应用GT-POWER进行发动机进气系统噪声仿真 Noise Simulation of Engine Intake System by GT-POWER 张小燕 （长安汽车工程研究院 重庆 401120） 摘要：本文以进气系统的设计为例，介绍了用GT-POWER计算进气系统的模拟过程和进气系统的设计方法和过程，验证了几种主要的消声结构对进气系统噪声的影响，说明了GT-POWER 软件在进气系统开发中发挥的主要作用。 关键词： 进气系统 设计 噪声 GT-POWER Abstract：the paper introduced the intake system simulation and design by GT-POWER, verified the effect of some anechoic structure and showed the main function of GT-POWER in intake system development. Key words： Intake system design noise GT-POWER 1、前言 发动机的进气系统的主要功能除了为发动机提供充足的，干净的空气外，还要有很好的降噪作用。进气系统是汽车最主要的噪声源之一，进气口的噪声是影响整车通过噪声的一项重要的因素，所以进气系统的降噪设计也是非常重要的。进气系统的噪声降低与进气系统的压力损失两者之间是一对矛盾。如果进气管道截面积越大，空气流通就越顺畅，压力损失越小，发动机功率就越大，但同时进气口噪声也就越高。在设计中就必须平衡这对矛盾。本文研究项目是在发动机现有的进气系统基础上进行设计改进，将发动机进气口的噪声控制在目标值之内。 本文应用发动机热力学计算分析软件GT-POWER建立发动机热力学和声学分析模型，计算出发动机进气口的噪声总压值。通过不断的增加消声结构，逐步降低进气口的噪声，直到满足控制目标。 2、进气系统消声设计步骤 1)首先不采用任何消声措施，只用一根管道与发动机相连接，分析进气口噪声变化， 将结果与目标噪声比较，得到所需要的消声曲线。 2）设计空气滤清器。根据安装空间设计空气滤清器本体。空气滤清器容积应该尽可能的大，这样传递损失大而且覆盖的频带宽。
第四章电控发动机进气与废气排放控制 第一节进气控制系统 第二节汽车排放污染物的来源 第三节油蒸气挥发和窜缸废气净化控制 第四节废气排放净化控制 小结 1．电控动力阀控制系统通过改变进气管通道的截面积改变进气量，以改善发动机的动力性。 2．电控进气惯性增压控制系统是利用进气气流惯性产生的压力波来提高进气效率的。 3．废气涡轮增压控制系统控制废气流经涡轮室对进气增压o 4．废气中的有害成份主要是C0、HC和N0x，C0在混合气浓时多，HC在怠速和减速时最多，N0。在行驶时最多。 5．汽车排放废气主要来自发动机燃烧后的排放、曲轴箱窜气和汽油蒸发o 6．汽车排放控制有发动机燃烧过程控制和排气前后废气控制。排气前后废气控制包括排气前废气排放净化控制和排气后废气排放净化控制。 7．汽车扇排放前净化控制的内容有油蒸气挥发控制、曲轴箱强制通风。8．汽车排放后净化控制的内容有废气再循环、三元催化转换器。 9．油蒸气控制主要采取了由发动机控制单元控制的活性炭罐蒸发污染控制装置。 10．曲轴箱强制通风的作用、工作原理与检查方法与化油器发动机相同。11．废气再循环是将排气歧管中废气回送到进气歧管，随混合气进入气缸，降低发动机燃烧室温度，抑制N0x的产生。 12．三元催化转换器是把发动机排出废气中的有害气体转化咸无害气体。13，发动机控制单元接受氧传感器反馈信号，对理论空燃比进行精确的反馈控制。
