汽车振动与噪声平顺性分析
汽车噪声与振动
汽车噪声与振动概述：随着汽车发动机功率的不断提高，噪声与振动的问题日渐突现出来，开始成为汽车开发工程中的主要问题之一。
在汽车界，人们在讨论噪声与振动时，常用的一个词就是NVH，即是噪声（Noise）、振动（Vibration）和不舒适（Harshness）三个英文单词首字母的简写。
汽车噪声振动有两个特点，一是与发动机转速与汽车行驶速度有关，二是不同的噪声振动源有不同的频率范围。
在低速时，发动机是主要的噪声和振动源，在中速时，轮胎与路面的摩擦是主要的噪声和振动源，而在高速时，车身与空气之间的摩擦变成了最主要的噪声和振动源。
近年来汽车噪声振动问题研究现状行驶汽车的噪声包括发动机、底盘、车身以及汽车附件和电气系统噪声。
发动机噪声是汽车的主要噪声源。
在我国，车外噪声中发动机噪声约占60%左右。
1.发动机噪声发动机噪声按其机理可分为结构振动噪声和空气动力性噪声。
1.1结构振动噪声通过发动机外表面以及与发动机外表面刚性连接件的振动向大气辐射的噪声称为结构振动噪声或者称为表面辐射噪声。
根据发动机表面噪声产生机理，结构振动噪声又可分为燃烧噪声、机械噪声以及液体动力噪声。
燃烧噪声的发生机理相当复杂，主要是由于气缸内周期性变化的压力作用而产生的，与发动机的燃烧方式和燃烧速度密切相关。
机械噪声是发动机工作时各运动件之间及运动件与固定件之间作用的周期力、冲击力、撞击力所引起的，它与激发力的大小和发动机结构动态特性等因素有关。
一般在低速时，燃烧噪声占主导地位；在高转速时，由于机械结构的冲击振动加剧而使机械噪声上升到主导地位。
车用发动机的辐射噪声频率范围主要在500～3000Hz内，而其主要噪声辐射部件的临界频率大致在500—800Hz范围内。
发动机中液体流动产生的力对发动机结构激振产生的噪声称为液体流动噪声，如冷却系中水流循环对水套冲击产生的噪声。
1.2空气动力性噪声空气动力性噪声直接向大气辐射噪声源，即由于空气动力学的原因使空气质点振动产生的噪声。
汽车传动系统的振动噪声分析
汽车传动系统的振动噪声分析随着现代科技的不断发展，汽车已经成为人们生活中不可或缺的工具。
然而，一些汽车的振动噪声问题却成为了驾驶者和乘客的困扰。
振动噪声不仅会影响驾驶者的驾驶体验，还会给人们的身心健康带来负面影响。
因此，对汽车传动系统的振动噪声进行分析和研究，具有重要的意义。
首先，汽车传动系统的振动噪声是由多个因素共同作用引起的。
其中，最主要的因素之一是发动机的振动。
发动机是汽车传动系统的核心部件，它在运转过程中会产生各种振动。
这些振动通过传动系统传递到车辆的底盘、车轮以及车身上，从而产生噪音。
此外，变速器、离合器等传动系统的部件也会产生振动，进一步增加了噪声的强度。
其次，振动噪声的分析可以通过实验和模拟两种方法来进行。
实验方法通常使用专业仪器对汽车传动系统的振动进行测量，以获取振动信号的频率、幅度等信息。
通过对这些数据的处理和分析，可以了解到不同部件之间的相互影响以及振动噪声的来源。
模拟方法则是通过建立数学模型，使用有限元分析等方法对振动噪声进行模拟。
这种方法能够更好地理解振动噪声的传播规律和振动能量的变化情况。
在进行振动噪声分析的过程中，人们通常采用频谱分析的方法。
频谱分析是一种将时域振动信号转化为频域信号的方法，可以清晰地显示出不同频率分量的强度。
通过对振动信号的频谱分析，可以找到振动噪声的主要频率成分，进而确定噪声产生的原因。
在实际分析中，人们通常会将频谱分析与特征提取相结合，以获取更全面的振动噪声信息。
除了振动噪声的分析，人们还需要针对不同的振动噪声问题采取相应的解决措施。
一种常见的解决措施是通过优化设计来减少振动噪声的产生。
