度粗糙度车内噪声频谱随发动机转速的变化（彩色图,坎贝尔图）匀速噪声滑行噪声120km/h以上开始，空档滑行到20km/h，测试车内噪声随车速的变化24年2月2日客观测试车内关键部位的振动主要部位：

方向盘、换档杆、仪表台板、地板、后视镜主要与发动机隔振、部件结构振动特性有关平顺性指的是乘坐振动特性按照国家标准进行计算与悬架系统、车身模态、座椅等有关24年2月2日车内振动北京声望公司的汽车NVH测试产品目录结合了声望在声学测量中十多年的经验和汽车NVH测试的特殊性，声望公司根据这种特殊的要求开发出适合于汽车NVH测试的产品。

北京声望声电技术有限公司是由中国科学院声学所参股的合资企业，利用了声学所在声学研究上的成果，公司经过十年的努力，声望技术（BSWA）已发展成为国内外声学测量的主要品牌，具有三个独立子公司，业务覆盖声学领域的方方面面。

上海声望声学工程有限公司是北京声望的子公司，是国内最大的消声室设计和建造企业，具有两项尖劈设计专利，为各大汽车和零部件厂设计和建造了三十多个各类消声室，包括整车、发动机、隔音量、零部件消音室。

24年2月2日汽车NVH测量仪器24年2月2日汽车NVH测量仪器米勒贝姆振动与声学系统（北京）有限公司是北京声望与德国MuellerBBM的合资公司，专门销售MuellerBBM多通道PAK系统，国内近百家客户遍及各大汽车厂家和零部件厂，成为汽车NVH测试的主流产品。

传声器材料测试系统人工头各型号线缆24年2月2日汽车NVH测量仪器MPA系列传声器MKV系列传声器阵列及表面传声器声强探头24年2月2日传声器北京声望已有12年生产传声器的历史，为国外多家声学测量仪器公司提供传声器，在产品质量和稳定性方面得到国内外客户的认同。

在生产过程中，声望所有传声器都经过长时间的高温高湿老化试验，以确保每一支传声器的稳定性；在材料选择上，声望的传声器采用不锈钢保护罩，抗摔能力大大增强。

24年2月2日传声器MPA231是1/2英寸自由场预极化传声器，是汽车噪声测量中最常用的型号，符合IEC61672一型标准的要求，动态范围从18dB到135dB。

MPA401是1/4英寸自由场预极化传声器，频率范围从20Hz到70kHz，并符合IEC61672一型标准的要求，最高声压级可达158dB。

由于其尺寸小，可排除声场中干涉和反射波的影响，稳定性极高，是高声级和驻波管声学测试的最佳选择。

24年2月2日MPA系列传声器声望MKV201传声器是1/2英寸200V极化电压自由场传声器，它基于声望一型传声器技术开发和生产，频响符合IEC61672一型标准的要求。

MKV201主要用于高精度实验室或室内声学测量。

声望MKV401传声器是1/4英寸一型200V极化电压自由场传声器，由于其低灵敏度特性，最高声压级可达165dB。

24年2月2日MKV系列传声器24年2月2日MKV系列传声器MKV401主要用于高声强及高频声学测量。

阵列传声器MPA416声望MPA416为1/4英寸预极化自由场测量传声器，主要用于阵列和通用声学测量。

特征:

-高灵敏度50mV/Pa：

在1/4英寸的传声器中该灵敏度相对较高，与数采卡连接，可提供强信号输出。

-低本底噪声29dB（A）：

MPA416的本底噪声为29dB（A）,可用来对计算机、家用电器及其它低噪声机器的噪声进行测量。

-20Hz20kHz范围内的频率响应：

MPA416的频率响应符合IEC61672Class1标准要求。

-相位匹配：

对于声阵列客户，MPA416传声器的相位差可控制在3-5之内。

24年2月2日阵列及表面传声器24年2月2日阵列及表面传声器表面传声器MPS426声望MPS426为低成本表面传声器，可直接用于火车、汽车、飞机等表面声压测量，解决以前某些特殊场合无法安装传声器的问题。

该产品采用传声器与前置放大器一体设计，结构紧凑，体积小巧，极大减小了传声器安装对表面声场的影响。

24年2月2日阵列及表面传声器阵列及表面传声器型号MPA416MPA426声场自由场自由场灵敏度-26.0dB2.0dB-26.0dB2.0dB本底噪声29dB（A）29dB（A）动态上限127dB127dB频响2020kHz2010kHz供电ICCPICCPT.H.D3%（128dBSPL）3%（128dBSPL）使用温度范围-10C50C-10C50C接口SMBSMB24年2月2日阵列及表面传声器技术指标SI512声强测量可提供声能量在声场的幅度与方向信息，被广泛应用于车内噪声源识别。

