1. 車外噪聲源

影響車外噪聲的主要有發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲、冷卻噪聲、排氣噪聲、輪胎輻射噪聲和排氣系統(tǒng)的再生輻射噪聲以及其他機(jī)械噪聲。這些噪聲一般在中高頻范圍內(nèi)，由于車外噪聲直接構(gòu)成了對周圍環(huán)境的污染排放，因此各國都有嚴(yán)格的限值和測試方法。

2. 車外噪聲的測量和評(píng)價(jià)

（1） 加速行駛車外噪聲測量及評(píng)價(jià)：加速行駛車外噪聲是對于整車噪聲水平等綜合評(píng)價(jià)，是汽車認(rèn)證最重要的指標(biāo)之一。各國的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)對測量方法的規(guī)定基本相同（包括剛剛頒布我國標(biāo)準(zhǔn)GB1495-2002），由于各國發(fā)展水平不同因此限制有一定的差異（比如：GB1495-2002對于轎車的限值要比歐洲大3dB（A））。

目前最具先進(jìn)性而且被廣泛采用的要屬歐共體51號(hào)法規(guī)（即：ECE Reg. No.51）測量方法和相應(yīng)的限值。值得說明的是：法規(guī)只是國家或地區(qū)間總體水平等體現(xiàn)，汽車企業(yè)為了保持產(chǎn)品的領(lǐng)先地位，往往有更為嚴(yán)格的公司內(nèi)部限值，作為產(chǎn)品開發(fā)的目標(biāo)。

（2） 汽車定置噪聲測量：它實(shí)際上是整車無負(fù)荷狀態(tài)下對發(fā)動(dòng)機(jī)和排氣噪聲的評(píng)價(jià)，一般作為對車外噪聲評(píng)價(jià)的補(bǔ)充，其方法和限值標(biāo)準(zhǔn)也是作為車外加速噪聲測量標(biāo)準(zhǔn)的附件。

3. 車外NVH噪聲的控制

車外噪聲的控制主要是對于噪聲源的控制，有效的降低各聲源的噪聲是保證整車噪聲的唯一和根本途徑。降噪是一項(xiàng)費(fèi)時(shí)且投入很高的工作，因此必須首先正確識(shí)別影響整車噪聲的主要聲源。

常用的方法是噪聲分解，在整車級(jí)分解方法是通過工況排除，系統(tǒng)（或部件）排除和包裹法。其目的是為了把某一聲源從總的噪聲中分離出去。在噪聲的振動(dòng)控制中，進(jìn)行噪聲源進(jìn)行識(shí)別是重要的工作內(nèi)容之一。它為噪聲的控制提供了基礎(chǔ)，決定著噪聲控制所努力的方向。因此，國際上對噪聲源識(shí)別方法的研究隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展不斷深入。

（1） 傳統(tǒng)的噪聲源識(shí)別方法主觀評(píng)價(jià)法：近場測量法、選擇運(yùn)行法、鉛覆蓋法、表面振動(dòng)速度（加速度）法、頻率分析法

（2） 利用現(xiàn)代信號(hào)處理技術(shù)進(jìn)行噪聲源識(shí)別：相干診斷方法、分布噪聲源的相干診斷方法、噪聲源的層次診斷法、倒頻譜法、自回歸譜法、。表面聲強(qiáng)法、聲強(qiáng)法、自適應(yīng)除噪技術(shù)（ANC）

（3） 利用現(xiàn)代圖象識(shí)別技術(shù)進(jìn)行振動(dòng)噪聲測量：全息攝影技術(shù)、電圖象干涉測量車外噪聲控制的最重要得組成部分是發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲的控制，發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的主要噪聲源，因此降低發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲是降低整車噪聲的主要措施。根據(jù)多年的試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)和大量的資料表明：一般發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲與整車噪聲的聲壓級(jí)差大約在14-17dB（A）。這也就是整車噪聲限值的降低必定伴隨著更低噪聲發(fā)動(dòng)機(jī)的出現(xiàn)的原因。

