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重载汽车齿轮变速箱振动与噪声特性

重载汽车齿轮变速箱振动与噪声特性
重载汽车齿轮变速箱振动与噪声特性

汽车发动机振动噪声测试实用标准系统

附件1 汽车发动机振动噪声测试系统 1用途及基本要求: 该设备主要用于教学和科研中的振动和噪声测量,要求能够测量试验对象的振动噪声特性(频率、阶次、声强等),能对试验数据进行综合分析。该产品的生产厂应具有多年振动噪声行业从业经验,有较高的知名度和影响力。系统软件和硬件应该为成熟的模块化设计,同时具有很强的扩展能力,能保证将来软件和硬件同时升级。 2设备技术要求及参数 2.1设备系统配置 2.1.1数据采集系统一套; 2.1.2数据测试分析软件一套; 2.1.3传声器 2个; 2.1.4加速度计 2个; 2.1.5声强探头 1套; 2.1.6声级校准器 1个; 2.1.7笔记本电脑一台 2.2数据采集、控制系统技术要求 2.2.1主机箱一个;供电采用9~36V直流和 200~240V交流; 2.2.2便携式采集前端,适用于实验室及现场环境; 2.2.3整机消耗功率<150W; 2.2.4工作环境温度:-10?C ~50?C; 2.2.5中文或英文WindowsXP下运行,操作主机采用笔记本电脑; 2.2.6输入通道数:4个以上,其中2个200V极化电压输入通道、不少一个转速输入通道; 2.2.7输入通道拥有Dyn-X技术,动态围160dB; 2.2.8每通道最高采样频率:≥65.5kHz,最大分析带宽:≥25.6kHz; 2.2.9系统留有扩充板插槽,根据需要可以进一步扩充;数据采集前端可同时连接多种形式传感器,包括加速度计、转速探头、传声器、声强探头等; 2.2.10系统具有堆叠和分拆能力,多个小系统可组成多通道大系统进行测量。大系统可分拆成多个小系统独立运行; 2.2.11采集前端的数据传输具备二种方式之一:①通过10/100M自适应以太网传输至PC; ②通过无线通讯以太网技术传输至PC,通信距离在100米以上。使测量过程更为灵活方便,方便硬件通道和计算机系统扩展升级;

汽车NVH振动与噪声分析

汽车NVH介绍

1.NVH现象与基本问题 2.噪声与振动源 3.NVH传递通道 4.NVH的响应与评估 5.NVH试验 6.NVH的CAE分析 7.NVH开发 8.汽车声品质

动态性能 静态性能 汽车的性能 ?汽车的外观造型及色彩 ?汽车的内室造型、装饰、色彩?内室及视野 ?座椅及安全带对人约束的舒适性 ?娱乐音响系统?灯光系统?硬件功能 ?维修保养性能?重量控制 ?噪声与振动(NVH )?碰撞安全性能?行驶操纵性能?燃油经济性能?环境温度性能?乘坐的舒适性能?排放性能?刹车性能?防盗安全性能?电子系统性能?可靠性能 NVH 是汽车最重要的指标之一

汽车所有的结构都有NVH问题 ?车身 ?动力系统 ?底盘及悬架 ?电子系统 ?…… 在所有性能领域(NVH,安全碰撞、操控、燃油经 济性、等)中,NVH是设及面最广的领域。

什么是NVH? NVH : N oise, V ibration and H arshness ?噪声Noise: ●是人们不希望的声音 ●注解: 声音有时是我们需要的 ●是由频率, 声级和品质决定的 ●频率范围: 20-10,000 Hz ?振动Vibration ●人身体对运动的感觉, 频率通常在0.5-200 Motion sensed by the body, mainly in .5 hz-50 hz range ●是由频率, 振动级和方向决定的 ?不舒服的感觉Harshness ●-Rough, grating or discordant sensation

为什么要做NVH? ?NVH对顾客非常重要 ?NVH的好坏是顾客购买汽车的一个非常重要的因素. ?NVH影响顾客的满意度 ?在所有顾客不满意的问题中, 约有1/3是与NVH有关. ?NVH影响到售后服务 ?约1/5的售后服务与NVH有关

汽车振动与噪声控制-综述

汽车振动噪声与控制文献综述 中国汽车产业已进入内涵式发展的稳健增长期,车型品质的提升已取代产能的增长成为发展的主流,这对汽车的噪声、振动与声振粗糙度(Noise, Vibration, Harshness, NVH)提出日益苛刻的要求,使得汽车NVH性能越来越受到重视,成为衡量汽车品质最重要的指标之一。 前期汽车NVH控制主要集中在发动机、车身等主要系统上,随着这些主要系统的NVH问题得到解决,其研究重心开始转向声品质技术、新能源汽车NVH、车身底盘NVH、制动系和悬架系NVH以及振动主动控制等方面。 汽车的NVH问题可以从三个层面上考虑:接受体(方向盘的加速度或人耳处的声压等,但最终是人对振动噪声的感觉);传递路径(隔振隔声系统,车身及内饰等);振动噪声源(发动机/驱动电机、齿轮传动系统、路面不平、风噪声等)。 一、接受体处NVH分析与控制 1.1声品质评价 首先,在对车辆振动与噪声进行分析前需对其NVH状况进行评价。驾驶室内成员处的振动评价相对简单,而人耳对噪声的感知则较为复杂,同时由于汽车车身及底盘技术、汽车发动机技术的突飞猛进,特别是新能源汽车的持续推广,除发动机噪声外,其他排气噪声、传动系噪声、轮胎噪声、空气动力噪声及车身壁板结构振动辐射噪声等,对车辆整体噪声的贡献相对增大,使得车辆噪声控制问题变得更加复杂。 因此,声品质技术应运而生。声品质是指在特定的技术目标或任务内涵中声音的适宜性,声品质中的“声”是人耳的听觉感知,“品质”则是指人耳对声音事件的听觉感知过程,并最终做出的主观判断。人是声品质最终的接受者和最直接的评价者,声品质受到声音固有特性、评价者的生理、心理等各方面的综合影响,因此声品质的研究是一个综合多领域的多学科研究。 声品质主观评价是以人为主体,通过问卷调查或评审团评议的形式,运用试验心理学来研究噪声问题,涉及测试对象选择、噪声准备、听测环境和评价方法