复习与思考 一、简答题 1．现代汽车上的有害气体主要从哪三个途径排出? 2．简述各种有害气体排放量与发动机各工况的关系。 3．叙述燃油挥发蒸气控制的工作原理。 4．如何检测时代超人车的燃油挥发蒸气控制系统各部件是否良好? 5．如何检测丰田车的活性炭罐? 6．废气再循环阀的控制方式有哪些? 7．为何要采用EGl{阀位置传感器?如何检测? 8．简述两种电控废气再循环控制系统的工作原理。 9．为何要采用三元催化转换器? 10．影响三元催化转换器寿命的因素有哪些? 11．如何判断三元催化转换器是否堵塞? 12．简述空燃比反馈控制的工作原理。 13．闭环控制的条件是什么? 14．简述电控动力阀控制系统的作用与工作原理。 15．简述丰田2JZ—GE发动机上的进气惯性增压系统的作用与工作原理。16．废气涡轮增压控制系统的作用与基本工作原理。 二、选择题 1．行驶时( )排放量最多，( )排放量最少。 A．NOx……HC；B．NOx……CO；C．HC……CO；D．CO…… HC 2．减速时( )排放量最少，( )排放量显著增加。 A．NOx……HC；B．NOx……CO；C．HC……CO；D．CO…… HC 3．发动机工作时的燃油量是( )。 A．喷油器喷油量；B．燃油泵供油量； C．来自燃油箱的蒸发控制燃油蒸气量；D．A+B 4．时代超人车的ACF阀电阻为( )Ω。 A．2～3；B．12～13；C．22～30；D．30～50 5．废气再循环的作用是抑制( )的产生。 A．HC；B．CO；C．NOx；D．有害气体 6．进入进气歧管的废气量一般控制在( )范围内。 A．1％～2％；B．2％～5％；C．5％～10％；D．6％～15％
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；
由于机械零件和周围及封闭媒质（空气）交互作用而辐射出噪声的声源称为空气动力性噪声源。 1、喷射噪声：气流从管口以高速（介于声速与亚声速之间）喷射出来，由此而产生的噪声称为喷射噪声，也称为喷注噪声或射流噪声。 2、涡流噪声：气流流经障碍物时，由于空气分子黏滞摩擦力的影响，具有一定速度的气流与障碍物背后相对静止的气体相互作用，在障碍物的下游区形成带有涡旋的气流。这些涡旋中心的压强低于周围介质的压强，每当一个涡旋脱落时，湍动气流就会出现一次压强跳变，这些跳变的压强通过周围介质向外传播，并作用于障碍物。当湍动气流中压强脉动含有可听声的频率成分且强度足够大时，就能辐射出噪声，称为涡流噪声或湍流噪声。 3、旋转气流噪声：旋转的空气动力机械（如飞机螺旋桨），旋转时与空气相互作用而连续产生压力脉动，从而辐射的噪声称为旋转气流噪声。 4、燃烧噪声：各种燃料通过燃烧器与空气混合而燃烧，在燃烧过程中可产生强烈的噪声，这种噪声称为燃烧噪声。气态燃料燃烧噪声有如下特性： （1）燃烧吼声：可燃混合气体燃烧产生的噪声，称为燃烧吼声。燃烧吼声强度与燃烧强度成正比，燃烧强度表示单位体积的热量释放率，当火焰燃烧速度保持不变而火焰体积增大时，则强度降低，燃烧吼声也降低。 （2）振荡燃烧噪声：可燃混合气通过燃烧器燃烧时，由于燃烧气体的强烈振动而产生的噪声，称为振荡燃烧噪声，也称为燃烧激励脉动噪声。 （3）工业燃烧系统的噪声：来自燃烧设备与燃烧过程的噪声，如可燃气及空气供应系统中的风机和阀门噪声，可燃气与空气从燃烧器喷嘴喷出的喷射噪声，以及燃烧炉或燃烧器所在空间的共振声等，这些噪声能与燃烧吼声和脉动噪声一起合成为燃烧系统的噪声。 1、级和分贝 （1）级 人们听觉灵敏度与声波量之间的关系不是线性关系，而接近对数的关系。因此利用分贝作为单位进行量度，既可对范围很大的声音强度进行对数压缩，而且也符合人耳对声音响应的灵敏程度。使用“级”的概念用于量度声音的强弱。 声学量与同类基准（参考）量之比再取对数就是“级”的概念。级的单位是奈培时。级的单位是贝尔（Bell），其对数取以10为底的对数，符号是B. （2）分贝 声学中将正比于声功率的两个同类声学量（如两个声压平方）之比，取以10为底的对数，再乘以10，该参数的单位称为分贝，记为dB. 2、声压级
发动机进气系统噪声的优化 （文章来源：盖世汽车社区） 图1 进气口噪声 进气噪声是考察汽车NVH性能的重要内容之一，利用CAE技术优化进气系统噪声的过程，在该过程中，利用Sysnoise软件精确地模拟进气系统的声场特性，可为优化设计提供改进思路，不仅能加快开发过程，而且能节约开发成本。 现在NVH（噪声、振动与舒适性）性能已经成为评价汽车品质的一个重要指标。各大整车厂都致力于通过提高汽车的NVH性能来提升其品牌价值与市场竞争力。同时，随着人们对噪声污染的不断重视，针对汽车噪声的法规也愈加严格。进气噪声作为汽车的一个重要噪声源也得到了足够的重视。而传统的设计手段已不能针对市场需求，快速反应，设计出满足要求的进气系统。运用现代的CAE技术开发进气系统势在必行。 本文阐述了一款自吸发动机进气系统噪声的优化过程。在该过程中运用CAE技术，分析了整个进气系统（包括进气歧管在内）的声场特性，发现了原进气系统在降噪方面的缺陷。通过计算分析，合理设计、布置消声单元，弥补了原进气系统在降噪方面的不足。 图2 直管进气口处的噪声