例如，在发动机设计中，可以采用平衡技术和减震装置来降低发动机的振动。
在传动系统设计中，可以优化齿轮的匹配度和传动系数，以减少噪声的传递。
另外，人们还可以通过加装隔音材料来吸收和隔离振动噪声，从而降低车内噪音的级别。
总之，汽车传动系统的振动噪声分析对于提高汽车的质量和舒适性具有重要意义。
汽车传动系统的振动与噪声分析
汽车传动系统的振动与噪声分析随着汽车的普及和发展，汽车传动系统的振动与噪声问题逐渐受到人们关注。
因为汽车传动系统的振动和噪声不但会影响驾驶舒适度，也可能会加速汽车的损耗和磨损程度，进一步影响汽车的使用寿命和安全性。
因此，汽车传动系统的振动与噪声分析成为汽车制造业的一个重要研究方向。
1. 振动与噪声的本质振动和噪声是指汽车传动系统中出现的机械运动过程中产生的波动现象。
它们的本质不同：振动是指物体在一定时间内有规则地加速运动并产生重复性波动的现象；噪声则是振动通过空气或其他传递媒介将能量传播出来，进而引起人类听觉的反应。
因此，汽车传动系统的振动与噪声问题不仅涉及到机械工程、力学等领域，同时也和声学有关，是一个涉及多个学科的复合性问题。
2. 汽车传动系统的振动与噪声的来源和分类汽车传动系统中振动和噪声的产生是由多种因素综合作用而引起。
其中，引起振动的因素可以分为自然因素和非自然因素。
自然因素主要包括轮胎的动平衡、阻尼系统的完整性等；非自然因素则主要来自发动机的运转过程。
另一方面，引起噪声的因素则主要来自于发动机的排放系统、轮胎的道路噪声和车身的空气噪声等。
就振动和噪声的分类而言，汽车传动系统的振动主要可以分为自由振动和受迫振动两种类型。
其中，自由振动是指在没有外力作用的条件下，传动系统因自身结构固有特性而产生的振动，其频率和振幅由系统的自身参数决定。
受迫振动则是指在有外力作用下，传动系统产生的振动，其频率与外力频率一致或是其倍频，振幅与外力振幅大小相关。
而噪声则可以分为气动噪声、机械噪声和燃烧噪声等类型。
其中，气动噪声主要来自汽车在运动过程中荧光可视模测造成的空气流动噪声；机械噪声主要来自于发动机运转和传动系统摩擦等因素所引起；燃烧噪声主要来自于发动机燃烧过程中的热量和气体的振动引起。
3. 汽车传动系统的振动与噪声的影响因素汽车传动系统的振动与噪声的影响因素涉及到多个因素引起的复杂作用。
其中，汽车设计参数的合理性是影响传动系统振动和噪声的重要因素之一。
平顺性试验方法
平顺性试验方法平顺性试验是指对汽车在运行过程中的平顺性进行测试和评估的一种方法。
平顺性是指汽车在行驶过程中所产生的震动、噪音、冲击等不良感受。
平顺性试验的目的是为了评估汽车在真实道路环境下的乘坐舒适性，以及车辆结构和悬挂系统的设计是否符合要求。
平顺性试验一般分为主观评价和客观评价两种方法。
主观评价是指由驾驶员或乘客通过亲身体验来评估汽车的平顺性。
主观评价通常通过模拟实际道路环境，让驾驶员或乘客在不同速度和路况下进行试乘试驾，然后根据他们的感受和反馈来评估汽车的平顺性。
主观评价的优点是能够真实地反映出人们对汽车平顺性的感受，但由于受到个体差异和主观因素的影响，结果可能存在一定的主观性。
客观评价是指通过使用专业的测试设备和仪器来测量和评估汽车的平顺性。
客观评价通常包括使用加速度计、振动计、噪声计等设备来测量汽车在不同速度和路况下的振动、噪音等参数。
这些参数可以用来判断汽车的平顺性是否符合标准要求。
客观评价的优点是结果客观可靠，但无法完全反映出人们的真实感受。
在进行平顺性试验时，需要考虑以下几个方面。
首先是试验道路的选择。
试验道路应具有代表性，包括不同路况、不同速度和不同路面条件。
其次是试验车辆的选择。
试验车辆应具有代表性，包括不同类型和不同品牌的汽车。
同时，试验车辆应处于正常使用状态，以确保测试结果的准确性。