例1：以一臺(tái)六缸柴油機(jī)為例，我們對發(fā)動(dòng)機(jī)的表面振動(dòng)與其表面輻射噪聲的關(guān)系進(jìn)行了研究。首先通過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)動(dòng)機(jī)各部件的表面振動(dòng)特性，并通過表面振動(dòng)預(yù)測了該發(fā)動(dòng)機(jī)各部件表面輻射噪聲聲功率和發(fā)動(dòng)機(jī)總的表面噪聲聲功率。總聲功率預(yù)測結(jié)果和該發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際聲功率吻合較好，說明通過發(fā)動(dòng)機(jī)表面振動(dòng)可以較好地進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)表面輻射噪聲聲功率的預(yù)測和表面輻射噪聲源的識(shí)別。

發(fā)動(dòng)機(jī)采用進(jìn)、排氣消聲器后可以明顯地降低氣體動(dòng)力噪聲，如果要進(jìn)一步降低其聲功率，必須從表面輻射噪聲入手，因此需要對發(fā)動(dòng)機(jī)表面輻射噪聲源進(jìn)行識(shí)別。常用的噪聲源識(shí)別方法有傳統(tǒng)鉛覆蓋法、聲強(qiáng)測量法和振動(dòng)測量法等。根據(jù)英國南安普敦大學(xué)的研究，鉛覆蓋法應(yīng)該是最可靠的方法，但是該法需要在消聲室中進(jìn)行，而據(jù)我國八十年代統(tǒng)計(jì)結(jié)果整個(gè)汽車行業(yè)僅有20余個(gè)消聲室，而且實(shí)驗(yàn)工作十分繁雜。

聲強(qiáng)測量法是七十年代末美國通用汽車公司發(fā)展的測量聲功率一種新方法，它可用于現(xiàn)場測量，而無需特殊的聲學(xué)環(huán)境，同時(shí)分析速度比傳統(tǒng)的鉛覆蓋法要快，但是聲強(qiáng)測量系統(tǒng)價(jià)格昂貴，而且用于近場測量時(shí)有許多缺陷。振動(dòng)測量法是根據(jù)表面振動(dòng)速度計(jì)算出表面輻射聲功率，不需要特殊的聲學(xué)環(huán)境，但是需要測量大量數(shù)據(jù)和計(jì)算，隨著測試手段和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)不斷發(fā)展，這一方法受到人們的重視。

通過噪聲源新識(shí)別方法正確測量出聲功率后，可通過以下途徑降低發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲：

改善發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程，減少粗暴燃燒，降低燃燒壓力波動(dòng)；

改善運(yùn)動(dòng)件的運(yùn)行平穩(wěn)，減小機(jī)械運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的振動(dòng)（平衡軸，動(dòng)力減震器等）；

采用優(yōu)化設(shè)計(jì)提高缸體等主要噪聲輻射部件（尤其是剛體裙部、油底殼等）剛度降低了表面振動(dòng)速度，從而減小噪聲輻射。比如：臺(tái)階型的缸體裙部設(shè)計(jì)，不僅減小了油底殼的輻射面積，而且增加了缸體和油底殼的剛度；

結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)輕量化設(shè)計(jì)采用新型材料，降低材料的噪聲輻射效率；

采用各種復(fù)合材料、阻尼材料生產(chǎn)沖壓部件；改變傳動(dòng)機(jī)理減小機(jī)械噪聲；比如改齒輪正時(shí)機(jī)構(gòu)為皮帶或鏈條機(jī)構(gòu)，有效地減小齒輪嚙合噪聲。

車內(nèi)NVH噪聲振動(dòng)

1. 車內(nèi)噪聲源

振動(dòng)和噪聲是車內(nèi)乘坐環(huán)境和乘坐舒適性的總要組成部分。按照頻率范圍可分為：

（1） 影響行駛平順性的低頻振動(dòng)：它產(chǎn)生的主要振源由于路面不平度激勵(lì)使得汽車非懸掛質(zhì)量共振和發(fā)動(dòng)機(jī)低頻剛體振動(dòng)，從而引起懸上過大的振動(dòng)和人體座椅系統(tǒng)的共振造成人體的不舒適，其敏感頻率主要在1-8Hz（最新的研究表明：當(dāng)考慮人體不同方向的響應(yīng)時(shí)可到16Hz）。

