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汽车振动与噪声控制-1概述PPT课件 汽车噪声分析与控制 目前无十分合适的教材。参考书目有: 盛美萍等,噪声与振动控制技术基础,科学出版社 徐兀,汽车振动与噪声控制,人民交通出版社 1987 朱孟华 ,内燃机振动与噪声控制,国防工业出版社, 1995 何渝生,汽车噪声控制,机械工业出版社,1995 靳晓雄,汽车噪声的预测与控制,同济大学出版社,2004 庞剑等,汽车噪声与振动-理论与应用,北京理工大学出版社,2006 赵玫等,机械振动与噪声学,科学出版社,2004 马大猷,噪声控制学,科学出版社,1987 马大猷,噪声...

汽车振动与噪声控制-1概述PPT课件
汽车噪声分析与控制 目前无十分合适的教材。参考书目有: 盛美萍等,噪声与振动控制技术基础,科学出版社 徐兀,汽车振动与噪声控制,人民交通出版社 1987 朱孟华 ,内燃机振动与噪声控制,国防工业出版社, 1995 何渝生,汽车噪声控制,机械工业出版社,1995 靳晓雄,汽车噪声的预测与控制,同济大学出版社,2004 庞剑等,汽车噪声与振动-理论与应用,北京理工大学出版社,2006 赵玫等,机械振动与噪声学,科学出版社,2004 马大猷,噪声控制学,科学出版社,1987 马大猷,噪声与振动控制工程手册,机械工业出版社,2002 专题书籍有: 王治国,MSC.ACTRAN工程声学有限元分析理论与应用,国防工业出版社,2007 陈克安等,声学测量,科学出版社 2005 周广林,扫描声强测量技术,哈尔滨工程大学出版社, 2007 蒋孝煜,连小珉,声强技术及其在汽车工程中的应用,清华大学出版社,2001 张绍栋,熊文波,噪声与振动测量技术,杭州爱华仪器有限公司,2005 (日)计量管理协会,噪声与振动测量,中国计量出版社,1990 王其政,统计能量分析原理及其应用 周新祥,噪声控制技术及其新进展,冶金工业出版社,2007 主要内容 汽车与振动噪声概述 噪声控制的振动基础 噪声控制的声学基础: 声波基本方程、各参数间的关系 振动控制的基本措施 消振、隔振、吸振、减振 噪声控制的基本措施 消声、吸声、隔声 第一章 汽车与振动噪声概述 1,声与噪声 2,振动 3,研究汽车振动噪声的意义 4,汽车的NVH问题 5,汽车发展与NVH技术进步 6,汽车的NVH 特征 7,汽车振动噪声分类 8,汽车振动噪声控制 1,声(sound)与噪声(noise) 自然界中‘声’是非常直观的一种物理现象,也是最早被人们认识的一种物理现象之一。 研究声的科学即为声学。 大约在19世纪中期,声学的基本理论已经达到了很完善的地步。 声学是当前非常活跃的学科之一,它的分支目前已经超过了20个,而且还有新的分支在不断的产生,因此声学被称为“古老而又年轻的学科”。 下图为声学的主要分支以及与一些基础领域的联系。 本课程关于声学方面,首先介绍一些声学领域的基础知识,而后介绍噪声学中的部分内容。 1,声与噪声 (1)声的描述量: 频率(frequency)、声压(sound pressure)、声强(sound intensity)、声功率(sound power)等。 频率在20Hz~ 20KHz之间的声波人类能够听到,为可听声(audible sound)。在该频率范围涉及对人们所需要的声音的研究(如音乐声学),也包括对人们所不需要的声音的研究(如噪声学)。 低于20Hz及高于20KHz声人们完全听不到吗?。 低于20Hz的声波为次声波(infrasound) ; 高于20KHz的声波为超声波(ultrasound) 。 次声波和超声波均难以称为噪声源。 只有可听声频域内结构的振动以及气体的脉动和涡流、空腔共鸣才能构成噪声源。 1,声与噪声 不同声压级给人的感觉 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。 结构的振动向周围的空间辐射声波。 振动还引起基础及相连的固体结构振动产生声波,如重型汽车的某些振动可能对频繁通过区附近的建筑物造成危害。 是不是所有的振动都能够产生噪声呢? 