然后是试验参数的设置。
试验参数应根据实际情况进行设置，包括速度、加速度、振动频率等。
最后是数据的处理和分析。
试验数据应进行统计和分析，以得出评估结果和结论。
平顺性试验在汽车工程领域具有重要的意义。
首先，平顺性是衡量汽车乘坐舒适性的重要指标，对提升乘坐体验具有重要作用。
其次，平顺性试验可以评估汽车结构和悬挂系统的设计是否合理，以及是否符合相关标准和法规要求。
最后，平顺性试验可以为汽车制造商提供改进设计和优化产品的依据，以提高市场竞争力。
总之，平顺性试验是一种评估汽车平顺性的重要方法。
通过主观评价和客观评价相结合，可以全面地评估汽车在真实道路环境下的乘坐舒适性。
车载测试评估汽车行驶中的噪音与震动
车载测试评估汽车行驶中的噪音与震动随着汽车行业的不断发展和进步，人们对汽车的舒适性和安全性要求也日益提高。
其中，车辆行驶中的噪音与震动成为了人们普遍关注的焦点。
为了更好地评估和控制车辆行驶中的噪音与震动，车载测试技术成为了重要的手段之一。
本文将探讨车载测试评估汽车行驶中的噪音与震动的方法和应用。
一、引言车辆行驶中的噪音与震动对驾驶者的舒适性和安全性产生重要影响。
过高的噪音与震动不仅会引起驾驶者的不适，还可能干扰其对路况的感知。
因此，车载测试评估噪音与震动的准确、可靠性能成为了汽车制造商和研发机构的关键需求。
二、车载测试方法1. 传感器选择与布置车载测试的第一步是选择合适的传感器来测量噪音与震动。
常用的传感器包括加速度传感器、声压级传感器和压电传感器等。
这些传感器可以安装在车辆不同位置，如车轮、悬挂系统、座椅和车身等。
2. 数据采集与处理车载测试需要采集大量的噪音与震动数据，并进行有效的处理和分析。
数据采集设备可将传感器测量到的信号转化为数字信号，并传输到计算机中进行进一步的处理。
数据的处理包括滤波、时频分析和特征提取等。
3. 车辆路试车辆路试是车载测试的核心环节。
通过在不同道路条件下对车辆进行路试，可以获取真实的行驶噪音与震动数据。
这些数据可以反映不同道路条件、车速和工况对噪音与震动的影响。
三、车载测试应用1. 噪音与震动源分析车载测试可以帮助分析和定位噪音与震动源。
通过对车辆进行全面的测试和分析，可以了解不同部件和系统对噪音与震动的贡献程度。
这为设计师提供了指导，可以进行针对性的改进和优化。
2. 舒适性评估车载测试的另一个应用是评估车辆的舒适性。
通过对驾驶员及乘客的反馈和感受进行测试和分析，可以评估车辆行驶中的噪音与震动对舒适性的影响。
这为改进车辆的内部振动与噪声控制提供了依据。
3. 安全性评估噪音与震动对驾驶员的安全性也有重要影响。
车辆行驶中过高的噪音与震动可能会干扰驾驶员对路况的判断和反应能力。
汽车振动噪声及舒适度
汽车振动噪声与舒适度目录汽车振动噪声与舒适度11 引言12 汽车NVH概述22.1 汽车NVH定义22.2 汽车NVH特性32.3 汽车NVH特性研究的应用63. 汽车NVH的开展84 NVH问题的研究方法105 汽车NVH控制与改善措施116完毕语11郑建华11/11/20141 引言汽车创造初期，由于发动机的功率都比较低，根本上都是低速行驶，其振动与噪声问题并不十清楚显，然而，随着科学技术的开展和社会的进步，发动机功率不断增大，高速公路的出现更是促进了车速的快速提高，这就导致了车辆噪声问题的日益突出。
车辆噪声不仅会造成环境污染，而且会影响驾驶员行驶的专注程度和车辆的行驶平安，甚至会对车内人员的精神和生理造成危害。
所以，多数顾客在选购汽车时都希望汽车的驾驶环境是安静的，乘坐起来是平稳的，能够享受驾驶的乐趣，为此，汽车的振动与噪声性能就显得尤为重要。
