第12讲-汽车振动与噪声控制-汽车振动分析

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1、汽车振动与噪声控制山东交通学院邱绪云第12讲（2008-12-18）08-09第1学期第17周第5章汽车平顺性5.1平顺性定义5.2人体反应与平顺性评价5.3道路路面不平度的统计描述5.4平顺性分析5.5影响平顺性的结构因素5.1平顺性定义主要指路面不平引起的汽车振动。频率范围在0.5~25Hz之间。研究平顺性的目的是控制振动的传递，使汽车的振动在一定的“输入”下，产生的“输出”不超过一定的界限。5.2平顺性评价指标12个轴向的振动：包括座椅支撑面输入点3个方向线振动和角振动，座椅靠背和脚支撑面输入点各3个方向线振动。只考虑座椅支撑面输入点3个方向线振

2、动，评价汽车平顺性。5.2平顺性评价指标评价指标：加权加速度均方根值（三个方向线振动）或三者的总加权加速度均方根值表示。计算公式之一加速度自功率谱密度函数频率加权函数频率加权函数总加权加速度均方根值：等效均值：参考加速度均方根值5.3道路路面不平度的统计描述1.路面谱：路面纵断面曲线或不平度函数2.国标规定，路面功率谱密度为：3.路面垂直位移功率谱密度：①n为空间频率，是波长的倒数，表示每米长度中包含几个波长。②n0为参考空间频率，③参考频率n0下的路面功率谱密度值，称为路面不平度系数；④w为频率指数，双对数坐标上斜线频率，决定了路面功率谱密度的频率结

3、构；根据不平度函数q(I)对纵向长度I的一阶导数，可得速度功率谱密度根据不平度函数q(I)对纵向长度I的二阶导数，可得加速度功率谱密度两者与位移功率谱密度的关系：4.时间功率谱密度：空间频率与时间频率的关系：经推导，结论：5.4平顺性分析：1.常用平顺性分析模型：四轮汽车简化模型简化为5个质量、8个弹簧阻尼系统根据坐标系，行驶汽车整车的6种运动：1）纵向运动；2）侧倾运动；3）垂直运动；4）横摆运动；5）侧向运动；7）仰俯运动；与平顺性有关七自由度模型：车体垂直运动、仰俯运动、侧倾运动和4个车轮的垂直运动进一步简化变成4自由度模型：车体垂直运动、仰俯运

4、动和2个车轮的垂直运动为受力分析，进行等效处理：1）总质量不变：2）质心位置不变：3）转动惯量不变：联立上面3个式子，可得到相应三个等效质量悬挂质量分配系数2.双质量系统平顺性分析模型：由与得到系统变为两个单独的双质量振动模型2.双质量系统平顺性分析模型：运动微分方程：不考虑阻尼：运动微分方程求解：m1不动：m2不动：偏频解得两自由度系统振动的固有频率：自学例题5－1第6章发动机及动力总成噪声6.1发动机及动力总成噪声分析与控制6.2传动系噪声6.3发动机的空气动力噪声6.1.1噪声源分为两类：空气动力噪声和表面振动结构噪声。引起空气动力噪声的噪声源：

5、进、排气噪声和风扇噪声。燃烧噪声的发声机理：主要是气缸内周期性变化的压力作用引起的，与发动机的燃烧方式和燃烧速度有关。燃烧噪声和机械噪声的区分。6.1.2机械噪声与控制活塞敲击噪声：间隙6.1.2机械噪声与控制活塞敲击噪声的控制方法：1）减小间隙；2）活塞主销中心向主推力方向偏置一定距离；（不易实现）3）增加活塞表面的振动阻尼；4）活塞裙部采用理想的形线，增加碰撞面积；6.1.2机械噪声与控制配气机构噪声及控制方法：1）影响因素：凸轮形线，气门杆间隙；2）措施：提高凸轮加工精度和减少表面粗糙度；优化凸轮曲线；减小气门间隙；6.1.3燃烧噪声与控制柴油机

6、燃烧过程分为：滞燃期、速燃期、缓燃期和补燃期四个阶段；噪声主要产生在速燃期；控制措施1）合理设置延迟喷油定时；2）合理设计燃烧室形状；3）提高压缩比；4）进气增压；5）提高喷油率；6.2传动系噪声主要噪声源：内部齿轮和轴承。齿轮的啮合频率：齿轮在啮合和脱离过程中产生的周期性冲击噪声的基频。转速齿数6.3发动机空气动力噪声进气与排气噪声：分为管内脉动噪声和涡流噪声。消除排气噪声最有效的手段是排气消声器。风扇噪声主要是由叶片的旋转噪声和涡流噪声组成。第7章底盘系统噪声7.1轮胎噪声7.2制动噪声7.1轮胎噪声分为直接噪声（车外）和间接噪声（车内）。直接噪声

7、包括：轮胎花纹噪声、道路凹凸噪声、轮胎弹性噪声、轮胎自激振动噪声和轮胎空气紊流噪声。产生机理－轮胎花纹噪声轮胎花纹的形状是影响噪声的主要因素。花纹主要有横沟花纹、纵沟花纹、纵横沟并用花纹和块形花纹。远场声压计算公式见7.1-1；高频（800－5000Hz）实验测试方法实车滑行试验法、单胎台架试验法和拖车单胎路试试验法（最有效）是主要测试方法。实车滑行试验法实验测试方法单胎台架试验法测量结果11吨三轴载重车实车滑行测试结果五种花纹测量结果影响因素与控制措施轮胎几何因素和材料因素的影响包括：轮胎结构、胎面花纹、轮胎帘线材料、胎面橡胶。耗损角正切影响因素与控

8、制措施使用条件的影响包括：速度、载荷、气压、磨损。路面种类的影响车辆的影响7.2制动噪声主要有