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汽车噪音
汽车噪音
1、NVH概述
1.1NVH备受汽车企业关注
国外公司的统计表明，整车约有1/3的故障问题是和车辆的NVH问题有关的。
而各大公司有近1/5的开发费用耗费在解决车辆的NVH问题上。
丰田Camry，本田Accord（阿科德）和美国克莱斯勒Tolos轿车。
国内现在已经有很多整车企业和零部件企业开始了这方面的技术储备和实际应用。
如，江铃，福田，长安汽车等。
车辆NVH特性已越来越受厂家和客户的重视，因此如何开展NVH的评价、诊断对于解决NVH问题非常关键，它也在产品开发过程中的标杆研究和产品定型、积累设计数据起非常重要的作用.
1．2、什么是NVH
汽车的噪声（Noise）、振动（Vibration）、声振粗糙度（Harshness）统称为汽车的NVH特性，是衡量汽车设计及制造质量的一个重要因素。
声振粗糙度又可称为不平顺性或冲击特性，与振动和噪声的瞬态性质有关，描述了人体对振动和噪声的主观感受，不能直接用客观测量方法来度量。
乘员在汽车中的舒适性感受以及由于振动引起的汽车零部件强度和寿命问题都属于NVH的研究范畴。
从NVH的观点来看，汽车是一个由激励源（发动机、变速器等）、振动传递器（由悬架系统和连接件组成）和噪声发射器（车身）组成的系统。
汽车NVH特性的研究应该以整车作为研究对象，但由于汽车系统极为复杂，因此，经常将它分解成多个子系统进行研究，如发动机子系统（包括动力传动系统）、底盘子系统（主要包括悬架系统）、车身子系统等
Noise噪声-人们所听到的
-在20Hz-10000Hz频率范围内的声音
-由频率，声级和声质表征
Vibration振动-人们所触摸和看到的
-在0.5Hz–500Hz频率范围，人体感觉的运动
-由频率、量级和方向所表征
Harshness平稳舒适性-噪声和振动的综合影响
-粗糙、刺耳或不和谐的感觉，如轮胎气压太硬时车辆行驶的感觉
-20-200Hz频率范围，由频率、量级和方向所表征。
2、汽车NVH关注重点
1）车身
车身“boom”
仪表板、转向柱振动/抖动
座椅振动
机-电系统噪声（座椅调节器、电动窗户、雨刮器、各种小电机等）
空调暖风系统（HVAC）噪声
车外噪声Exteriornoisereduction
风噪声
车内异响（SqueakandRattle）
2）底盘
通过悬挂输入到车身的力（粗糙路面输入、路面凸块输入等）
减震器“chuckle”
制动噪声/振动
BrakeSqueal
BrakeJudder（shakingofvehiclecausedbybraking）
方向盘振动
车轮不平衡
3）怠速抖动和轰鸣
高档低速由于发动机扭矩引发的抖动和轰鸣
急加速（WOT）由发动机和排气系统振动引发的噪声和辐射噪声
缓加速（Part-load）
滑行（coast）除发动机外的道路噪声和振动
匀速（SmoothRoad）由轮胎和动力总成不平衡，及轮胎力变化引发的抖动、粗糙声音和轰鸣声，风噪和轮胎噪声
匀速（RoughRoad）道路激励噪声和抖动、冲击轰鸣声
Lugging（高档低速）由于发动机扭矩变化引发的抖动和轰鸣声
Tip-in由动力总成弯曲引发的噪声（Moan）
4）动力总成
发动机噪声
振动/发抖
启动/熄火声音/振动
附件噪声（AC,Alternator,etc.）
排气/进气噪声
变速箱噪声
桥噪声（后轮驱动）
传动系齿轮噪声
3、主观评价常用NVH现象
晃动：
指车身、发动机左右摆动的振动现象，一般为车身和发动机的低频刚体运动。
跳动：
指车身、发动机上下颠簸的振动现象，一般为车身和发动机的低频刚体运动。
撺动：
指车辆、发动机前后振动的现象。
抖动：
指车辆的振动现象，有手脚发麻的感觉，频率在10-30Hz范围内。
如方向柱、底板、仪表板抖动等。
摆动：
指方向盘扭转振动现象，主要是由车轮不平衡和转向系共振诱发。
低频噪声：
指结构噪声，由结构振动引发，频率在20-500Hz。
中高频噪声：
指空气噪声，频率在250-5000Hz。
啸叫声（Whistle）：
口哨声，一般由增压器、进气系统发出。