1,声与噪声 在可听声频域内,(振动的两面性)振动可以产生刺耳的,对人有不良影响的噪音。振动也可以美妙动听的声音,如各种乐器的发声均是利用乐器结构的振动产生并放大。 通常人们将悦耳的声音称之为乐音,将不需要、会产生不利影响的声音叫做噪声。这是从主观感觉上进行区分。 从客观上乐音与噪音的区别在于具有不同频谱。 音乐:振幅和频率有明确的规律。 噪声:各种频率和振幅都无规律的声波的组合。 有没有可能将噪声通过改变变成乐音呢? 1,声与噪声 噪声污染、大气污染、水污染和固体废弃物污染被称为环境方面的四大公害。大气污染、水污染、固体废弃物污染(电池、核废料)有一定的时间性,即污染源切断后,仍在一定的时间内保持有污染。 但是噪声源一旦停止则噪声污染也停止,所以噪声污染有其特殊性。 1,声与噪声 噪声污染所导致的危害: 噪声对人的危害可表现在两方面: 心理方面:当人们在高噪声的环境下时,会感到心情烦躁注意力分散、反映迟钝、容易疲劳。从而造成工作和学习效率降低,引发工作中的差错,严重的会造成事故。 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。 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。 汽车领域对交通噪声的控制和乘坐舒适性要求均日益严格。如对汽车等机动车辆,国家制定了“汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法”国家强制 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 GB1495-2002,例如轿车允许的车外加速噪声74dB。随着国家强制性标准中噪声要求的提高,了解如何对(汽车的)噪声进行控制的意义显而易见。 噪声方面,本课程将学习声学基本知识以及噪声控制的基本措施:包括消声、隔声、吸声等。 振动——物体在一定位置附近随着时间作往复运动,称为机械振动。更广义的讲,物体或某种状态随着时间往复变化的现象,称为振动。 地面上的汽车、火车、拖拉机; 地下的地铁;空中的飞机;海洋中的舰船; 各种乐器的发声 空间存在的电磁波;(收音机的调台是利用电磁共振的原理) 建筑、桥梁受到激励也会振动; 洗衣机、电冰箱一旦启动,振动就始终伴随; 就人体本身,心脏的跳动、肺的呼吸、脑电的波动 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。 不可预测,只能分析其统计特性 2,振动 按振动产生的原因分类: 自由振动(free oscillation):弹性系统具有初始位移或初始速度,此后不再受外界激励的情况下所发生的振 动。可用于分析系统的固有特性参数。 受迫振动(forced oscillation):弹性系统在外界激励下发生的振动,外界激励是周期性的或交变的。 如:不平衡转子引起的振动,汽车行驶在不平路面激励下的振动等 包括确定性振动、随机振动 2,振动 2,振动 自激振动:作用在系统上的非周期性激励(或不变激励)被系统本身的振动变为周期性激励,把能量断续地输入到振动系统当中,从而维持或发展系统的振动。振动停止,激振源即停止。(摩擦、空气动力) 2,振动 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。 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。 弹性体振动:无穷自由度。由于许多情况下弹性体振动无 解析解,目前多采用有限元的方法将连续的弹性体 划分为若干离散单元的组合体进行研究。 2,振动 按振动位移特征分类: 角振动:如车架的扭转振动,轴的扭转振动 直线振动:如车辆的垂直振动 按系统结构参数特性分类: 线性振动:如振动系统的质量、刚度、阻尼均不随系统运 动参数而变化,且弹性力、阻尼力均可简化为线性 模型,该系统发生的振动为线性振动。 非线性振动:凡是不能简化为线性系统的振动系统都为非线 性系统。如采用可变刚度的钢板弹簧时汽车振动为 非线性。 (参变振动为非线性振动) 2,振动 工程中有大量的振动问题需要人们去分析解决,无论是什么振动问题,一般来说,都是在激励、响应、系统特性三者之间已知两个求第三个。通常将振动问题主要包括以下三类。 振动分析:已知激励与系统特性,求系统响应。 振动环境预测:已知系统特性及系统响应,反求激励。 系统识别:已知激励及系统响应,来确定系统的特性。 对系统识别问题的另一种提法是:在一定的激励条件下,如何设计系统的特性,使得系统的响应满足指定的条件,这也称为振动设计。 2,振动 当遇到车厢噪声大时,一般考虑加强车厢隔音技术和材料,而对真正的噪声发生源可能无能为力,要从根本上减少噪声,就会涉及发动机、悬置及车架等的设计问题,因此,NVH问题实质是汽车设计中要解决的问题,而不是汽车试制或进入市场后要解决的问题。 2,振动 为什么许多情况下要对振动进行控制? 振动能够产生噪声,噪声会干扰人的工作和健康。 各类振动特别是1~100HZ的低频振动直接对人有影响。长期暴露于强振环境,人的机体会受到损坏。 机械设备或建筑结构会受到破坏,任何结构承受动态载荷的能力均低于其承受静态载荷的能力。大幅度的振动将导致结构承受大的动态应力,容易产生疲劳破坏。 (振动疲劳、声疲劳) 为什么振动会对人体造成危害? 2,振动 人体是一个复杂的系统,该系统包含着若干线性和非线性部件,人与人在身高、体重、骨骼、肌肉等方面有很大差别,所以各部件的性能也各不相同。但各部件有各自的固有频率,当激振的频率与固有频率相近时发生共振,这将使人很不舒服,甚至会使身体受到伤害。 2,振动 人能感受到的振动频率范围为1~100Hz。根据人的感受将振动按频率划分可分为三类振动: 低频振动 1~30Hz 中频振动 30~100Hz 高频振动 100HZ以上 实验表明人对频率为2~12Hz的振动感觉最敏感。高于12低于2Hz则敏感性逐渐降低。这是因为人体许多器官的共振频率分布在此频率范围内。对人最有害的频率是与各器官的固有频率相吻合的频率。 例如人肢体在6Hz;内脏器官在8Hz附近;7Hz左右对大脑和神经的影响较大等。人体感觉最舒服的频率:1.6Hz散步的频率。故乘坐舒适的轿车频率在1.6Hz附近。 2,振动 由于人体的身体素质、年龄以及心理上的千差万别,对振动的敏感程度也不同,导致评价振动对人体的影响比较复杂,国际标准化组织(ISO)在综合了大量资料的基础上提出了ISO2631/1-1985 《人体承受全身振动的评价》,在1997年又做了修正,公布了ISO2631/1-1997。 关于汽车纵向振动要求的平顺性,中国也制定了相应的标准QC/T474-1999,即原GB/T12471-90。 2,振动 振动的危害是多方面的,它损害或影响在振动环境内工作人员的身体健康和工作效率,对仪器、设备和建筑物造成损坏,特别是结构发生共振时,很容易导致结构的疲劳破坏。 振动除了有害的一面,也有有利的一面。例如:振动压路,振动捣实,振动筛选,振动打桩等等,通过学习振动规律可以利用有益的振动,控制有害的振动。 本课程将学习振动的基本理论以及振动控制的基本措施:包括消振、隔振、吸振、减振。 2,振动 汽车可以看做是一个弹性振动系统,整个系统按照各总成部件又分成多个“弹性振动子系统”。当汽车因路面凸凹不平、发动机及传动系抖动或车轮不平衡而受激振动时,汽车作为弹性振动系统发生振动,同时由于结构振动、空气动力性以及空腔共鸣等原因将产生噪声。 汽车的振动噪声影响乘用舒适性。对于驾驶员大的振动与噪声将导致其疲劳,影响工作效率甚至行车安全。对于军用车辆,如坦克装甲车等,大的振动与噪声直接导致士兵的作战能力下降。 振动对舒适性直接产生影响的量:振动加速度、频率 噪声对舒适性产生直接影响的量是声压、频率 3,研究汽车振动噪声的意义 汽车噪声对环境噪声影响很大。城市机动车辆的剧增使其成为城市的主要噪音源。且由于机动车辆的噪音是流动的,干扰范围大。 目前对于汽车的振动和噪声国家已有明确的标准,例如:GB1495-2002,不达标准的汽车不能投放市场。 振动和噪声大的汽车,顾客不满意,该汽车也将失去市场竞争力。 由于上述各方面原因,对汽车的振动、噪声进行控制非常必要而且刻不容缓,否则产品将失去市场。 3,研究汽车振动噪声的意义 国际汽车企业非常重视汽车的NVH。