Manatee振动噪声分析

Manatee软件电磁振动噪声分析 北京天源博通科技有限公司 褚占宇

利用Manatee软件分析丰田Prius2004电机电磁及振动噪声 Manatee软件是由法国EOMYS公司研发的,可以计算电机的电磁振动噪声的软件。北京天源博通科技有限公司是该软件在中国的代理商。 本文主要是利用Manatee软件分析丰田Prius2004款电机的电磁及振动噪声。 表1是丰田Prius2004电机的主要尺寸参数。 表1电机主要的参数 名称数据 定子外径/mm269.24 定子内径/mm161.9 气隙长度/mm0.75 铁心长度/mm83.82 转轴外径/mm110.64 极数/槽数8/48 1建模流程 首先打开Manatee软件。如下图所示。 选择电机类型,点击New Machine按钮,选择要编辑的电机类型。

在电机类型里面选择BPMSM,为内置式的永磁电机类型。P中输入极对数为4(注意这里是极对数不是极数)。 接着设置Machine Dimensions选项,在这里设置电机的定子外半径为134.62mm,定子内半径为80.95mm,转子外半径80.2mm,转子内半径为55.32mm。

计算出气隙长度为0.75mm。 设置定子轴向长度,定子硅钢片轴向长度为83.82,硅钢片的叠压系数设置为0.95。没有径向通风道和轴向通风口。 设置定子槽型,软件提供了多种槽型,选择相应的槽型进行设置。在这里选择槽型11,以下为具体的槽型尺寸参数。

当设置好后,可以点击Preview按钮,生成如下图所示。

定子绕组设置,Prius2004为3相双层,分布短距,绕线间距为5,并绕根数13,并联之路数1,每线圈的串联匝数9。 点击next按钮,选择3相双层,绕组跨距为5。 点击Preview按钮,生成如下图所示。 点击next按钮,设置并联之路数1,每线圈的串联匝数9。

液压噪声分析

液压设备在给人们带来诸多方便同时,液压系统的泄漏,振动和噪声,不易维修等缺点,也为液压系统的应用造成了障碍。尤其在现今随着技术水平不断提高,液压系统的噪声和振动也随之加剧,已经成为了限制液压传动技术发展的重要因数,因此,研究液压系统的噪声和振动有着积极的意义。 1,振动和噪声的危害 液压系统中的振动和噪声是两种并存的有害现像,从本质上说,它们是同一个物理现象的两个方面,两者互相依存,共同作用。随着液压传动的运动速度不断增加和压力不断提高,振动和噪声也势必加剧,振动容易破坏液压元件,损害机械的工作性能,影响到设备的使用寿命,而噪声则可能影响操作者的健康和情绪,增加操作者的疲劳度。 2,振动和噪声的来源 造成液压系统中的振动和噪声来源很多,大致有机械系统,液压泵,液压阀及管路等几方面。 机械系统的振动和噪声 机械系统的振动和噪声,主要是由驱动液压泵的机械传动系统引起的,主要有以下几方面。 1,回转体的不平衡在实际应用中,电机大都通过联轴节驱动液压泵工作,要使这些回转体做到完全的动平衡是非常困难的,如果不平衡力太大,就会在回转时产生较大的转轴的弯曲振动而产生噪声。 2,安装不当液压系统常因安装上存在问题,而引起振动和噪声。如系统管道支承不良及基础的缺陷或液压泵与电机轴不同心,以及联轴节松动,这些都会引起较大的振动和噪声。 2.2液压泵(液压马达)通常是整个液压系统中产生振动和噪声的最主要的液压元件. 液压泵产生振动和噪声的原因,一方面是由于机械的振动,另一方面是由于液体压力流量积聚变化引起的. 1,液压泵压力和流量的周期变化 液压泵的齿轮,叶片及拄塞在吸油,压油的过程中,使相应的工作产生周期性的流量和压力的过程中,使相应的工作腔产生周期的流量和压力的变化,进而引起泵的流量和压力脉动,造成液压泵的构件产生振动,而构件的振动又引起了与其相接触的空气产生疏密变化的振动,进而产生噪声的声压波传播出去. 2,液压泵的空穴现象液压泵在工作时,如果液压油吸入管道的阻力过大,此时,液压油来不及充满泵的吸油腔,造成吸油腔内局部真空,形成负压.如果这个压力恰好达到了油的空气分离