进气系统噪声源及降噪措施 1. 进气系统噪声源 发动机的进气系统是一个非常复杂的噪声源，包含各种类型的噪声，每种噪声产生的机理各不相同。因此，对进气系统噪声进行优化首先要明确各个噪声源产生的原因，并确定各个噪声源的贡献量，再有针对性地解决噪声问题。 进气系统噪声从总体上可以分为空气噪声和结构噪声两大类。空气噪声包括脉动噪声和流体噪声。脉动噪声由进气门的周期性开、闭而产生的压力起伏变化而形成，这部分噪声主要影响进气系统低频噪声特性。另外，在进气管空气柱的固有频率与周期性脉动噪声的主要频率一致时，会产生空气柱的共鸣声。此外，由于进气口和前侧板之间可能形成一个共鸣腔，因此也可能产生额外的共鸣噪声。流体噪声是气流以高速流经进气门流通截面，形成涡流，产生的高频噪声。由于进气门流通截面是不断变化的，因此这种噪声具有一定宽度的频率分布，主要频率成分在1 000Hz以上。此外，在节气门体处有时也会产生涡流噪声。 图3 进气系统的传递损失 进气系统结构辐射噪声，是由塑料壳体较小的刚度特性造成的。在内部压力波的激励下，壳体产生振动，外表面推动空气产生波动，从而辐射出噪声。这里所说的内部压力波实际上就是壳体内部的声波。 2. 发动机进气系统的降噪措施 流体噪声和结构噪声处理的方法相对比较单一，而且往往不是进气系统的主要噪声。这里主要探讨低频噪声的降噪措施。 （1）合理设计空气滤清器。根据安装空间设计空气滤清器本体。空气滤清器容积应该尽可能大，这样传递损失大且覆盖的频带宽。空滤器的进气管和出气管有时会插入到空滤器中，插入的长度对传递损失有影响，不同的插入长度都能够提高空滤器的传递损失，但插入管会带来较大的功率损失，其功率损失比减小管道截面积带来的损失还要大。
发动机管理系统 Company Name 公司名排名研发中心工厂 Bosch 博世 1 苏州联合电子（上海、西安和无锡）、无锡博世威孚（柴油） Delphi 德尔福 2 上海北京德尔福发动机、北京德尔福万源Continental 大陆汽车 3 上海原SiemensVDO的芜湖、长春工厂；原Freescale的天津工厂 Magnetti Marelli 马瑞利 4 芜湖工厂、上海工厂仅广州一家猎头供应商 Visteon 伟世通 5 上海重庆工厂 Hitachi 日立 6 Denso 电装 7 仅供Toyota Valeo 法雷奥 8 Eontronic 意昂神州美国北京总部、上海分部 TroiTec 锐意泰克 Vagon 华夏龙晖阳光泰克 Woodward 伍得沃德 成都汪氏威特电喷成都易控高科中联汽车电子无锡油泵油嘴研究所
美国MotoTron公司是Woodward公司的子公司，主要从事发动机电控系统的开发与生产。该公司针对汽油发动机设计了一套完整的控制策略快速开发平台，此平台从设计开发到生产贯穿一体，可有效地缩短开发时间，加速产品化进程，降低开发费用。 美国精确技术公司(Accurate Technologies Inc)是车载嵌入式电控系统ECU 开发、标定与测试工具技术的知名提供商。该公司的ECU标定系统(VISION)功能强大，好学易用，而且和Matlab/Simulink开发平台无缝连接，多年来被福特(Ford)汽车公司、德尔福公司(Delphi)、沃尔沃卡车公司等指定为标准匹配标定系统。该公司的No-Hooks软件是ECU控制策略快速开发领域的重大突破。用户只用标定文件(*.a2l与*.hex文件)，而不需要控制策略源代码即可对控制逻辑进行修改。修改过的代码自动灌装进原来的ECU内进行测试运行。该技术已在美国、欧洲与日本得到了广泛的应用。 美国RMS(Rinehart Motion System)是一家专门从事功率驱动产品与方案的公司。