4、NVH主观评价术语
“呜呜”声（Whine）：
齿轮啮合产生，属中高频噪声。
“卡嗒”声（Rattle）：
齿轮轮齿之间的碰击声。
“吱吱嘎嘎”声（S&R）:
指摩擦挤压声，一般为内饰件松动所诱发。
“嗡嗡”声（Buzz）：
由路面不规则引发的噪声。
发动机噪声：
对柴油机的主要噪声源是燃烧噪声，对汽油机的主要噪声源是进、排气噪声和配气机构噪声。
“隆隆”声（Rumble）：
车轮滚动声，中低频噪声，150-500Hz。
声音品质：
指声音的令人厌烦程度。
如有的声音虽声压级不高，听起来令人十分不安和烦躁，而有些声音声压级高，但听起来却十分悦耳。
语言清晰度：
指在车内乘员之间说话的清晰程度。
“突突”声（Throb）：
排气系统
5、主观评价条件
1）试验场地
为保证评价结果的一致性，评价场地应在国家级试验场进行，评价路面包括平坦路面、粗糙路面和冲击路面，路面均应保持干燥且清洁。
平坦路面应选择试车场的长直线试车道，粗糙路面选择试车场的小卵石路，冲击路面选择试车场减速带路面。
路面：
清洁、干燥、无积水和积雪
2）试验环境
符合GB/T12534-90《汽车道路试验方法通则》3.4的规定
风速不大于3m/s
大气温度允许在-20-40°C范围内
环境噪声：
应低于被测
噪声10dB
3）车辆技术状况
汽车各总成、部件、附件及所属装置（包括随车工具与备胎）必须按规定装备齐全；
汽车制动、操纵等各系统必须按该车技术条件规定调整到位，确保车辆安全；
试验车辆如是新车，应完成2000km的磨合。
轮胎花纹高度不小于3mm；气压应符合该车技术条件规定，误差不超过±10%；
整车姿态和四轮定位必须按该车技术条件规定调整到位；
试验车应清洁卫生。
6，主观评价项目
怠速NVH
怠速NVH是指车辆在定置怠速时的NVH现象。
轰鸣声（Boom）
轰鸣声是一种车内低频噪声，频率在20-100Hz范围内，耳膜有压力感。
动力传动系NVH
动力传动系NVH是指由发动机、变速箱、传动轴和驱动桥所引发的振动噪声现象。
道路NVH
道路NVH是指由路面引发的振动噪声现象。
风噪声
风噪声是由汽车行驶在中高速时所产生的噪声现象。
机电系统NVH
机电系统NVH是指电器系统及其机械附件工作时所引发的NVH现象。
驾驶操作性
驾驶操作性是指驾驶员在变换操作车辆过程中所产生的NVH现象
（1）怠速NVH
操作条件
车辆行驶一段时间后静止下来，发动机启动，即在热怠速状态下，所有电器负荷均打开（有空调车辆打开空调）
评价内容
1）点火/熄火时的NVH性能
点火/熄火时有无抖动，即驾驶室或车身有无晃动、跳动，及异常的撞击声等。
2）怠速NVH性能
评价点火初期时发动机工作是否平稳，工作一段时间能否平稳下来；感受方向盘、变速杆、仪表板、底板有无抖动，以及车身侧围后围、后视镜、防护栏、保险杆等。
驾驶员在车内和车外听声音，判断噪声类型，有无高频噪声，车内隔声效果，特别是发动机防火壁的隔声效果做出评价。
（2）轰鸣声Booming
a）操作条件
在平坦路面上，分别在各前进档位下WOT（急加速）/partload（缓加速）/Coast（滑行）和典型车速匀速条件下，及低速减速带路上驾驶。
急加速和缓加速均加至最高车速；对于滑行，应在所选择档位突然释放油门、不摘档；减速带上行驶车速为30km/h。
b）评价内容
仔细听判断车内有无轰鸣声及大小，是在低速区还是中高速区，确定所在的发动机转速。
在减速带上驾驶，评价车内轰鸣声的大小以及零部件异常声响。
（3）动力传动系噪声
a）操作条件
1）在定置条件下缓慢踩油门发动机转速从怠速升至额定转速。
2）在平坦路面上，分别在各加速档位下WOT（急加速）/partload（缓加速）/Coast（滑行）。
b）评价内容
1）
发动机噪声
评价定置工况下车内噪声的大小和三种工况下的车内噪声差别，以及进行换档操作，听声音有无异常噪声及大小，如增压器啸叫声、“呜呜”声、进排气噪声、高频噪声等。
并判断车身的隔声效果。
2）变速器
变速器有无“呜呜”声、卡嗒声等。
3）后桥
有无异响声响。
4）车身振动
方向盘、底板、变速杆、座椅、后视镜的振动大小，及有无跟发动机转速有关的共振。