振动噪声分析论文

汽车噪声主动及被动控制方法简述1前言 随着汽车工业的发展,汽车给人类的出行带来极大的便利,但同时也带来了噪声污染等社会问题。汽车噪声过大会影响汽车的舒适性、语言清晰度,甚至影响驾驶员和乘客的心理、生理健康,如果驾驶员长期处于噪声环境中容易引起疲劳造成交通事故和生命危险;同时,汽车噪声过大也会影响路人的身心健康,人们长时间接触噪音,会耳鸣、多梦、心慌及烦躁,或直接引起听力下降甚至失聪,其中由车辆噪音间接引发的交通事故,也并不鲜见。因此对汽车噪声进行控制就显得非常必要了。 为了治理汽车噪声污染,各国均制定有关标准,我国国家环境保护总局和国家质量监督检验检疫总局于2002年1月4 日联合发布了GB 1495—2002《汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法》强制性标准,代替GB 1495—1979,并于2002年10 月1日实施。 表1 国内外车辆行驶噪声限值标准的比较(单位:dBA) 新标准是在参考ECE RS1《关于在噪声方面汽车(至少有4个车轮)型式认证的统一规定》基础上制定的。新标准的出台,改变了过去标准不科学、测试项目不完整的局面,为治理汽车噪声污染提供了有效的控制手段,对完善我国的汽车

噪声标准体系将起到积极的推动作用。 2汽车噪声来源 汽车是一个包括各种不同性质噪声的综合噪声源,按噪声产生的部位,主要分为与发动机有关的噪声和与排气系统有关的噪声以及与传动系统和轮胎有关的噪声。 (1)发动机发动机噪声包括燃烧、机械、进气、排气、冷却风扇及其他部件发出的噪声。在发动机各类噪声中,发动机燃烧噪声和机械噪声占主要成分。燃烧噪声产生于四冲程发动机工作循环中进气、压缩、做功和排气四个行程,快速燃烧冲击和燃烧压力振荡构成了气缸内压力谱的中高频分量。燃烧噪声是具有一定带宽的连续频率成份,在总噪声的中高频段占有相当比重。 表2 发动机机械噪声类型 机械噪声是指发动机工作时,各零件相对运动引起的撞击,以及机件内部周期性变化的机械作用力在零部件上产生的弹性变形所导致的表面振动而引起的噪声,包括活塞敲击声、气门机构声、正时齿轮声。燃烧噪声和机械噪声都是有发动机本体发出的,并且随着发动机转速的增加,噪声也增加。一般情况下,低转速时燃烧噪声占主导地位,高转速时机械噪声占主导地位。空气动力噪声是指汽车行驶中,由于气体扰动以及气体和其他物体相互作用而产生的噪声。在发动机中,它包括进气噪声、排气噪声和风扇噪声。实践表明,减少振动是降低噪声的根本措施。增加发动机结构的刚度和阻尼,是减少表面振动的办法,从而达到

汽车振动与噪声控制复习

机械振动理论部分 第一章振动基础理论 1、振动系统的基本元件:弹性元件,惯性元件,阻尼元件 2、解决振动问题的基本方法:解析法和实验法 3、简谐振动的三要素:振幅,圆频率,初相位 4、简谐振动的合成,包括同频率,不同频率公有周期的求解和矢量图的表示 第二章单自由度系统的振动 1、要求掌握单自由度无阻尼系统的自由振动方程,包含计算和分析 2、串联弹簧和并联弹簧的特征及等效弹簧求解公式 3、单自由度有阻尼系统的衰减振动运动方程求解,阻尼固有频率,衰减振动周期及阻 尼比系数的求解 以上内容以作业题和例题为主要复习内容 第三章受迫振动 1、简谐激励作用下系统的受迫振动响应的计算和分析 2、任意激励作用下系统的受迫振动,以例题和作业题为重 3、受迫振动共振的条件激振力频率等于系统的固有频率 4、积极隔振和消极隔振的定义 5、隔振系统的设计,以例题和作业题为重 第四章多自由度系统的振动分析 第五章二自由度系统的振动分析 1、刚度影响系数的求解 2、固有频率和主振型的求解,例题和作业题为重点,会画振型图 3、无阻尼系统对初始条件作用下系统的振动分析,重点掌握结论 4、动力减振器的例题复习 汽车振动与噪声控制复习 汽车发动机的振动分析与控制 1、汽车发动机工作中主要激励源:不平衡惯性力和不平衡惯性力矩 2、针对单缸发动机,由于惯性力矩的作用产生使曲轴旋转的主动力矩,该力矩会激起曲轴的扭转振动。 3、作用在气缸活塞顶部的气体压力对汽车产生什么样的影响?只会使汽车气缸受到拉伸和压缩,不会传到发动机外而去引起汽车振动。 4、往复惯性力Pj和离心惯性力Pr的铅垂分量会使汽车产生()振动?整车的铅垂振动 5、气体压力Pg和惯性力Pj与活塞对缸壁的压力Pn构成的反转力矩,会产生何种影响?反转力矩将通过发动机支承点传到车架上,整车产生横向摆动,旋转矢量的离心惯性力Pr 的水平分量会传到车架上,引起整车的水平振动。 6、为了减少直列多缸发动机的干扰力和干扰力矩引起发动机和车架的振动,通常采取以下措施来减少或消除这些干扰。(合理布置曲柄间的相互位置、采取有效的平衡方法、点火顺序和采取隔振措施) 7、V型发动机在计算发动机的干扰力和力矩时,需考虑V型气缸的()。合成系数或V型角 8、振动隔离分为两种:()和()。主动隔振和被动隔振

