"NVH 车辆噪声与控制"
NVH(Noise, Vibration, and Harshness,噪声、振动和粗糙度)是汽车工业中一个重要的研究领域。随着汽车工业的迅速发展,人们对于汽车的舒适性和振动噪声控制的要求越来越严格。车辆噪声不仅影响到乘坐舒适性,还关系到环境保护和汽车的耐久性和安全性。
车辆噪声的种类包括空气动力、机械传动、电磁三部分。其中发动机噪声占汽车噪声的二分之一以上,包括进气噪声和本体噪声。因此发动机的减振、降噪成为汽车噪声控制的关键。此外,汽车轮胎在高速行驶时,也会引起较大的噪声。
噪声评价是 NVH 测试的重要部分,评价方法可分为主观评价和客观评价。影响汽车噪声主观评价的主要因素是舒适性、响度和确定性,例如可以利用语义微分法进行主观评价。在客观评价时,可以采用 PCNM 噪声测量装置测量试验进行分析。此外,模拟技术中的有限元法(FEM)和边界元法(BEM)也被广泛应用。
噪声的控制可以分为三类:对噪声源的控制、对噪声传播途径的控制、对噪声接受者的保护。其中对噪声源的控制是最根本、最直接的措施,包括降低噪声的激振力及降低发动机部位对激振力的响应等, 即改造振源和声源。
汽车的减振降噪水平与整车的动力性、经济性、可靠性及强度、刚度、质量、制造成本和使用密切相关。传动系的主要振源有:发动机不平衡、扭矩变动、发动机燃气爆发脉冲、传动轴不平衡、万向节不等速、路面不平度等。
NVH 特性频率域激振力振动形式包括:2-10Hz 发动机扭矩变化扭转、10-20Hz 离合器的非线性扭转、20-50Hz 传动轴折弯角扭转、50-80Hz 发动机扭矩变化扭转、100-200Hz 发动机往复惯性力弯曲等。
发动机内部的燃烧过程和结构振动所产生的噪声,是通过发动机外表面以及与发动机外表面刚性连接的零件的振动向大气辐射的。根据发动机表面噪声产生的机理,又可分为燃烧噪声和机械噪声。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变化的力所引起的,它与激发力的大小和发动机结构动态特性等因素有关。
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在 100-200Hz 时具有最大值。