统计结果显示，汽车的振动与噪声性能和顾客对汽车总体印象评价有直接关系，顾客除了追求传统的低噪声与振动外，对于声音品质的要求也越来越高，于是，汽车的NVH(Noise、Vibration & Harness)性能，即噪声、振动和声振粗糙度性能便成为当前研究的热点。
为控制车辆产生的噪声污染，各国相继出台了相关的环保法规和标准，严格限制车辆产生的噪声。
我国于1979年出台了机动车噪声允许标准GB1495-1979，2002年在?机动车辆允许噪声?根底上又公布了GB1495-2002?汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法?，与先前公布的GB1495-1979相比，GB1495-2002弥补了GB1495-1979的一些缺陷，对测量场地应到达的声学条件加以具体规定。
不过，GB1495-2002却只相当于欧洲经济委员会1997年公布的ECE R51/02?汽车加速行驶车外噪声限值?，2007年，欧洲经济委员会针对机动车辆噪声又制定了新版测试方法，简称ECE R51/03[4]，与ECE R51/02相比要求更加严格。
汽车平顺性检测实验报告
由此根据公式得 f0hs 1.8893 0.2411
由此根据公式得 f0hx 1.9150
图表前-前上
前上横纵坐标数据：
9.8926 -0.0659 10.0479 0.0906 10.4148 -0.0397
10.7324 0.0117
11.1134 -0.0040
前下横纵坐标数据：
相应轴载质量 前轴 kg；后轴 kg。
空车质量 1105 kg。
相应轴载质量 前轴 kg；后轴 kg。
悬架型式 前端 麦弗逊式独立悬架
后端 扭力梁式拖曳臂悬架
弹性元件型式，主要尺寸参数
前端
后端
减震器型式，主要尺寸参数
前端 液压
后端 液压
轮胎型式和尺寸 前轮 185/60 R15
后轮 185/60 R15
轮胎气压
前轮 2.1bar 后轮2.1bar
轴距
2460mm
轮距 前轮 1460mm
后轮 1460mm
b．测试仪器
比利时LMS公司的振动、噪声测试仪器
c．试验条件
8
产生自由衰减的条件： 滚下法
凸块高度：
120mm
非测试端悬架是否卡死： 否
是否拆下减震器：
否
是否拆下缓冲块：
否
9
1.5898 1.7949 10.1214 10.9630
则可由以上数据计算平均值：车身的固有频率为 f0 2.1874 ，车轮的固有频率为
f 2.5479 ，平均阻尼比为 0.2472
评价：
汽车的固有频率是衡量汽车平顺性的重要参数，它由悬架刚度和悬架弹簧支 承的质量（簧载质量）所决定。人体所习惯的垂直振动频率约为 1～1.6Hz。振 动加速度极限值 应为 0.2g~0.3g。车身振动的固有频率应接近或处于人体适应 的频率范围，才能满足舒适性要求。Ψ值取大，能使振动迅速衰减，但会把路面 较大的冲击传递到车身，Ψ值取小，振动衰减慢，受冲击后振动持续时间长，使 乘客感到不舒服。由实验结果车身以及车轮的固有频率明显大于 1.6Hz。所以整 车的平顺性欠佳。
汽车平顺性性能试验解析
汽车平顺性性能试验解析汇报人：日期:•汽车平顺性性能试验概述•平顺性试验方法详解•平顺性性能影响因素•平顺性性能提升策略•平顺性性能试验案例分析•平顺性性能试验未来发展趋势01汽车平顺性性能试验概述平顺性定义平顺性的重要性平顺性定义及重要性试验目的试验内容平顺性试验目的和内容平顺性试验流程和标准试验流程标准02平顺性试验方法详解整车平顺性试验选择具有不同特征的路面，如平坦、坡道、弯道等，以及不同的道路条件，如干燥、湿滑、冰雪等。
试验场地使用高精度仪器来测量车辆的振动、加速度、速度等参数，如加速度计、速度计、位移计等。
试验设备在各种路况和条件下，对车辆进行行驶测试，记录相关参数，并对数据进行整理和分析。