《车辆振动与噪声控制》课程教学大纲

《车辆振动与噪声控制》课程教学大纲 课程代码:020242025 课程英文名称:Control of Vehicle Vibration and Noise 课程总学时:32 讲课:26 实验:6 上机:0 适用专业:车辆工程装甲车辆工程能源与动力工程交通运输 大纲编写(修订)时间:2017.5 一、大纲使用说明 (一)课程的地位及教学目标 车辆振动与噪声控制是车辆工程专业、装甲车辆工程、能源与动力工程和交通运输专业的专业选修课。面对激烈竞争的汽车市场,除了提高汽车的各项性能指标和经济指标外,降低汽车振动与噪声,提高汽车运行舒适度已成为现代汽车设计及新技术开发研究的一个重要方面。本课程的主要任务是使学生了解并掌握汽车振动的基本要素;单自由度、二自由度及多自由度振动的基本特性;随机振动的统计特性及汽车的平顺性分析。通过本课程的学习,能培养学生对工程实际问题观察、分析及解决的能力,为从事专业设计与研究打下坚实的基础。 (二)知识、能力及技能方面的基本要求 通过本课程的学习,学生要对本课的基本内容有系统的理解,掌握其基本概念、理论和方法,运用这些理论分析,解决工程实际问题,并达到如下要求: 1.具有建立典型汽车结构力学模型的能力,并能够确定其边界条件和初始条件。 2.掌握模型系统的模态分析与响应分析方法。 (三)实施说明 教师在授课过程中可以根据实际情况酌情安排各部分的学时,课时分配表仅供参考。教师要注重对基本概念、基本方法和解题思路的讲解,以便学生在实际应用中能举一反三,灵活运用。根据专业特点,教师应结合实际问题,在教学过程中注意理论与实际结合,突出实际应用。 (四)对先修课的要求 本课程的先修课程有《高等数学》等相关课程。 (五)对习题课、实验环节的要求 结合有关章节中的重点和难点问题以及典型的问题,安排一定的习题练习,并以讲、练、讨论相结合的方式进行。引导学生对所学内容的基本概念、基本原理和基本方法有更加深入的了解。结合每次课的内容、重点和难点,有针对性的布置与有关实际问题相联系的思考题。 (六)课程考核方式 1.考核方式:考查。 2.考核目标:考核学生对单自由度及多自由度振动基本原理掌握情况,在此基础上掌握模态分析的基本理论。通过对汽车模型的简化,在一定路面激励下,分析汽车的平顺性。 3.成绩构成:本课程的总成绩主要由两部分组成:平时成绩占10%,实验成绩占10%,考试成绩占80%。 平时成绩由任课教师视具体情况按百分制给出。 (七)主要参考书目:

汽车噪声及振动

汽车噪声与振动 ——理论与应用 第二章 声学基础 1、描述声音的参数:声压、频率、质点速度、声功率等 2、声压:当地声压与大气压之差。 3、有效声压:瞬时声压对时间取均方根值。 4、声音强弱评价:声功率、声强、声压 5、听阈声压:对于1000Hz 纯音,人耳刚刚能够听到的声压为2*10-5Pa 。 6、痛阈声压:人耳难以忍受的声压为20Pa 。 7、声压级:取一个参考声压,用某个测量或计算的声压的平方与这个参考值的平方相比,再取自然对数,然后再乘以10,就得到声压级。公式如下: 20 2 lg 10P P L p ?=(参考值50102-?=P Pa ) 声功率级:声源的声功率与参考声功率的比值,再取自然对数,然后乘以10。 lg 10W W L w ?=(参考值12010-=W W ) 声强级:某一点的声强与参考声强的比值,再取自然对数,然后乘以10。 lg 10I I L I ?=(参考值12010-=I 2-?m W ) 第十章 发动机的振动

第十一章发动机的噪声 发动机两种噪声:纯音和混杂音。纯音是窄频带的,用抗性消音器;混杂音是宽频带的,用阻性消声器。 抗性消声器:将能量反射回声源,从而抑制声音。 阻性消声器:声能被吸声材料吸收并转化成热能,从而消声。 燃烧噪声:由于气缸内燃烧,将活塞对缸套的压力振动通过缸盖—活塞—连杆—曲柄—机体向外辐射的噪声称为燃烧噪声。 机械噪声:活塞对缸套的撞击、正时齿轮、配气机构、喷油系统、辅助皮带、正时皮带等运动件之间的机械撞击所产生的振动激发的噪声称为机械噪声。 第十二章管道声学及进气系统的噪声与振动分析 进气管截面积越大,功率损失越小;进气管截面积越小,空气噪声越低——相矛盾。 进气系统噪声主要是指进气口处的噪声,此噪声源离车厢很近,对车内噪声贡献很大,同时,进气噪声也是最主要的通过噪声源。 第十三章排气系统的噪声与振动 第一节排气系统的噪声

