整车NVH问题与分析手段概述

本文将按车辆的构造和NVH特点进行分类，对车辆NVH问题和主要的分析手段进行概述。

对车辆而言，大的层面，需要评价以下层面的NVH问题：整车振动噪声性能评价；动力总成振动噪声性能分析、底盘传动振动噪声性能分析、进/排气振动噪声性能分析和整车NVH匹配性能分析。而每个大类下面，又有若干小类，如整车振动噪声性能评价则包含车内振动噪声、车外噪声-加速通过噪声和车辆平顺性等小类。在这将对下图左侧所示的每个小类所面临的NVH问题及其涉及到的主要NVH分析手段逐条进行概述。另外，将忽略对工况的说明，如整车振动噪声评价通常对以下工况态进行：怠速、全负荷WOT、半负荷POT、匀速、倒车、减速和急加减油门（tip-in，tip-out）等，但实际上评价所用到的分析方法基本上是相同的。因此，对每个小类进行说明时，不会强调相应的工况。



车辆NVH主要的分析手段有信号特征分析、旋转机械类分析功能、结构模态分析、传递路径分析和声学分析等。当然在这四大分类下面也有很多小的分类，如上图右侧所示。对车辆NVH问题某一个小类进行振动噪声性能分析时，可能会用到分析手段不同大类下面的不同小类。如对变速箱的振动噪声进行分析，那么需要用到特征信号分析下面的FFT频谱分析、阶次分析和倍频程分析等常规手段，还需要用到旋转机械相关分析大类下面的阶次跟踪和包络解调/倒谱分析等。

上图所涉及到的NVH工作，并不都是主机厂来做，部分工作是主机厂要做的，部件是供应商要做的。如主机厂主要做第一部分和最后一部分。动力总成主要是发动机厂商与动力总成配套厂商要做的工作。底盘和进排气部分主要是底盘和进排气供应商要做的。上图是车辆NVH的总体概括，可能不同的单位所做的工作或要求都不一样。

另外，在下文中对常规的分析手段，如频谱分析、阶次分析和倍频程分析等，不会作过多的说明，重点是对其他分析手段进行说明。

整车振动噪声性能评价
对于整车的振动噪声性能评价而言，主要有以下三个方面：车内振动/噪声、车外噪声—加速通过噪声和车辆行驶平顺性。

1. 车内振动噪声
不管是主机厂还是供应商，也不管做哪一部分的NVH工作，最终的目标都是车内振动噪声。车内振动噪声是最基本的， 那么它的分析手段也是最基本的。比方评价车内噪声，就需要用到FFT频谱分析、阶次分析和倍频程分析等常规的分析手段。车内振动噪声除了跟车相关之外，还跟乘员主观感受相关，因此，还有与人相关的心理声学与人体计权。心理声学方面，对整车最常规的体验就是语言清晰度，当车在高速公路上行驶时，噪声是比较大的，这个时候你可能想听听收音机或者与旁边的乘客聊聊天，听收音机或聊天时能否听清楚，会不会被车内噪声所遮掩，就需要用到语言清晰度这个指标了。

2. 车外噪声—加速通过噪声
加速通过噪声是一个法规认证试验，是强制性的，对于这种法规性的指标是有明确要求的，测试这个很简单，按通过噪声试验标准规定执行即可。如果车辆要在某些地区进行销售，那么，通过噪声必须满足这个地区的法规要求才能进行销售。加速通过噪声的处理手段不同于常规的非稳态信号处理手段。非稳态信号要对时间数据块做FFT，而FFT分析要求的是稳态信号，在时间T内认为是稳态的，得到这个时域数据块的频谱特征。对于加速通过噪声而言，它是一个瞬变的过程，入场时时速是50km/h，做加速通过噪声时，一脚油门踩到底，”呜”地一声通过了测量位置，因此，整个加速通过噪声试验也只有2，3秒的时间，在这2，3秒内信号瞬息万变。如果用FFT来分析，假如频率分辨率为1Hz，那么得到的OA值只有2，3个，不能反映瞬变的信号。因而，这个时候需要用时域声级计分析。时域声级计可以设定时间长度，如快挡是0.125s，那么每0.125s计算一个OA值，而步长，也就是每隔多少时间取0.125s可以自行设定，如10ms，或20ms，想让它多长时间出一个结果就可多长时间出一个结果。因此，它能反映这种瞬变的特征。

3. 车辆行驶平顺性
平顺性试验考虑的是人体计权，跟噪声一样，不同频率的声音，人的感受是不一样的，同样是100dB的声音，在20Hz处和在2000Hz处，人的感受肯定是不一样的。振动也是同样的道理，人对不同频率的振动的感受也是不一样的。人对振动也有一个敏感的频率范围，对不同频率的振动人体敏感是不一样的，因此，需要考虑人体计权。

以上就是对整车振动噪声的评价，所以，整车的振动噪声评价是一个目标性的评价。整车NVH问题及每个方面主要用到的分析手段如下图所示。噪声的评价是耳旁噪声，测量位置包括司机的耳旁噪声，副架的耳旁噪声，后排座的耳旁噪声。而振动评价通常是一些典型的位置，如方向盘、地板、座椅导轨和仪表板等位置的振动。因为这些地方都是与人的感受相关联的位置。



假如评价出来的结果不理想，想知道这个问题是怎么产生的。这时又分两种情况来考虑，是处于正向开发阶段还是逆向开发阶段。所谓的逆向开发，也就是troubleshooting，这时车已开发出来了，评价结果不理想，知道问题是怎么产生的，作大的改动可能性非常小。而正向开发是指新开发一个车型，肯定要求各个目标点的评价指标不能高于竞争对手或对标车，因此需要设定目标，并且要将目标进行分解，比方说怠速时车内噪声要在50dB以下。为了达到这个要求，就需要确定动力总成的噪声是多大，排气噪声是多大，整车模态怎样分布的：比如动力总成刚体模态、车身模态和排气系统的模态等等都是怎么分布的，所有这些都需要分解，分解到各个零部件上。要做分解也好，或troubleshooting也好，都需要用到后面这些分析手段。

只做到这一点，还只是一个表象，要了解设计的本质，比方说车内噪声要满足目标要求，就需要给发动机或动力总成下达一个指标：动力总成的振动噪声目标是多少，包括动力总成的刚体模态匹配性，这时动力总成部门就需要为实现这个目标而做相应的工作了，以满足整车部门给他们下达的振动噪声要求。那么在选择发动机时肯定是选择NVH水平和各方面性能都有优势的厂家。

未
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动力总成NVH问题与分析手段概述
底盘、进排气和整车NVH匹配问题与分析手段概述
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扩展阅读
1.什么是NVH？
2.什么是声音？
3.一名合格的NVH工程师应具备什么样的硬性条件?
4.汽车的隔音性是由哪部分决定的？
5.心静 - 整车振动与噪声

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常会
谭工，刚体特性分析是什么概念？能介绍一下吗？
2017年6月4日
7 作者回复
刚体特性分析是指获得刚体的特征参数：质心位置和转动惯量。通常动力总成需要做刚特性分析用于悬置匹配性分析。
2017年6月4日
1

一直想学习一下动力惯量测试与悬置解耦，不知道什么时候会出这方面的内容
2017年6月5日
1 作者回复
后续，暂时没有提上日程。
2017年6月5日
1
小崔
学习了
2017年6月4日
1
Sun-海明威
大牛应该是长安的某位领导
2017年6月4日
作者回复
这个还真不是！
2017年6月4日

魏
老兄，书出来了吗？
3月22日
作者回复
预计5，6月吧
3月23日
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