声望公司的SI512是根据IEC1043-1993标准设计的面对面式声强探头。

特征：

-ICCP供电，BNC接口，便于与数采设备的连接。

-通过手柄遥控测量的开始和停止。

-1/3octave中间频率范围为63Hz5kHz。

-SI512遥控功能与MuellerBBMPAK和声望VA-Lab的系统兼容。

24年2月2日声强探头声强探头型号型号SI512标准IEC1043Class28.5mmSpacer:

250Hz5000Hz频率范围（1/3Octave）12mmSpacer:

160Hz5000Hz50mmSpacer:

63Hz1250Hz重量0.4kg输出接头7-pinLemointheProbe至ICCP输入端线缆5mLemo线缆，连接转接盒（转接盒有2个BNC接头及一个USB接头便携箱尺寸400x200x70mm遥控接口USB24年2月2日声强探头技术指标声强传声器声强传声器传声器一型相位匹配MP231声强传声器对，预极化匹配前置放大器声望MA221前置放大器传声器直径1/2英寸场型自由场匹配灵敏度40mV/Pa，0.5d传声器相位差0.3,45Hz500Hz；1,500Hz500Hz；2,2500Hz6000Hz结构尺寸IEC61094-4TypeWS224年2月2日技术指标BHead210人工头是北京声望声电技术有限公司与中国传媒大学声学研究所合作共同研发的新一代测量录音人工头，它采用GB/T2428-1998国家标准，头传递函数和头形参数更加符合国人的实际情况，与欧洲进口人工头有本质的差别。

BHead210选用一对相位匹配的测量传声器安装在其耳道内，传声器采用ICCP供电技术。

BHead210具有广泛的应用领域：

-录音和回放-产品声品质分析-厅堂的音质测量-电声器件声学测量-手机和通讯产品测试24年2月2日人工头BHead210采用模拟信号技术，输出为传声器的电压信号，通过ICCP供电，BHead210的输出可以连接任何录音系统、分析仪或数据采集卡。

双耳的传声器需要绝对的相位匹配，以保证声波到达双耳的时间差的精度。

在选择配对传声器上，声望采用了选用声强探头的技术，使两个传声器的相位差小于1.5度。

BHead210采用MPA416传声器，测量的动态范围从29到127dB（A）。

24年2月2日模拟信号技术小混响室RCabin在测量汽车内饰件吸声系数时，通常会遇见两个问题：

一是试件不能切割放入驻波管内测量，二是试件的面积太小，不能满足混响室的测量标准。

声望的R-Cabin是为解决汽车内饰件吸声特性测量研发的，解决了汽车内饰件声学测量的问题。

其特点为：

-采用混响室法测量吸声系数。

-样品的受声面积可从1到3.0,满足汽车内饰件的测量要求。

-频率范围40010,000Hz。

24年2月2日内饰材料吸声系数测量主要应用：

-车内饰声学系统的设计和优化-各部件吸声特性指标的确定和测量-部件产品质量的控制-新材料和新部件的研发R-Cabin的设计采用混响室三边长最佳尺寸原理（长2.33，宽1.50，高1.64米），使简振频率在40010000Hz内均匀分布，实现混响声场。

小混响室采用凸形表面，提高声场均匀度，空场时箱内吸声量很小，以确保吸声量的测量精度。

R-Cabin箱体具有良好的隔声量，减少外界噪声对测量的影响。

箱体下方采用减振设计，底部装有四个轮子，方便移动。

小混响室的上下角各可安装扬声器，用于声场的激励；箱内安装四个测量传声器，用于测量混响时间。

24年2月2日测量系统R-Cabin配有全套的测量系统，系统自带粉红信号发生器，可同时驱动箱内的两个扬声器，同时接收四个传声器的信号，并同时测量四通道的混响时间。

四通道的混响时间将被自动计算平均值，测量可选1/3或1/1倍频程。

整套测量系统由计算机控制，操作方便。

为确保测量的准确性，声望公司提供标准吸声样件，此样件的吸声系数是在标准混响室内根据ISO354标准测得的可靠数据，便于客户对系统的鉴定。

24年2月2日阻抗管SW422/SW477声望SW系列双传声器阻抗管基于传递函数法设计，符合GB/T18696.2-2002及ISO10534-2:

1998标准。

与采用驻波比法的驻波管相比，双传声器阻抗管能够一次测量出整个测试频段的吸声系数和声阻抗率，因而使材料声学特性的测试工作大为简便。

声望公司还提供基于四传声器法的SW系列阻抗管及隔声测量系统，通过测量四个固定点的声压级（两个在发生管，两个在受声管），使用四通道数据采集分析仪，对开闭受声管两种末端的复传递函数进行计算,得到材料的隔声量和传递损失。

这种方法目前还没有相应的国家或国际标准。

24年2月2日材料吸隔声测量声望SW系列阻抗管内径可为100mm（SW422）和30m（SW477）,测试频率范围分别为601800Hz（SW422）、和16006300Hz（SW477）。