变速箱振动与噪声分析

第1期(总第125期)机械管理开发 2012年2月No.1(S UM No.125) M EC HANIC AL M ANAGEM ENT AND DEVELOPM ENT Feb.2012 引言 变速箱主要经齿轮啮合达到变速、增加扭矩的作用,齿轮系经轴承安置在壳体上。实验证明,齿轮、轴承、壳体是变速箱振动和噪声的主要来源[1]。分析变速箱的振动和噪声的产生机理,应该首先着重分析齿轮、轴承、箱体的振动。 1变速箱振动和噪声现象及初步分析 讨论的变速箱是我公司设计的一款大扭矩多挡位变速箱,它由主箱、副箱两段式结构组成、性能优越,但在试验时发现了异常的振动和噪声;对其原因进行分析,发现有些齿轮啮合频率的倍频与壳体约束模态频率相近时,在测试振动和噪声信号功率谱中相同频率处出现峰值,引起变速箱的异常振动和噪声。2振动和噪声现象的发生原因详细分析2.1变速箱中齿轮啮合频率计算 1)定轴系中,齿轮的啮合频率为[2]: 式中:Z 为齿轮齿数;i 为频率的谐波,i=1,2,3…。对于有固定齿圈的行星轮系,其啮合频率为: 式中:Z r 为任一参考齿轮的齿数;n r 为参考齿轮的转速(r/min);n c 为转臂的回转速度(r/min),方向相反时,取正号;i 为频率的谐波,i =1,2,3…。 由式(1)与式(2)可知,齿轮副中的两个齿轮的啮合频率是相同的。当齿轮的转速变化时,啮合频率也随之而变,并且随着转速的升高,齿轮噪声增大。这是判断齿轮啮合频率的两个基本原则。再者,齿轮的啮合频率往往呈二次、三次等高次谐波出现在频谱中。齿轮噪声随转速增加而增加,但不是线性关系;转速越高,噪声随转速升高而上升的越缓慢。 2)齿轮编号表:本实验变速箱中各档齿轮编号见图1。 3)齿轮啮合频率计算:根据式(1)及(2),按图1齿轮编号算得齿轮的啮合频率,见表1。由于6档、7 档、8档、9档、10档时,各齿轮的啮合频率除14、15、16 号齿轮的为0外,其余均与1档、2档、3档、4档、5档对 应相同。 图1齿轮编号图 表1 齿轮啮合频率计算结果 挡位12345 R 1695695695695695695 2695695695695695695 3542542542542542542 4542542542542542542 5472472472472472472 6472472472472472472 7351351351351351351 8351351351351351351 9297297297297297297 10297297297297297297 11282282282282282282 12282282282282282282 13282282282282282282 14115285208331373116 15115285208331373116 16115285208331373116 2.2 变速箱壳体的有限元分析 图2变速箱箱体有限元模型 1)建立数学模型:对变速箱壳体,建立三维数学 f Z =nZ 60i .(1) f Z =Z r (n r ±n c )60 i .(2) 收稿日期:;修回日期:6 作者简介:董晓露(),女,山西浑源人,工程师,硕士,主要从事变速箱设计工作。D 66@6变速箱振动与噪声分析 董晓露 (中国重汽集团大同齿轮公司技术中心,山西 大同 037305) 摘要:分析了某变速箱试验时的异常振动和噪声原因。先对一台样机测试其各挡稳定过程的振动和噪声信号, 再对测得的信号进行功率谱密度分析。之后,运用Pro/Engineer 建立了变速箱壳体的实体模型,并用OptiStruc t 软件进行了壳体前端面加零位移约束的模态分析;计算了各挡齿轮的啮合频率,分析了壳体的模态频率与齿轮啮合频率对振动和噪声信号功率谱中峰值的影响。最后根据分析结果,提出对壳体的改进建议,以达到变速箱减振降噪的目的。 关键词:变速箱;振动和噪声;齿轮啮合频率;壳体模态中图分类号:TB533+.2 文献标识码:A 文章编号:1003-773X (2012)01-0053-02 53 2011-08-042011-10-01979-E-mail:https://www.wendangku.net/doc/9818742307.html,.

噪声与振动

汽车NVH 特性中振动与噪声概述 摘要 随着汽车产业的发展,N V H 已经成为评价汽车品质的最重要的技术指标。本文介绍了汽车的N V H 特性的意义,分析了汽车振动噪声的来源及其产生的机理,提出了相应的控制策略。 关键词:汽车、N V H 、振动、噪声 1 引言 汽车的噪声( Noise) 、振动( Vibration) 、声振粗糙度( Harshness) 统称为汽车的NVH 特性[1], 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[2]。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。 随着社会的进步、科技的发展和人们的生活水平的不断提高,人们对汽车品质的要求也越来越高。另一方面,由于国内汽车制造业的迅速发展,竞争的日益激烈,各汽车制造企业加大对汽车品质的研究,而NVH已经成为评价汽车品质的最重要的技术指标。国外各大汽车公司投巨资研究NVH,可以说,NVH 问题已经关系到公司未来的成长。 在NVH 的特性中,振动与噪声是最为重要的两个指标[3]。汽车是一个由激励源(发动机、变速器、路况、轮胎等)、振动传递器(由悬挂系统和连接件组成)和噪声发射器(车身)组成的系统。 2 振动噪声的研究 振动噪声的来源主要有:⑴发动机振动噪声;⑵空气动力引起的振动噪声; ⑶轮胎而引起的振动;⑷传动系统齿轮啮合冲击产生的振动噪声;⑸由于路面不平而产生的振动等等。 2.1 发动机振动噪声及防治措施 发动机是汽车的动力源,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(如发动机振动, 配气轴的转动, 进、排气门开关等引起的噪声),因此发动机的减振、降噪成为汽车噪声控制的关键。借助于改进悬置、平衡技术以及使用声学隔离材料等技术来降低车身振动噪声[4]。 2.2 空气动力引起的振动噪声 汽车在行驶时,空气动力引起的振动噪声包括:空气通过门窗或孔道进入车内而引起的振动;气流和车身产生涡流而引起的振动以及外面的空气与车身摩擦