對于乘員其評(píng)價(jià)指標(biāo)一般是：針對載貨汽車的疲勞降低工效界限和針對乘用汽車的疲勞降低舒適界限，或直接采用人體加權(quán)加速度均方根值進(jìn)行評(píng)價(jià)；對于貨物其評(píng)價(jià)指標(biāo)是：車箱典型部位的均方根加速度。主要得試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)有：ISO2635，GB***等，由于平順性并不屬于法規(guī)指標(biāo)，因此在國外一般只有公司標(biāo)準(zhǔn)和限值，由于該指標(biāo)于人體生理主觀反映密切相關(guān)因此試驗(yàn)和評(píng)價(jià)往往采用測試和主觀評(píng)價(jià)相結(jié)合。

（2） 車身結(jié)構(gòu)振動(dòng)和低頻噪聲：大的車身結(jié)構(gòu)振動(dòng)，不僅引起自身結(jié)構(gòu)的疲勞損壞，而且更是車內(nèi)低頻構(gòu)輻射噪聲源。其頻率主要分布在20—80Hz 的頻帶內(nèi)。由兩方面引起：

激勵(lì)源主要有：道路激勵(lì)、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)尤其是動(dòng)力不平衡和燃燒所產(chǎn)生的各階激勵(lì)、空氣動(dòng)力激勵(lì)；

車身結(jié)構(gòu)和主要激勵(lì)源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性匹配不合理引起的路徑傳遞放大。

當(dāng)前對于低頻結(jié)構(gòu)振動(dòng)和噪聲分析研究的方法有：

A. 計(jì)算預(yù)測分析：

基于有限元方法通過建立結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型取得結(jié)構(gòu)固有振動(dòng)模態(tài)參數(shù)對結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行評(píng)價(jià)，通過試驗(yàn)載荷分析得到振動(dòng)激勵(lì)并結(jié)合結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算振動(dòng)響應(yīng)；基于有限元和邊界元的系統(tǒng)聲學(xué)特性計(jì)算和聲響應(yīng)計(jì)算。

B. 試驗(yàn)分析：

各種結(jié)構(gòu)振動(dòng)和聲學(xué)系統(tǒng)的導(dǎo)納測量和模態(tài)分析；基于實(shí)際運(yùn)行響應(yīng)的工作振型分析；基于機(jī)械和聲學(xué)導(dǎo)納測量的聲學(xué)寄予率分析。

（3） 各種操縱機(jī)構(gòu)的振動(dòng)：操縱機(jī)構(gòu)的振動(dòng)主要是因?yàn)槠浒惭b吊掛剛度偏低或自身結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性不當(dāng)或車身振動(dòng)過大而產(chǎn)生，它不僅容易使駕駛者疲勞嚴(yán)重時(shí)可能使操縱失控。對于這些振動(dòng)各企業(yè)都有相應(yīng)得評(píng)價(jià)和限值規(guī)定。最為典型的是方向盤（線性）振動(dòng)（轉(zhuǎn)向管柱振動(dòng)），其產(chǎn)生的主要原因是方向盤及管柱安裝總成與車身振動(dòng)或其它激勵(lì)源發(fā)生共振。

另一重要得振動(dòng)現(xiàn)象是行駛過程中的方向盤旋轉(zhuǎn)振動(dòng)（即：方向盤及轉(zhuǎn)向輪擺振）。其產(chǎn)生的原因是：行駛過程中轉(zhuǎn)向輪的跳動(dòng)與自身的轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生的陀螺效應(yīng)引起轉(zhuǎn)向輪的波動(dòng)并被轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)放大從而引起方向盤旋轉(zhuǎn)振動(dòng)。