SW422和SW477可联合使用，拓宽测试频段。

该系列阻抗管采用硬质铝合金材料，设计紧凑，重量轻，外形尺寸小，便于携带，因而可以用于现场的材料测试如墙体、天花板、已经安装的建筑材料、路面、汽车内饰等。

材料吸隔声测量系统声望VA-LabIMP是专为阻抗管测试设计的软件。

搭配声望SW系列阻抗管及多通道数据采集仪,可支持材料的吸声系数、隔声系数等声学参数的测量。

24年2月2日声校准器（CA111）声望声校准器CA111用于测量传声器、声级计和其它声学测量设备，可用于1/2英寸和1/4英寸传声器。

CA111符合IEC60942:

2003、ANSIS1.40-1984和GB/T15173-1994一型标准。

应用范围-校准测量传声器、声级计和其它声学测量设备。

-校验设备线性度。

声望的信号线全部采用国际顶级的接插件，如瑞士Lemo公司的七芯插头，法国Radiall公司的SMB插头，澳大利亚Ampheral公司的BNC接头，日本Tyco公司的UNF接头等。

在保证接插件质量的同时，选择优质LTK的屏蔽电缆和Radiall护套，使声望公司生产出的每一根线都坚实耐用。

声望信号线的长度可由客户选择，长度可达500米，每一根线都有独立的编号，使测量通道一目了然，每一根线需要经过电噪声的测试，以确保信号的质量。

24年2月2日声校准器及信号线有限元法边界元法统计能量分析法模态分析法传递路径分析法24年2月2日汽车振动噪声技术的分析方法在汽车噪声问题中，结构有限元可以分析结构振动问题，声学有限元法主要用于分析汽车结构引起的车内噪声问题。

有限元法非常适合低频结构振动模拟和分析，也可模拟和分析振动和声的耦合问题，但对声空间的模拟和分析基本沿用对结构振动的处理方法，常常限于封闭空间。

常用软件：

HYPERWORPKS、NASTRAN、LS.DAN等。

24年2月2日有限元边界元法需要结构表面的负声压或负振动速度两个物理量作为输入，然后根据边界条件算出结构表面另一物理量。

边界元法对处理结构声辐射、声散射和结构声腔问题有独特的优越性，因而在实际中得到应用，如分析轮胎结构振动后的声辐射问题和车身壁板振动社声辐射造成的车内噪声问题。

商业软件：

SYSNOIS、COMET/ACOUSTICS等24年2月2日边界元法统计能量分析的基本方程是功率流平衡，即对于每一个子系统输出功率等于输入功率加上这个系统的功率损耗。

统计能量分析法在预测和分析车内空气噪声的应用较普遍，其更重要作用在于列出主要噪声贡献，以及预测不同设计对车内噪声的相对影响，是分析汽车车内高频噪声的有效方法。

商业软件：

AutoSEA、SEAMS等。

24年2月2日统计能量分析法模态分析法主要有理论模态分析、实验模态分析与参数识别以及模态综合。

理论模态分析将给出系统物理参数、模态参数和频响函数的关系。

模态测试是同时测量结构的输入与输出信号而得到结构的频响函数，将其作为桥梁可进一步识别模态参数和系统参数。

模态综合方法则可减少大型结构或整车结构分析时工作量巨大的难度。

模态综合方法将一个复杂结构若干个子结构，线对每个子结构进行模态分析，然后根据子结构之间的连接条件，将已经获得的子结构的模态特性进行综合分析，从而得到整体结构的模态特性。

24年2月2日模态分析法复杂系统受多种振动噪声的激励，每种激励都可通过不同的路径，经过衰减，传递到多个相应点。

为有效降低振动噪声，就需要对各种传递路径进行预测和分析，通常采用矢量叠加法，所以传递路径分析方法（TPA-TransferPathAnalysis）也被称为矢量叠加法。

传递路径分析可以基于实验测量，也可以完全基于有限元分析，但更多点是基于实验有限元混合方法。

商用软件：

LMS公司开发的TPA软件。

24年2月2日传递路径分析方法名称原理优缺点及应用机械法利用杠杆原理将振动量放大后直接记录先来抗干扰能力强，频率范围及动态、线性范围窄，测试时会给工件加上一定的负荷，影响测试结果，用于低频大振幅振动及扭振的测量电测法将被测对象的振动量转换为电量，然后用电量测试仪器进行测量灵敏度高，频率范围及动态、线性范围宽，便于分析和遥测，但易受电磁场干扰，是目前最广泛采用的方法光测法利用光杠杆原理、读数显微镜、光波干涉原理、激光多普勒效应等进行测量不受电磁场干扰，测量精度高，适于对质量小及不易安装传感器的试件作非接触测量。

在精密测量和传感器、测振仪标定中用得较多24年2月2日汽车振动测试技术振动测试的3种方法比较我国颁布的汽车噪声法规和试验方法标准GB1495-79机动车辆允许噪声汽车行业标准QC/T57-93汽车加速行驶车外噪声测量方法GB/T14365-93机动车辆定置噪声测量方法GB16170-1996汽车定置噪声限值GB1495-2002汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法。

24年2月2日汽车噪声测试技术