车辆噪声污染的危害与控制

车辆噪声污染的危害与控制 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。据国外有关资料表明,城市噪声的70%来源于交通噪声,而交通噪声主要是汽车噪声。它严重地污染着城市环境,影响着人们的生活、工作和健康。所以噪声的控制,不仅关系到乘坐舒适性,而且还关系到环境保护。然而一切噪声又源于振动,振动能够引起某些部件的早期疲劳损坏,从而降低汽车的使用寿命;过高的噪声既能损害驾驶员的听力,还会使驾驶员迅速疲劳,从而对汽车行驶安全性构成了极大的威胁。所以噪声控制,也关系到汽车的耐久性和安全性。因此振动、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,保证产品的经济性,使汽车噪声控制在标准范围之内。 1噪声的种类 产生汽车噪声的主要因素是空气动力、机械传动、电磁三部分。从结构上可分为发动机(即燃烧噪声),底盘噪声(即传动系噪声、各部件的连接配合引起的噪声),电器设备噪声(冷却风扇噪声、汽车发电机噪声),车身噪声(如车身结构、造型及附件的安装不合理引起的噪声)。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(如发动机振动,配气轴的转动,进、排气门开关等引起的噪声)。

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。这是由于轮胎在地面流动时,位于花纹槽中的空气被地面挤出与重新吸入过程所引起的泵气声,以及轮胎花纹与路面的撞击声。 2噪声要求 欧洲的法规规定,从1996年10月起,客车的外部噪声必须从77dBA 降到74dBA,减少了一半噪声能量,到本世纪末进一步降低到71dBA。日本的法规规定,小型汽车在今后十年内噪声标准控制在76dBA以下。国内的一些大城市也计划在2010年交通干线的噪声平均值控制在70dBA以内。而据国内目前有关资料表明,国内的大客车的噪声许可值则不得超过82dBA,轻型载货车为83.5dBA。由此可见,我国在车辆噪声控制方面还得狠下工夫。 3噪声评价 噪声评价指标主要是指车内、外的噪声值和振动适应性。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

电机振动与噪声的分析

电机的振动及噪声 1、概述 噪声干扰人们正常谈话,降低人的思维能力,使人疲劳,并影响人睡眠、休息和工作,长期生活在大噪声的环境中,不仅可使人耳朵由痛感,还使人的听觉受到损害,甚至会发生昏厥和引起神经系统疾病。而振动是噪声的来源,我们在控制噪声的同时也同样抑制了振动,所以在分析电机的噪声时,总是结合电机的振动一起来描述。 为了保证人们有一个合理的生活、工作环境,各国都制定了法规以限制噪声的污染。我国在1988年参照国际标准ISO1680.2(1986)《声学——旋转电机辐射空气噪声的测定之第二部分简易法》和ISO 3746(1980)《声学——噪声源的声功率级测定:简易法》制定了GB10069.2-88《旋转电机噪声测定方法及限值:噪声简易测定方法》。 电机噪声主要来自三个方面,即空气噪声、机械噪声和电磁噪声,但有时也会将电路内部噪声列入噪声源之一。电路内部噪声主要来自电路自励、电源哼声以及电路元件中的电子流起伏变化和自由电子的热运动。 2、电机噪声和振动及抑制措施 (1)空气噪声 空气噪声主要由于风扇转动,使空气流动、撞击、摩擦而产生。噪声大小决定于风扇大小、形状、电机转速高低和风阻风路等情况。 空气噪声的基本频率f v:f v=Nn/60(H Z) 其中,N——风扇叶片数n——电机转速(RPM) 风扇直径越大,噪声越大,减小风扇直径10%,可以减小噪声2—3dB。但随之冷量也会减少。当风叶边缘与通风室的间隙过小,就会产生笛声(似吹笛声)。如果风叶形状与风扇的结构不合理,造成涡流,同样也会产生噪声。由于风扇刚度不够,受气流撞击时发生振动,也会增加噪声。此外,转于有凸出部分,也会引起噪声。 针对以上产生空气噪声的原因,则下列措施有助于减小空气噪声:合理地设计风扇结构和风叶形状,避免产生涡流;保证风叶边缘与通风室有足够的间隙,在许可情况下,尽量缩小风扇直径;在许可情况下,将气流转向后再吹(吸)出,可明显降低噪声,此在吸尘器中已有采用;保证风路通畅,减小空气的撞击和摩擦。 如果从声源方面还不能控制通风噪声时,就要采用隔声或用消声的方法,还可以在定子径向风道口附近防置吸声材料。最简单也是最有效的隔声方法是用钢板、木板或塑料板制成的隔声罩,把整个电机包围起来,可降低噪声20分贝左右,当然这对整体三热是不利的,而且所占用的空间也比较的大。