试验过程对采集到的数据进行处理和分析，评价车辆的平顺性性能，包括振动频率、振幅、相位等参数。
数据分析零部件平顺性试验针对车辆的各个零部件，如悬挂系统、座椅、方向盘等。
试验对象试验设备试验过程数据分析根据不同零部件的特点，选择相应的测试设备，如振动台、激振器、力传感器等。
在实验室中对各个零部件进行振动测试、疲劳强度测试等，以评估其在不同路况下的性能表现。
通过对测试数据的分析，评价各个零部件的平顺性性能，如振动特性、刚度、阻尼等参数。
建模方法模型验证性能预测优化设计模拟仿真分析03平顺性性能影响因素车辆自身因素悬挂系统轮胎的尺寸、胎压和充气状态都会影响车辆的平顺性。
充气不足或胎压过高都会降低轮胎的吸震性能。
轮胎车身结构交通状况交通密度、速度和流量也会影响车辆的平顺性。
在高速公路上行驶时，车辆需要承受较高的气流冲击。
路面条件路面类型、状况和不平度都会影响车辆的平顺性。
例如，破损的路面或桥梁接缝处可能会引发较大的冲击和振动。
气候条件风、雨、雪等恶劣天气条件可能会增加行驶中的不稳定性，从而影响车辆的平顺性。
外部环境因素驾驶技能驾驶员的驾驶技能和经验对车辆的平顺性有很大的影响。
熟练的驾驶员能够更好地应对复杂的路况和交通状况，保持车辆的稳定性和舒适性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
速度功率谱密度
Gq(n) (2πn)2Gq(n)
当W=2时
Gq(n) (2πn0 )2Gq(n0 )
加速度功率谱密度
与n无关——“白噪声”
Gq (n) (2πn)4Gq (n)
16
5.3道路路面不平度的统计特性
空间频率功率谱密度Gq (n)化为时间频率功率谱密度 Gq (f )
车速
Gq (，时间频率 f 随车速成正比变化。
Gq ( f ) Gq (n) / u
当 2时，有：Gq ( f ) Gq (n0)n02u / f 2
Gq& f 2πf 2 Gq f 4π2Gq n0 n02u Gq&& f 2πf 4 Gq f 16π4Gq n0 n02uf 2
生理
频率
强度
作用方向
无感觉 稍有感觉 有感觉 强烈感觉 非常强烈感觉
持续时间
垂直方向4～8Hz 水平方向1～2Hz
人体最敏感
人体对水平方向的振 动比垂直方向更敏感
传至人体的振动加速度
客观因素 4
5.２人体反应与平顺性评价
5.2.1人体对振动的反应 ISO2631标准用加速度均方根值给出在1~80Hz振动频率范围内人体
16384 65536 262144
σq /(10-3m) 0.011m-1<n<2.83m-1
几何平均值
3.81
7.61
15.23
30.45
60.90
121.80
243.61
487.22
14
5.3道路路面不平度的统计特性
5.3.1路面谱
路面不平度分级图
15
5.3道路路面不平度的统计特性
5.3.1路面谱 速度功率谱密度和加速度功率谱密度
n0—参考空间频率，n0=0.1m-1；
Gq n0 — 参考空间频率下的路面功率谱密度，也称路面不
平度系数；
W—频率指数。
13
5.3道路路面不平度的统计特性
5.3.1路面谱
路面不平度8级分类标准
路面等级
A B C D E F G H
Gq(n0)/(10-6m3) （n0=0.1m-1）
几何平均值 16 64 256 1024 4096
输入 ●路面不平 ●车速
汽车振动系统 ●轮胎、悬架、车身 ●座椅及人体系统 ●质量、弹簧、阻尼
输出 ●车身传至人 体的加速度 ●悬架动挠度 ●车轮动载荷
评价指标 ●加权加速度 均方根值 ●撞击悬架限 位概率 ●行驶安全性
3
5.２人体反应与平顺性评价 主观因素
5.2.1人体对振动的反应
心理
人体对振动的反应
9