以汽车王国美国的通用汽车公司(全球最大的汽车企业)为例,设计人员中有1/3~1/4、CAE人员中有1/3,试验人员中1/2与NVH有关。 国内目前对汽车噪声、振动的研究也已经比较重视,但相比之下对汽车噪声方面的研究还很不系统,难以有效地指导产品开发。因此,我国汽车行业面临的噪声研究工作任务是繁重的,也是非常紧迫的。 3,研究汽车振动噪声的意义 4,汽车NVH问题 (1)汽车性能 安全性; 可靠性; 噪声与振动(NVH); 动力性能; 燃油经济性能; 排放与环境性能; 发动机控制与调节性能; 空调系统性能; 电子系统性能等。 模型制作; 装配工艺; 成本控制; 质量控制; 重量控制等 4,汽车NVH问题 汽车界将噪声、振动与舒适性的英文缩写NVH(Noise、Vibration、Harshness)统称为车辆的NVH问题。 4,汽车NVH问题 (2)什么是NVH 噪声(Noise )—指的是顾客所能听到的声音 —声音的频率大体上在20赫兹到10000赫兹之间。 —通常用声音的频率、声级和音质来描述。 振动(Vibration)—指的是顾客所感觉到的和看到的。 —身体所能感知运动的频率范围通常在0.5赫兹到50赫兹之间。 —通常用频率、振幅和振动方向来描述。 不舒适性(Harshness)—指的是噪声和振动的综合影响。 —粗野的,刺耳的或不和谐的感觉。 (3)NVH的目标 NVH必须满足法规的要求。 NVH应该使乘员驾驶时有安全感和自信。 —在各种工作环境。 —在各种路面。 NVH应该避免任何不好的感觉。 —令人不愉快的,粗俗的,意料之外的和令人讨厌的事情。 NVH应该能超过顾客的期望值。 4,汽车NVH问题 (4)汽车发展与NVH 早期对汽车NVH的抱怨与要求 —发动机功率低,在城市道路低速行驶,噪声大。 —汽车可靠性、动力性问题更为突出,噪声处于次要地位。 汽车技术进步带来NVH问题 —发动机功率不断提高,噪声与振动增加,问题日益突出,已经成为四大污染之一(空气污染,水污染,噪声污染,固体废弃物污染)。 —噪声与振动已经成为汽车产品开发工程中的主要问题。 —为创造一个良好的环境,减少噪声污染,出台控制噪声的法规,并日益加严。 4,汽车NVH问题 4,汽车NVH问题 各国汽车标准的发展趋势 4,汽车NVH问题 我国噪声限值体系发展趋势: 1979年车外最大噪声,1996年增加了定置噪声要求; 1997年增加车内最大噪声限值、驾驶员耳旁声级和喇叭的声级。 机动车的噪声限值体系,由开始的车外扩大到车内,驾驶员耳旁等,噪声限值体系进一步完善。 我国噪声限值的发展趋势 轿车车外最大噪声由85年的82dB发展到2005年以后的74dB; 小型货车车外最大噪声也从85年的84dB降到2005年以后的76dB;等 噪声限值下降幅度十分巨大,噪声要求成倍加严。 标准限值体系与国际要求接轨 与世界先进水平的差距缩小,但还落后8年左右,噪声限值相差2~5Hz (5)汽车NVH与消费者满意度 媒体对FORD产品的正面评价 “… Fiesta有一台令人惊讶的安静而且舒适的发动机” “…F-150是乘坐舒适安静的4.6升发动机汽车” 即福特的嘉年华轿车和F-150皮卡把振动和噪声的优良性能作为卖点。 媒体对汽车所抱怨的事情 20%~30%抱怨的产生都是与NVH有关系的。 4,汽车NVH问题 图表3 26 74 Sheet1 NVH Related 26 Other 74 Sheet1 0 0 Sheet2 Sheet3 4,汽车NVH问题 (6)NVH与汽车生产商的利益 FORD的统计: 15~29%的保修的费用是花费在与噪声有关的。 1994年型车,3年的在用车,在噪声方面的保修费用为3.46亿美元—占总费用的18%。 