（4）道路NVH性能
a）操作条件
1）平坦路
中高速匀速操作、从前进低档到高档连续加档操作及相应的减档操作
2）粗糙路（小卵石路），按道路可靠性所规定的档位和速度匀速操作，一般为3档50km/h。
3）减速带
匀速10、20、30km/h，3档
b）评价内容
1）在平坦路中高速均匀工况下行驶时，在前后座上评价轮胎与地面接触噪声，有无道路隆隆声；
2）在平坦路中高速均匀工况下行驶时，
3）在平坦路中高速均匀工况转向系统（方向盘）是否摆动；
4）在平坦路中高速均匀工况下行驶时，评价方向盘、座椅、底板的抖动大小，判断是否由于车轮或发动机激励输入与悬挂系统共振所致；
5）在平坦路面上，加减档时车辆是否有抖动；
6）在粗糙路面上，评价方向盘、座椅、低板振动量级，及车内噪声和声音品质；
7）在粗糙路面上，对前后座椅进行评估，感觉座椅是否能良好地隔离路面输入，是传递还是放大了路面激励；
8）在粗糙路面上，评价语言清晰度，是否要提高讲话的音量；
9）在粗糙路面上行驶时，评价是否存在吱吱嘎嘎声、嗡嗡声和卡嗒声，响度是否很大，和声音是否很厌烦；
10）在车辆经过单个凸块时，车辆是否能立刻吸收冲击并变得平缓，很快的衰减；
11）在车辆经过单个凸块时，声音粗糙度是否良好，有无令人厌烦的声音。
（5）风噪声
a）操作条件
平坦路匀高速操作，速度应大于80km/h。
b）评价内容
评估急速气流掠过车身、车窗、天线和车门所产生的噪声，听A柱附近和后视镜周围是否有口哨声，相关噪声大还是小？
声音是否柔和？
或是否吵杂和粗糙？
车辆是否不受哨声和漏气的影响？
（6）机电系统NVH
包含的主要附件
内部附件：
玻璃升降器、电动天窗、电动滑门、空调和暖风系统等。
外部附件：
洗涤器、雨刮器、电动天线、电动后视镜等
a）操作条件
在车辆定置状态下操作电器附件使其正常工作。
B
）评价内容
评价内部电器和外部电器附件工作时的噪声量级、声音品质的好坏（声音是否很厌烦、刺耳）。
（7）驾驶操作性
a）操作条件
1）起步操作
2）怠速行驶
3）低速行驶时不断地猛踩/放松油门踏板、换档操作、踩离合和松离合。
4）中高速行驶时不断地轻点/轻松油门踏板、换档操作。
5）匀速、加速和减速行驶
b）评价内容
1）评价发动机在起步时工作的稳定性；
2）怠速行驶时车辆是否抖动，怠速是否过低；
3）在低速换挡时车辆是否前后窜动（悬挂柔性））、发动机是否前后撺动（悬置前后刚度），及车辆能否良好控制；
4）踩离合、松离合是车辆是否抖动，车辆能否良好控制
5）在中高速时轻点/轻松油门踏板、换档操作时，是否有抖动现象，车辆能否良好控制
6）匀速、加速和减速时的稳定性
7）传动系（如后桥）是否有异常噪声。
8、如何降低NVH
汽车振动和噪声的产生并不是相互独立，而是紧密联系的。
可以说，噪声源于振动，振动、噪声和舒适性这三者是密切相关的。
既要减小振动、降低噪声，又要提高乘坐舒适性、保证产品的安全性、环保性以及使用性能。
降低NVH是系统问题，降低NVH不只是噪声或振动的问题，是一个系统性的问题。
例如汽车行驶时车厢噪声大，查源头在发动机，而这个噪声问题可能就涉及到三个部分，一个是发动本身的噪声大，一个是发动机悬置部件减振效果差，一个是车身前围和地板隔音技术不好。
措施：
降低NVH源头处输入的力
提供隔离措施
对车辆进行模块化管理
节点安装到位以及动态减震等
要改善汽车的NVH特性
，首先是对其振动源和噪声源的控制。
这就需要改善产生振动和噪声的零部件的结构，改善其振动特性，避免产生共振；改进旋转元件的平衡；提高零部件的加工精度和装配质量，减小相对运动元件之问的冲击与摩擦；改善气体或液体流动状况，避免形成涡流；改善车身结构，提高刚度；施加与噪声源振幅相当而相位相反的声音等。
其次要控制振动和噪声传递的途径。
这就需要对结构的振动和噪声传递特性进行分析并改进，使之对振动和噪声具有明显的衰减作用而不是放大；优化对发动机悬置的设计，降低发动机向车身传递的振动；对悬架系统进行改进，阻断振动的传递；采用适合于平面振动的阻尼材料、适合于旋转轴类的扭振减振器以及针对其它线振动的质量减振器；分析和改进结构，特别是车身的密封状况，提高密封性能
