全面提升发动机品质；交付被业界赞誉为“最安静发动机”的柴油机

业务挑战
-客户对整车舒适性的要求不断提高

成功关键
-专注于改进发动机最主要的噪声来源
-成立专门的NVH开发团队
-建立先进的NVH试验室
-依托西门子LMS Virtual.Lab仿真软件、LMS Test.Lab测试软件及LMS SCADAS数据采集硬件，优化柴油机性能

结果
-整体上，柴油机整机噪声下降2~3 分贝，驾驶室内噪声下降1分贝，整车通过噪声下降1.5分贝
-WP3柴油机品质/舒适性达到进口高端车水平
-WP4.1柴油机被行业内称为“最安静的发动机”

行业
汽车及交通运输

客户主要业务
潍柴动力股份有限公司主要业务涉及动力总成（发动机、变速箱、车桥）、整车整机、液压控制和汽车零部件四大板块。2015年位居中国企业500强第70位、中国机械500强第二位。

解决方案/服务
-LMS

客户位置
潍坊, 山东省
中国

"潍柴动力的目标就是使发动机燃油经济性最优化、排放性能最优化、可靠性最优化、驾驶舒适性最优化、动力/性能最优化。"
李 勤 博士

董事长高级顾问/技术规划总监

潍柴动力股份有限公司

"NVH开发中，如何实现仿真、试验相结合，试验数据、仿真数据的无缝连接至关重要，而这正是LMS NVH解决方案的最大优势，使得我们的NVH开发变得方便且高效。"
文 志永

技术中心NVH室负责人

潍柴动力股份有限公司

"随着潍柴业务的增长，我们会继续与Siemens PLM Software的LMS NVH产品和支持团队更加紧密地合作，更好地支持柴油机产品的创新与升级。"
文 志永

技术中心NVH室负责人

潍柴动力股份有限公司



预期要求越来越严苛
目前，全球市场和用户对整车性能，尤其是发动机燃油经济性、动力性、舒适性等方面的要求都越来越高，同时，各个国家对环保和排放限值也越来越严苛。

凭借强大的研发实力，目前，潍柴动力股份有限公司（以下简称“潍柴动力”）正在不断努力满足和超越市场预期和要求。

潍柴动力股份有限公司董事长高级顾问/技术规划总监李勤博士说：“潍柴动力的目标就是使发动机燃油经济性最优化、排放性能最优化、可靠性最优化、驾驶舒适性最优化、动力/性能最优化。”

专注于发动机性能优化
发动机作为车辆噪声的主要来源，其NVH（噪声、振动与声振粗糙度）性能开发工作的重要性和迫切性日益凸显。为此，作为中国内燃机行业的龙头企业，潍柴动力专门成立了NVH团队，建立了先进的NVH试验室，依托LMS Virtual.Lab™仿真软件、LMS Test.Lab™测试软件及LMS SCADAS™数据采集设备，对柴油机系列产品进行NVH开发及优化提升。这些LMS解决方案全部来自产品生命周期管理（PLM）软件专家Siemens PLM Software。



NVH开发一般包括仿真和试验分析两大主要功能，其开发工作贯穿于柴油机的全生命周期，包括前期开发，后续市场维护、故障分析解决等。在不同的阶段，NVH仿真工作及NVH试验工作功能不同，比如在设计布置阶段，仿真工作保证高品质的NVH 结构方案，同时大大缩短设计周期；在产品开发阶段，试验测试结果验证了仿真结果及方案可行性，同时又反哺于仿真。

WP3柴油机——品质卓越，降噪显著
以WP3柴油机的NVH改进提升项目为例，大致阐述潍柴动力实现的显著效益。从前期市场调研、概念设计、布置设计，后续的详细设计、样机开发，直至后面的市场验证、批量生产、产品维护，整个开发过程中，潍柴动力进行了大量卓有成效的NVH仿真、测试分析工作。

在WP3柴油机改进提升项目前期调研过程中，NVH工作以测试分析为主。针对WP3产品的市场定位，借助SCADAS数据采集设备及LMS Test.Lab测试分析平台，工程师对竞争对手产品进行详细的NVH测试，这些数据为实现WP3新产品的开发目标提供详细的数据参考，同时也为后续WP3产品设计提供了基本信息。

确定了新型WP3的市场定位后，进入概念设计阶段，工程师以NVH仿真为主要手段。具体而言，团队利用AVL软件和LMS Virtual.Lab软件对整机的振动和辐射噪声进行预测，前期竞品分析工作中得到的具有借鉴意义结构将融入到概念设计阶段，通过多轮次的仿真计算优化，直至产品的概念设计平台定型，最终确定优秀的低振动、低噪声的设计方案。

随后的布置设计阶段同样以仿真工作为主，针对各零部件及各系统的特点，利用LMS Virtual.Lab软件对零件和总成的辐射噪声进行优化设计，保证设计结构的低噪声。同时结合AVL软件和LMS Virtual. Lab软件，进行活塞敲击噪声优化、齿轮传动噪声优化以及轴系扭转振动优化等工作，从而确保了各零件、总成和系统的性能提升。