图表1 0.18 0.72 Sheet1 Noise Associated Warranty 18% Other Warranty 72% Sheet1 0 0 Sheet2 Sheet3 4,汽车NVH问题 NVH研发的成本 综合成本明细 样机花费的组成 (TASE+安全+NVH) Total Cost=$303M (Base on TASE,Safety,NVH Cost of Attribute Studies 总支出=3.03亿美元 (基于TASE,安全,NVH的研究费用) 图表2 0.41 0.25 0.16 0.09 0.02 0.07 Sheet1 PROTOTYPES 41% LABOR 25% TEST 16% CPU 9% PROTO/MAT'L 2% OTHER 7% Sheet1 0 0 0 0 0 0 Sheet2 Sheet3 图表4 0.600001 0.4 0.12 ATTRIBUTES %TOTAL ATTRIBUTE COST Sheet1 SAFETY 60% TASE 40% NVH 12% Sheet1 0 0 0 ATTRIBUTES %TOTAL ATTRIBUTE COST Sheet2 Sheet3 因此, 整车约有1/3的故障问题和NVH问题相关; 近20%的费用消耗在解决车辆的NVH问题的研发和保修上。 4,汽车NVH问题 5,汽车发展与NVH技术进步 (1)汽车发展与噪声振动改进方法 20世纪60年代以前,基于试验与简单计算。如进排气系统使用Helmholtz消声器模型简单计算设计。 80年代后,计算机技术发展,模态综合技术应用; 有限元法主要解决低频问题; 高频问题,模态密度非常高,出现了统计能量法,90年代后得到飞速发展,已经成为解决高频问题的主要方法。 中频问题一直是个难题,直到90年代,各种混合法、偶合法,才使问题的解达到一定得精度。但还是与低频高频问题有差距。 5,汽车发展与NVH技术进步 (2)汽车发展与噪声振动分析软件 汽车高速运动,车身与空气相互作用产生空气动力噪声; 气体在进排气管中高速流动产生摩擦噪声; 流体力学(CFD)发展; 出现CFD与声学混合的软件,用来计算分析流动引起的噪声和管道流场与噪声; 90年代一维和三维计算流体声场的软件逐步成熟,出现了如ANSYS;MSC.NASTRAN;MSC.ACTRAN;LMS-SYSNOISE等软件。 5,汽车发展与NVH技术进步 (3)噪声振动控制技术 60年代,汽车噪声振动的主动控制研究开始; 90年代,随着控制技术的发展和成本的降低,主动和半主动控制开始应用来降低汽车的噪声与振动。 —主动振动控制主要应用在发动机的隔振上 —噪声控制主要在进气系统、排气系统和车内噪声控制上 吸声材料、隔声材料和阻尼材料应用,取得良好的吸声和隔声效果。 —为抑制噪声辐射,双层板结构在排气管和消声器外壳中得到应用; —为减小某个频率的振动,动力吸振器在汽车很多部件上得到应用。 5,汽车发展与NVH技术进步 (4)噪声振动测试技术 早期,声级计、加速度传感器等进行简单的噪声振动测量,学习《机械工程测试技术》; 电子技术与信号处理技术发展,频谱分析大量应用,倍频程、1/3倍频程、1/12倍频程等用于分析。 相干分析、相关分析应用到信号分析和噪声振动源的识别。 声强测量、小波分析、倒频谱法、声全息方法等新的测试和分析技术的应用,使研究手段先进。 5,汽车发展与NVH技术进步 (5)汽车发展产生新的噪声振动问题 主要噪声振动源的性能改善后,使次要噪声振动源突出,降低系统和零部件噪声振动的要求越来越重要; 汽车结构轻量化,使汽车的噪声振动特征发生了变化,带来了新的挑战; 新的动力系统问世,如混合动力、燃料电池、变汽缸发动机、变气门发动机等,其噪声振动特点与传统汽车相差较大。 6,汽车NVH特征 (1)汽车设计与NVH分析需考虑的四要素 政策法规必须满足。否则政府不给发生产许可证,就无法销售; 顾客的要求的分析。开发设计前进行调查,得到顾客(现实顾客和潜在顾客)的要求,找出市场标杆。 技术标杆分析。确定市场定位和竞争对手后需对竞争车型进行全面剖析,当然包含分析NVH性能,以制定相关NVH性能指标。 自身技术能力分析。分析有无技术实力实现相关指标。制定整车噪声与振动指标。 如:驾驶员与乘客耳朵处的噪声大小;方向盘的振动大小;地板的振动大小;椅子的振动、后视镜的振动等。 指标分解:分解到系统、子系统,再到零部件, 如系统:动力系统,车身系统等 子系统:发动机子系统,进气子系统,排气子系统等; 零部件:如排气子系统中,消声器的传递损失,挂钩隔振器的传递率等 6,汽车NVH特征 (2)汽车NVH特点 特点之一:噪声与发动机转速、汽车行驶速度有关。