5.２人体反应与平顺性评价
5.2.2平顺性评价指标
(2)三个方向总加权加速度均方根值
aw
1.4axw
2
1.4ayw
2
az2w
1 /
2
(3)总加权振级Law
Law 20lg aw / a0
a0—参考加速度均方根值， a0 106 m / s2。
10
5.２人体反应与平顺性评价
5.2.2平顺性评价指标 2.辅助评价法
➢路面相对基准平面的高度 q ，沿道路走向长度 I 的变化 q（I） 称为路面不平度函数。
➢用水准仪或路面计可以得到路面不平度函数。
12
5.3道路路面不平度的统计特性
5.3.1路面谱
路面不平度的功率谱密度
Gq n 的拟合公式
W
Gq
n
Gq
n0
n n0
Gq n
n—空间频率（m-1），表示每米长度包括几个波长；
振动，乘员敏感的频率范围为1~2Hz。 (2)振动作用方向。垂直振动与水平振动的“疲劳工效降低界限”不
一样，同一暴露时间下，频率在3.15Hz以下时容易感受到水平振动；高 于此频率时，对垂直振动更敏感。
(3)暴露时间。人体达到一定反应的界限，都是由人体感觉到的振动 强度大小和暴露时间长短两者综合的结果。
7
5.２人体反应与平顺性评价
5.2.2平顺性评价指标 在进行舒适性评价时，除了考虑座椅支撑面处输入点3个方向的线
振动，还考虑该点3个方向的角振动，以及座椅靠背和脚支撑面两个输 入点各3个方向的线振动，共3个输入点12个轴向的振动。
8
5.２人体反应与平顺性评价
5.2.2平顺性评价指标 1.基本评价法
对所暴露的振动环境主观感觉良好，能顺利完成读、写等工作。
5
5.２人体反应与平顺性评价
5.2.1人体对振动的反应
疲劳工效降低界限
6
5.２人体反应与平顺性评价
5.2.1人体对振动的反应 “疲劳－工效降低界限”的振动加速度允许值的大小与振动频率、
振动作用方向和暴露时间三个因素有关： (1)振动频率。对垂直振动，乘员敏感的频率范围为4~8Hz，对水平
➢当峰值系数 > 9时，ISO 2631-1:1997(E)标准规定用加权加速度4次 方根值评价。它能更好地估计偶尔遇到过大的脉冲引起的高峰值系 数振动对人体的影响。此时采用辅助评价方法 —— 振动剂量值。
1
VDV
a T 4
0w
t
dt
4
/ ms1.75
11
5.3道路路面不平度的统计特性
5.3.1路面谱 路面不平度函数
汽车振动与噪声控制
主讲：胡爱军
1
第5章 汽车平顺性
5.1平顺性的定义 5.2人体反应与平顺性评价 5.3道路不平度统计特性 5.4平顺性分析 5.5影响汽车平顺性的结构因素
2
5.1平顺性的定义
平顺性是指保持汽车在行驶过程中乘员所处的振动环境具有一定 舒适程度和保持货物完好的性能。
振动影响人的舒适性、工作效能、身体健康，影响货物的完整性以 及零部件的性能和寿命。平顺性研究的目的是有效控制汽车振动的传递， 使振动系统在给定“输入”的“输出”不超过一定的界限。
(1)计算各轴向加权加速度均方根值aw
1）滤波网络法
➢将测得的 at通过相 应的频率加权函数 w f
的滤波网络，得到加权加
速度时间历程 aw t 。
1
aw
1 T
T 0
aw2
t
dt
2
2）频谱分析法
➢对 at进行频谱分
析，得到功率谱密度
函数Ga f 。
1
aw
80
W
0.5
2
f
Ga
f
df
2
17
5.3道路路面不平度的统计特性
对振动反应的三个不同界限。 (1)暴露极限。当人体承受的振动强度在这个极限之内，将保持健康
或安全。通常把此极限作为人体可以承受振动量的上限。 (2)疲劳－功效降低界限。这个界限与保持工作效能有关。当驾驶员
承受的振动强度在此界限之内时，能准确灵敏地反应，正常地进行驾驶。 (3)舒适降低界限。此界限与保持舒适有关，在这个界限之内，人体