例2：以某一種配備自動(dòng)變速箱的轎車的怠速抖動(dòng)問題為例，在開發(fā)過程中，我們采用了功率譜和模態(tài)試驗(yàn)方法（傳遞函數(shù)，運(yùn)行模態(tài)和結(jié)構(gòu)模態(tài)振型分析），分析了導(dǎo)致其整車和方向盤出現(xiàn)比較明顯的怠速抖動(dòng)的原因，包括動(dòng)力總成和排氣管系統(tǒng)的共振，動(dòng)力總成運(yùn)行激發(fā)的振動(dòng)較大，方向盤共振。并且研究了振動(dòng)的傳遞路徑，指出動(dòng)力總成彈性懸置是怠速抖動(dòng)的傳遞路徑。相應(yīng)地介紹和討論了一些有效的、實(shí)用化的和快速的解決方案或思路，包括加重方向盤，提高怠速，改進(jìn)動(dòng)力總成懸置和自動(dòng)變速箱控制單元設(shè)置（掛D擋怠速時(shí)自動(dòng)切換至N擋）。

（4） 空氣聲：車內(nèi)空氣聲是由于隔聲吸聲措施不當(dāng)從而使得動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)噪聲、輪胎噪聲、進(jìn)排氣噪聲大量透射到車內(nèi)所致。頻率上一般處于較高且很寬的頻帶，它并不主要取決與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性，控制方法主要是從控制各聲源入手結(jié)合采用各種隔聲、吸聲材料降噪。其測試分析除常規(guī)方法外還有：用于聲援識(shí)別的聲強(qiáng)法，用于分析預(yù)測的統(tǒng)計(jì)能量法等等。

（5） 動(dòng)力傳動(dòng)系振動(dòng)噪聲：處于低中頻段的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)是引起發(fā)動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系零部件破壞的直接原因，同時(shí)它還是車內(nèi)低頻噪聲的主要振源。它產(chǎn)生的原因是由于各階旋轉(zhuǎn)不平衡燃燒激勵(lì)。另外動(dòng)力傳動(dòng)系還是整車最主要的噪聲源，典型的有驅(qū)動(dòng)橋和變速箱的齒輪噪聲（WHINE），伴隨工況變化而產(chǎn)生的瞬態(tài)噪聲（CLONK/CLUNK）等等。與其它噪聲相比由于傳動(dòng)系噪聲產(chǎn)生工況的特殊性，表現(xiàn)在其頻率結(jié)構(gòu)上大多具有有調(diào)特性（相對較為單一的頻率分布）。目前，如何從設(shè)計(jì)、加工制造工藝和改善嚙合條件有效減小齒輪噪聲已成為傳動(dòng)系噪聲控制的最重要內(nèi)容。

作為整車開發(fā)，對于以上車內(nèi)振動(dòng)噪聲所最為關(guān)心的是低頻振動(dòng)和噪聲。因?yàn)閺钠洚a(chǎn)生的機(jī)理和原因可以看出；它與整車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和各系統(tǒng)結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性匹配有直接關(guān)系，它是在從零部件向整車的整合過程中帶來的問題，在開發(fā)的早期解決掉這些問題，將減少開發(fā)的時(shí)間并大大節(jié)約改進(jìn)的成本。

2. 車外NVH噪聲的控制

目前，為了在開發(fā)的早期能夠從整體上保證不出現(xiàn)改變原設(shè)計(jì)方案的顛覆性振動(dòng)噪聲問題，設(shè)計(jì)上重點(diǎn)是對于傳遞路徑的控制，并且已經(jīng)提出了各種結(jié)構(gòu)動(dòng)力匹配方法和指標(biāo)作為系統(tǒng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。

（1） 模態(tài)（結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性）匹配對于整車開發(fā)模態(tài)匹配的目的是為了避免耦合系統(tǒng)、子系統(tǒng)和部件之間以及與主要激勵(lì)源發(fā)生共振。根據(jù)對大量車輛的試驗(yàn)結(jié)果表明：整車模態(tài)匹配的重點(diǎn)在10~80Hz的頻率范圍內(nèi)（此頻帶基本包括了路面激勵(lì)和發(fā)動(dòng)機(jī)怠速范圍），因?yàn)樵诖祟l帶內(nèi)集中存在了發(fā)動(dòng)機(jī)剛體模態(tài)、懸架模態(tài)、車身總體模態(tài)、主要操縱結(jié)構(gòu)的共振和一些平面的局部共振。