；各种吸音材料、隔音材料和隔音结构的研究及应用，提高汽车内部的吸音和隔音性能等。
三、汽车NVH问题也涉及到零部件生产企业
1.近年随着专业化分工，整车制造企业已经逐渐将大部分零部件交给零部件生产企业来做。
盛行的“模块化”生产方式把汽车装配生产线上的部分装配劳动转移到装配生产线以外的地方去进行。
这样，零部件生产企业必然遇到NVH问题。
设计者考虑的问题也不单纯是零部件的本身，而是零部件与零部件之间，零部件与整车之间的关系。
2.例如在解决车身NVH问题上，长春合成材料有限公司产品具有国内较先进的产品研发极其生产技术，同时可以协同各汽车厂商开展同步开发工作。
3.例如在解决发动机NVH问题时，CooperStandard发动机公司为了获得更好的降噪效果，对发动机做降噪处理外，还对车辆的发动舱、车厢内部设计结构都进行了声学研究，以求最好的解决方案。
轮胎也是噪声的主要来源之一，一些厂商除选用低噪声轮胎外，对车轮罩衬垫进行声学特性设计，使其起阻隔噪声的作用。
一、NVH特性研究在改进汽车乘坐舒适性中的应用 NVH特性的研究不仅仅适用于整个汽车新产品的开发过程，而且适用于改进现有车型乘坐舒适性的研究。
这是一项针对汽车的某一个系统或总成进行建模分析，找出对乘坐舒适性影响最大的因素，通过改善激励源振动状况（降幅或移频）或控制激励源振动噪声向车室内的传递来提高乘坐舒适性。
汽车动力总成悬置系统的隔振研究以及发动机进排气噪声的研究是改善整车舒适性的重要内容，动力总成液压悬置系统的发展与完善使这一问题得到较好的解决。
悬架系统和转向系统对路面不平度激励的传递和响应对驾驶员及乘客的乘坐舒适性有很大影响，分析悬架系统的动力学特性可以改善它的传递特性，减少振动和噪声；通过对转向操纵机构和仪表板进行有限元分析，可以使转向柱管、方向盘的固有频率移出激励频率范围并保证仪表板的响应振幅最小。
汽车制动时产生的噪声严重影响了车室内乘员的舒适性，实验证明制动噪声主要是由于制动器摩擦元件磨损不均匀造成的，通过对制动盘等元件进行有限元分析以及它的磨损特性对产生噪声的影响等问题的研究，可以改善制动工况下的整车NVH特性。
另外，随着车速的不断提高，高速流动的空气与车身撞击摩擦产生的振动噪声已经成为车室噪声的重要来源。
汽车在使用一段时间之后，一些元件（如传动系的齿轮、联轴节、悬架中的橡胶衬套、制动器中的制动盘等）的磨损将对整车的NVH特性产生重要影响，
它们的强度、可*性和灵敏度分析是研究整车特性的重要工作，这也就是所谓高行驶里程下汽车NVH特性的研究。
二、详细说明
1.NVH噪声、振动与声振粗糙度,，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。
2.NVH问题是系统性的。
例如有些轿车行驶时车厢噪声大，查源头在发动机，那么这一个噪声问题可能就涉及到三个部分，一个是发动本身的噪声大，一个是发动机悬置部件减振效果差，一个是车厢前围和地板隔音技术不好，是一个互相关连的系统问题。
3.当遇到车厢噪声大时，人们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-发动机则是无能为力，这只能是“亡羊补牢”，无法从根本上解决问题。
但如果运用NVH解决方案，就会涉及发动机、悬置及车架等，从根本上减少噪声产生的来源。
因此，NVH问题实质是汽车设计中要解决的问题，而不是汽车进入市场后要解决的问题。
4.汽车的发动机和车身都通过弹性元件支承在车桥和轮胎上，构成一个弹性振动系统，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，各“弹性振动子系统”发生振动且互相关联。
5.振动是噪声产生的根源之一，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，而应该考虑到整车其他方面的问题，例如要考虑到车身、发动机、轮胎、弹性支承等诸方面。
，对车轮罩衬垫进行声学特性设计，使其起阻隔噪声的作用。
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