在详细设计阶段，再次进行优化设计，进一步提升NVH性能。

新型WP3柴油机试制完成进入样机开发阶段，该阶段以NVH试验分析工作为主导，NVH仿真工作协助。借助LMS Test.Lab测试分析平台，开发团队对从柴油机零部件到整机进行了全面和详细的NVH测试，如零部件模态测试、零部件振动测试、零部件振动疲劳、柴油机整机振动测试、柴油机轴系扭振测试、柴油机整机噪声测试、柴油机燃烧噪声测试、柴油机声品质测试、声学贡献量分析等。

在此阶段，通过结合测试分析和仿真，所有的NVH问题都将充分的暴露和解决。LMS Test.Lab的测试数据可以无缝传递给LMS Virtual.Lab进行模型的修正和对标，同时，LMS Virtual.Lab的仿真计算结果又可以非常方便地对测试方案进行指导和设计，从而确保测试结果的全面性和准确性。

新型WP3柴油机开发完成，整车的悬置系统匹配时，依旧由LMS NVH开发工具来完成。试验手段获得动力总成转动惯量及质心位置，仿真手段获得悬置位置、悬置角度及悬置软垫刚度等参数。悬置匹配完成后，最终通过振动测试来评价匹配是否成功。

“所有的这些工作，保证了新型WP3柴油机到达了很高的NVH水平——怠速噪声76 dBA、标况声压级95 dBA，全运行工况具有良好的声平顺性和很低的振动能量，”潍柴动力股份有限公司技术中心NVH室负责人文志永先生自豪地说。整车匹配完成后，驾驶室内噪声低于52 dBA，达到进口高端车水平。

在WP3柴油机产品投放市场后，NVH工作同样伴随其中，开发团队密切关注着产品投放市场后的任何改进机会，根据客户反馈及时进行NVH性能优化。

WP4.1——行业内最安静的发动机
基于相同的开发方法和流程，借助LMS Virtual. Lab仿真软件、LMS Test.Lab测试软件及LMS SCADAS采集硬件等工具，潍柴动力NVH开发团队在WP4.1的NVH提升项目中也取得了非常优异的成果。

WP4.1是在潍柴动力4105柴油机基础上研发的优化提升产品，在研发过程中，开发团队针对柴油机传动系、配附件、缸内燃烧等开展了一系列降噪工作，如高精齿轮使用、增压器BPF噪声抑制、预喷标定降低燃烧噪声、隔声罩使用等，最终使得柴油机整机噪声下降2~3分贝，驾驶室内噪声下降1分贝，整车通过噪声下降1.5分贝。“经过我们团队的辛勤努力，在LMS解决方案的帮助下，WP4.1柴油机最终达到了非常好的NVH性能，被业内称为‘最安静的发动机’。”文志永先生高兴地说道。

WP4.1降噪项目的成功凝聚着潍柴动力NVH团队的智识和汗水，也离不开Siemens PLM Software NVH解决方案的强有力的支持及其他部门的鼎力相助。NVH开发过程中，潍柴动力积累了大量宝贵的最佳实践和降噪优化措施，可以直接被其他产品借用。

数据的无缝连接至关重要
“NVH开发中，如何实现仿真、试验相结合，试验数据、仿真数据的无缝连接至关重要，而这正是LMS NVH解决方案的最大优势，使得我们的NVH开发变得方便且高效。特别是LMS Test.Lab测试分析软件，可以完成零部件振动评估、疲劳考核、声频分析、结构优化；柴油机整机可以进行振动、噪声、扭振测试、声强测试、声源贡献量分析、动力总成转动惯量测试、整车悬置系统TPA、整车加速通过噪声测试等。不仅如此，Siemens PLM Software解决方案还可以进行整车匹配、整车试验、评估等工作。”文志永先生说。

“此外，LMS Test.Lab软件多数应用模块兼容性强……可处理大部分其它软件采集的振动噪声数据，方便了用户数据采集，和后期数据分析。人机交互界面比较通俗易懂，便于快速提取数据，提高了数据分析效率。声学模块拥有国际主流数据处理评价标准，方便了用户的数据对比。”文志永先生补充道。

Siemens PLM Software功不可没
潍柴动力的NVH团队还一致表示，最难能可贵的是Siemens PLM Software强大的LMS NVH专家团队，可以随时为潍柴动力提供技术支持，如项目咨询、减振降噪方案设计优化、故障诊断分析等。与此同时，及时的先进测试及仿真技术宣讲培训，也大大提高了潍柴动力NVH工程师的技术能力。

文志永先生最后表示：“随着潍柴业务的增长，我们会继续与Siemens PLM Software的LMS NVH产品和支持团队更加紧密地合作，更好地支持柴油机产品的创新与升级。”