低速时,发动机为主要噪声与振动源; 中速时,轮胎和路面的摩擦为主要噪声和振动源; 高速时,车身与空气之间的摩擦为主要噪声与振动源。 6,汽车NVH特征 (2)汽车NVH特点 特点之二:不同的噪声振动源有不同的频率范围。 低频时,发动机是主要噪声振动源,路面与轮胎摩擦和车身与空气摩擦的贡献随着频率增加而增加; 中频时,变速箱和风激励噪声占主导成分; 高频时,主要考虑的是说话和听话的声音是否清晰,即所谓的声品质问题。 7,汽车振动噪声分类 (1)汽车振动噪声分类 按频率分:低频问题、中频问题和高频问题。 按专题分:摩擦噪声、风激励噪声、机械噪声等。 按路径分:源—传递途径—接受体 按汽车结构分类: —动力传动系统的振动噪声 发动机及其附件的振动噪声; 动力子系统的振动噪声(包括管道、排气,动力装置……) —车身与整车振动噪声 包括结构振动与结构噪声,风激励噪声,整车低频振动,整车噪声与振动传递途径分析,模态综合分析等 7,汽车振动噪声分类 (2)发动机的振动噪声 据统计分析,发动机振动噪声占整车的55%,是最重要的振动噪声源。 发动机的振动源:主要来自气缸内周期变化的气体压力,曲柄机构运动产生的惯性力。 ——汽缸内气体爆炸产生交变压力,作用在曲柄销上; ——活塞、连杆、曲柄等运动产生惯性力和惯性力矩 ——多缸机惯性力可以平衡,但惯性力矩很难平衡; ——曲柄的扭转振动和弯曲振动 ——进气排气阀机构振动等 ——发动机振动通过整机传递给整车 发动机的噪声:机械噪声、燃烧噪声、空气动力噪声 7,汽车振动噪声分类 (2)发动机的振动噪声 发动机的噪声:机械噪声、燃烧噪声、空气动力噪声 ——机械噪声:气体压力及机件的惯性作用,产生撞击和振动而激发的噪声; 活塞敲击噪声,齿轮机构噪声、配气机构噪声、轴承噪声、高压水泵噪声、不平衡惯性力引起的机体振动噪声等。 机械噪声随转速的提高而增加;机械噪声通过机体向外传播。 ——燃烧噪声:燃烧时汽缸中变化的压力波不断冲击燃烧室壁,使其产生振动并使机体向外辐射的噪声。 汽缸刚度大,自振频率高,因此燃烧噪声呈现高频特性。 汽缸内压力呈周期变化,频率与发动机的转速有关。 燃烧噪声大小与内部压力有关,压力越大,燃烧噪声越大。 燃烧噪声是通过发动机机体向外辐射。 ——空气动力噪声主要是进气排气过程中产生,直接向大气辐射。 7,汽车振动噪声分类 (3)动力子系统的振动噪声 动力子系统是动力传动系统的一部分。包括: 动力装置隔振系统 传动轴系 进气系统 排气系统 ……. 是汽车非常重要的噪声振动源。 产品开发时,作为独立系统开发,因此需单独考虑其噪声与振动特性。 7,汽车振动噪声分类 (4)车身的振动噪声 车身是噪声与振动的传递通道,各种噪声与振动源都会通过车身传递到车内和车外。 与车身有关的噪声与振动问题涉及: 车身模态 车身结构的振动传递和声传递灵敏度 结构噪声的传递 空气噪声的传递 风激励噪声 ……. 7,汽车振动噪声分类 (5)整车的振动噪声 建立在系统和部件振动噪声分析基础上,以及激励源分析基础上。 整车噪声与振动分析方法: 简单刚体模型与有限元模型 —用来了解汽车的基本振动特性,常用1/4模型等计算其基本频率与振型 —有限元模型分析整车的低频结构振动 声源—通道—接受体模型 —分析或测量所有振动与噪声源,并确定传递通道的灵敏度 模态综合分析 —首先对各系统分析得到各系统模态(振动模态,声学模态等) —将各系统分析结果输入到模态综合系统,对整车进行分析,得到车厢内声压、地板、座椅、方向盘等处的振动。 8,汽车振动噪声评价 振动噪声评价:整车评价、系统评价、部件评价。 评价方法: ——主观评价:从人的主观感觉出发进行评价 ——客观评价:通过测量振动和噪声来进行评价判断 ——综合评价:将主观评价和客观评价之间建立科学桥梁,两者结合 振动噪声控制: ——主动控制; ——半主动控制; ——被动控制。
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上传时间:2019-01-24
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