船舶结构振动噪声分析及其进展

船舶结构振动噪声分析及其进展 【摘要】随着我国船舶事业的不断发展,对船舶结构振动噪声的研究提出了新的要求。本文首先概述了船舶结构振动噪声的相关话题,分析了船舶结构声学的设计方案。最后结合实际,深入探究了船舶振动的特性及计算等相关问题。 【关键词】船舶结构;振动噪声;分析;进展 一、前言 船舶事业日新月异的发展,要求有关人员对船舶结构的振动噪声做出深入分析,以最大程度地降低噪声的出现。由于船舶是一件大型的运输设备,其结构振动噪声的分析要涉及到多方面因素,对这些因素控制的好坏对该项课题的研究有深远意义。 二、概述 在船舶设计的最早阶段就要考虑声学方面的要求,这是船舶结构声学设计的基本原则。如果在船舶设计的早期阶段就能将涉及声学的各种要求,体现在具体的船舶结构设计中,则可用较少的费用获得较好的降低振动和噪声级的效果。 船体结构辐射噪声的分布规律与结构表面振动速度有密切关系,而结构表面振速的量级与分布,在一定的激励力下,主要取决于结构本身的振动响应特性。利用模态分析识别结构固有特性,找出主导模态,调开船体结构振动共振频率,可以达到降低噪声的目的。然而,这种解决问题的办法所需费用较大,如果在一开始就结合声学要求进行结构设计,则不仅节省开支,而且可以获得更大、更好的效果。因此在船舶设计阶段就进行结构的振动噪声分析是很有意义的。 船舶结构的振动声学分析,对于优化船舶结构的声学设计,具有重要的指导意义。船舶声学设计的基本原则,就是在船舶设计的最早阶段就考虑声学方面的要求。而船舶建造型式直接影响船上声学和振动状况,在船舶设计的早期阶段,选择声学上最佳的船舶建造型式是声学设计的最重要阶段。 船舶振动过大不但会造成船舶结构的损坏,而且会影响船用设备的正常使用。为此,必须在船舶设计阶段对船舶结构的局部振动性能和总体振动性能进行预报,以便在结构设计方面采用合理方案和必要的措施。随着计算机技术的迅猛发展及大型软件的应用,使船舶结构振动成为国内、外舰船振动研究的活跃领域。近年来对船舶振动预报的研究,大致可分为:全船模态分析响应、尾部结构振动及上层建筑振动三个部分。 三、船舶振动特性及计算 1.船舶的振动特性

汽车振动噪声(NVH)控制——汽车工业面临的新问题

汽车振动噪声(NVH)@制——汽车工业面临的新问题 黄遵国,王 彦 (东风汽车有限公司商用车技术中心,湖北武汉430056) 摘要:汽车NVH(Noise,Vibration,Harshness)特性是汽车五大重要性能之一,是汽车行业与相关汽车零部件行业关注的综合性问题。本文分析了车内振动、噪声的产生原因及传递路径,并给出了汽车主要的减振、降噪、密封零部件(如动力总成悬置、底盘村套、悬架系统、筒式减振器等)的结构形式,工作原理、发展趋势等,并展望了汽车NVH控制技术的发展前景。 关键词:汽车NVH;汽车NVH零部件;汽车密封件中图分类号:TQ 153 文献标志码:A ImprovingVehicleNVHPerformance--ANewProblemEncounteredbyAutomobileIndustry HUANG Zunguo,WANGYan (CommercialVehicleTechnologyCenter,Dongfeng MotorCo.,Ltd,Wuhan430056,China) Abstract:NVH is one ofthefivemostimportantcharacteristicsofvehiclewhichhasbeengot muchattention byauto‘ mobileindustry.The reason andtransmissionpathofvehicleNVHwasanalyzed in thepaper.Alsothe structure and oper— ating principleofsomesubsystemforoptimizingvehicleNVHperformancewerepresented,such as power trainmount, chassisbush,and suspension systemetc.Finally,thefutureofoptimizingNVHtechnologywascommented. Key words:VehicleNVH,NVHsubsystem。Sealingunit 汽车NVH是指在汽车驾乘过程中,驾乘人员感受到的噪声(Noise)、振动(Vibration)和声振粗糙度(Harshness)。由于以上三者是同时出现且密不可分的,因此常把它们放在一起进行研究,其中噪声的频率范围为30Hz一-40kHz,主要指驾乘人员听到的车内噪声。振动的频率范围为1~200 Hz, 主要是驾乘人员感受到的来自于转向盘、地板和座椅的振动。声振粗糙度是指噪声和振动的品质,是描述人体对振动和噪声的主观感受的指标,不能直接用客观测量方法来度量。由于声振粗糙度描述的是振动和噪声使人不舒适的感觉,因此又称Harsh-ness为不平顺性,又因为声振粗糙度经常用来描述冲击激励产生的使人极不舒适的瞬态响应,因此也称Harshness为冲击特性。 车内振动主要来自于2个方面,其一是由动力总成振动向车内的传递;其二是由路面激励通过轮胎向车内的传递。 车内噪声通常也来自2个方面,其一是由动力总成及附件噪声、轮胎噪声、风噪声等空气噪声向车内的传递;其二是由底盘、车身等结构件振动传递到车厢而引起的结构噪声。如图1所示,由车内振动和噪声的传递路径可知,振动问题和噪声问题往往是耦合在一起的。 由于振动和噪声源往往无法改变或很难在短时间内进行优化改进,因此在一款新车型的开发过程中,工程人员往往通过设计优化NVH零部件来控 发动机激动}r.1动力总成振动卜————叫悬J霞系统 五亟卜——趣圃I 孰挫 k——_叫主塑些!l I!堕堡垫l 圈1车辆振动噪声传递路径 制振动和噪声的传递路径,从而实现对整车NVH目标的控制。 NVH零部件通常分为减振产品和降噪产品两大类。减振产品主要包括橡胶减振产品、弹簧阻尼减振产品,其中,橡胶减振产品在车内的分布最为广泛,用于动力总成、车身、底盘等各类结构件之间的弹性连接和缓冲。弹簧阻尼减振器主要包括各类悬架弹簧及液压筒式减振器,轮胎和车身的弹性连接起到阻尼的作用。 降噪产品主要包括隔音吸音产品(通常简称为隔音产品)和密封产品,隔音产品涵盖范围很广,主要分布于发动机舱、乘员厢、行李厢和底盘,其中顶棚、主地毯等在内的大部分内饰件同时也是车内噪声控制的重要零部件。因此,在NVH领域往往被作为隔音产品进行考虑。密封产品主要是指各类门、窗密封条,其目的是通过密封来隔绝空气噪声的 传递。如图2所示。 《新技术新工艺》?数字技术与机械加工工艺装备 2011年 第7期 ?73? ;墓Ik 塑丽