匹配得原則是：從設(shè)計(jì)上保證上述模態(tài)不與發(fā)動(dòng)機(jī)怠速（包括冷態(tài)怠速和熱怠速以及可能的怠速提升）激勵(lì)主階次和車輪一階不平衡激勵(lì)頻率重疊。目前不同級(jí)別的平臺(tái)與發(fā)動(dòng)機(jī)的配置已具有相對固定的規(guī)律，針對可能的發(fā)動(dòng)機(jī)配置，可以準(zhǔn)確的取得相應(yīng)平臺(tái)其激勵(lì)頻率可能的頻帶，兼顧結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的可行性和成本以及各部件的不同性能要求，從而在開發(fā)的早期就可以對各大總成（比如：車身總體模態(tài)、懸架系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向軸系統(tǒng)等）的固有頻率取值范圍進(jìn)行匹配規(guī)劃。

（2） 動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)模態(tài)及旋轉(zhuǎn)附件系統(tǒng)共振頻率設(shè)計(jì)目標(biāo)：動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的一階彎曲模態(tài)頻率高于發(fā)動(dòng)機(jī)最高旋轉(zhuǎn)頻率；旋轉(zhuǎn)附件安裝系統(tǒng)的共振頻率應(yīng)高于其旋轉(zhuǎn)激勵(lì)主階次頻率。傳動(dòng)系統(tǒng)模態(tài)頻率目標(biāo)的提出有效地保證了在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的整個(gè)工作工況下動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)不產(chǎn)生彎曲共振，對于抑制傳動(dòng)系噪聲尤其是提高動(dòng)力傳動(dòng)系零部件的疲勞耐久性有重要意義。

例3：以一輛后驅(qū)動(dòng)商用汽車傳動(dòng)系統(tǒng)非線性異常振動(dòng)和噪聲為例。傳動(dòng)系振動(dòng)的控制途徑主要有系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性和激勵(lì)兩個(gè)方面：對于彎曲振動(dòng)，在滿足傳動(dòng)系部件旋轉(zhuǎn)失衡量限值的前提下，應(yīng)該從設(shè)計(jì)上保證使動(dòng)力傳動(dòng)系的第一階彈性模態(tài)頻率高于最高旋轉(zhuǎn)基頻。這是從根本上解決動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)彎曲振動(dòng)的最好方法，而且應(yīng)該成為動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)開發(fā)的重要設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。

對于扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，設(shè)計(jì)上應(yīng)盡量減小傳動(dòng)軸工作角，并通過扭轉(zhuǎn)減振器和振動(dòng)調(diào)諧裝置進(jìn)行減振。目前用于振動(dòng)試驗(yàn)和分析的手段越來越多，但絕大多數(shù)都只適應(yīng)于線性或具有弱非線性因素的問題。對于類似于這樣的強(qiáng)非線性問題其功能和應(yīng)用受到很大局限或根本不適用。因此我們將非線性振動(dòng)的基本理論與工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，通過常規(guī)的試驗(yàn)手段不僅對非線性振動(dòng)原因進(jìn)行了分析，而且提出了改進(jìn)方案使問題得到圓滿解決。無疑，這對于非線性振動(dòng)理論的應(yīng)用和工程中的非線性問題的解決是有益的嘗試，尤其是對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)和復(fù)雜振動(dòng)系統(tǒng)。

上述指標(biāo)基本覆蓋了在路面不平度輸入和發(fā)動(dòng)機(jī)及各種旋轉(zhuǎn)激勵(lì)下汽車主要振動(dòng)和低頻噪聲的頻率范圍。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的合理匹配從整體上避免了系統(tǒng)性的振動(dòng)噪聲問題的產(chǎn)生，而對于大的局部振動(dòng)和結(jié)構(gòu)噪聲主要采用阻尼減振降噪技術(shù)。在整車結(jié)構(gòu)中主要采用得減振措施有：適合于平面振動(dòng)的阻尼材料；適合于各種旋轉(zhuǎn)軸類的扭振減振器以及針對其它線振動(dòng)的質(zhì)量減振器，根據(jù)其工作原理它們都可以統(tǒng)歸為動(dòng)力減振器。