汽车振动噪声与舒适度

汽车振动噪声与舒适度 目录 汽车振动噪声与舒适度 (1) 1 引言 (2) 2 汽车NVH概述 (3) 2.1 汽车NVH定义 (3) 2.2 汽车NVH特性 (3) 2.3 汽车NVH特性研究的应用 (6) 3. 汽车NVH的发展 (8) 4 NVH问题的研究方法 (10) 5 汽车NVH控制与改善措施 (11) 6结束语 (11) 郑建华 11/11/2014

1 引言 汽车发明初期,由于发动机的功率都比较低,基本上都是低速行驶,其振动与噪声问题并不十分明显,然而,随着科学技术的发展和社会的进步,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安全,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》基础上又颁布了GB1495-2002《汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法》,与先前颁布的GB1495-1979相比,GB1495-2002弥补了GB1495-1979的一些缺陷,对测量场地应达到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年颁布的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。由此可见,国内在机动车辆噪声法规制定和实施方面与发达国家存在不小的差距,车辆噪声与振动问题需要进一步加强,汽车的设计水平也有待提高。与国外一些著名的大汽车公司,如德国大众、日本丰田、美国通用等相比,国内汽车厂家在车辆NVH 性能研究方面还存在很大差距,研究不够深入,这也成为制约国产汽车发展的一个重要因素。汽车通常由发动机、底盘、电气设备和车身系统组成,而承载式轿车车身系统是车内乘员的直接载体,主要由钣金件组成,它的设计既要考虑汽车行驶安全性,又要考虑乘坐空间、空气阻力和外型美观等问题,而且车身振动特性及车内噪声特性也直接影响乘客的乘坐舒适性。针对车辆乘坐室内的噪声问题,研究其产生机理,探索车内噪声产生的途径并采取一些方法进行控制,譬如,通过结构修改、敷设阻尼层、附加质量等控制板件的振动辐射噪声,有利于改善车内的声学特性,对提高汽车的市场竞争力有着重大意义。

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。空气动力噪声包括进、排气噪声和风扇或风机噪声。排气噪声是发动机的最大声源,进气噪声次之。风扇噪声也是发动机的主要噪声源之一。排气噪声由周期性排气、涡流和空气柱共鸣噪声组成。周期性排气噪声是排气门开启时一定压力的气体急速排出而产生;涡流噪声是高速气流通过排气门和排气管道时产生的;空气柱共鸣噪声是管道中空气柱在周期性排气噪声的激发下发生共鸣而产生。 对于发动机噪声的评价,除考虑其辐射噪声能量总水平外,还应考察以下噪声特性:噪声级及其随发动机工作状态的变化关系、发动机周围空间各点噪声级数值的分布状态、空间各点的噪声频谱以及发动机工作过程各阶段的瞬时声压级。通过这些信息,不但可以比较和评价发动机辐射噪声的大小,还可以深入研究辐射声能频率的分布情况,判断发动机工作循环中辐射声最大的阶段,以便分析产生高噪声的原因,提高噪声控制措施并比较和评价这些措施的有效性和经济上的合理性。 2.底盘噪声 汽车底盘结构固体声源产生噪声主要是传动系噪声和轮胎噪声。传动系噪声频率为400—2000Hz。其中齿轮传动的机械噪声是主要部分。齿轮噪声以声波向空间传出的仅是一小部分,大部分则是变速器驱动桥的激振使各部分产生振动而变为噪声。 按声源的激励性质不同,轮胎噪声主要产生机理可分三大类: (1)气流声机理。随着轮胎的滚动,在与路面接触区,花纹沟内空气不断被吸入与挤出,由此形成“空气泵”噪声,这是横向花纹的一种主要噪声机理。此声源为起伏变化的气体,属气流噪声。 (2)机械声机理。由胎面花纹块撞击路面、轮胎结构的不均匀性以及路面的不平性等因素激发机械噪声,是光面胎及纵向花纹的主要噪声源。 (3)滤波放大机理。轮胎与路面接触处形成喇叭口几何体,对上述噪声起着滤波放大作用。另外,胎面花纹沟与路面所围管道内的空气共振以及轮胎花纹块离开路面处形成的赫姆霍兹共振效应主要为袋状沟的噪声机理。 3.车身噪声 车身噪声主要是由于汽车加速行驶时空气流过汽车表面和孑L道时产生的噪声。该噪声主要来源于气流有明显折弯的地方,在该区域内气流分离,分离区内旋涡脱落,形成噪声。

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