该公司提供或定制5-500KW级应用于混动或纯电动控制系统、能源贮藏系统和大功率设备的电机驱动器、静变流器、 DC/DC, DC/AC, AC/DC等产品。现有客户主要为军工、汽车或跑车、农业机械、工业控制等行业的世界知名制造公司或主机厂。RMS与意昂科技将为国内客户提供产品技术、项目咨询、定制开发等服务。 美国Drivven, Inc, 公司自2003年起提供汽车控制和数据采集解决方案，已经成为发动机和车辆电子系统开发新标准的领导者之一。基于FPGA汽车电子经验开发了一系列开发应用平台，提供了完整的发动机控制、分析和显示功能。实时模式下，系统支持在LabVIEW, C和MATLAB (Simulink / State flow) 下的模型调用。系统能够同时执行燃烧分析和第二循环反馈控制算法，这一系统解决了复杂的多样独立系统之间的同步数据记录和参数控制的难题。 德国CSM GmbH公司的温度－模拟信号数据采集仪器与业界几套主流标定系统(ETAS, ATI VISION, dSPACE, Vector CANape)能无缝兼容，是一 种高品质的数据采集标定设备。其典型客户有博世、联合电子、德尔福、西门子VDO、通用汽车、上海大众、吉利汽车等。 德国IAV GmbH公司是世界上知名的汽车电子开发和技术咨询公司。德国大众拥有其50%的股份，西门子VDO拥有其20%的股份。该公司拥有
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
目录 摘要 ................................................. I ABSTRACT ............................................. I I 目录 ............................................... I II 第一章绪论 . (1) 1.1课题研究的背景及意义 (1) 1.2国内国外研究现状 (1) 1.2.1空滤噪声研究情况 (1) 1.2.2增压中冷系统噪声研究现状 (2) 1.3本课题来源及拟完成的主要工作 (3) 第二章噪声控制方法及对消声元件的研究 (5) 2.1进气系统基本理论 (5) 2.1.1系统概述 (5) 2.1.2进气噪声的形成及理论基础 (6) 2.2 1/4波长管的设计 (7) 2.2.1 1/4波长管的长度研究 (8) 2.2.2 1/4波长管的直径研究 (8) 2.2.3 1/4波长管的管子弯曲角度研究 (9) 2.3 谐振腔的设计 (9) 2.3.1对谐振腔容积的研究 (10) 2.3.2对谐振腔连接管的研究 (10) 2.3.3 对进气主管直径的研究 (11) 2.3.4对连接管弯曲角度的研究 (11) 2.4高频消声器的设计 (12) 2.5空气滤清器本身及内插管的消声特性 (13) 2.6本章小结 (15) 第三章仿真建模及数值计算分析研究 (17) 3.1 空气滤清器系统噪声仿真 (17) 3.1.1 建立仿真模型确定边界 (17) 3.1.2仿真结果 (18) 3.1.3 GT-Power声学性能仿真 (19) 3.2 空气流动阻力及模态频率的分析 (21) 3.2.1 压力仿真分析模型及条件 (21) 3.2.2 模态仿真分析 (23) 3.3 空气滤清器的NVH控制目标 (24)
某发动机排气系统尾管噪声优化 许亚峰周维刘兴利刘兵王瑞麟 华晨汽车工程研究院动力总成综合技术处，沈阳，110104 [摘要]：本文首先确定排气噪声的来源，针对特定的问题制定相应的优化方法，并应用GT-power软件对不同方案进行仿真分析，选取最优方案并在实车上进行验证，试验结果表明优化方法解决了噪声问题。[关键词]：排气系统；噪声；GT-power； Tailpipe noise optimization of engine exhaust system Yangfeng Xu,Wei Zhou,Xingli Liu,Bing Liu, Ruilin Wang Brilliance Auto R&D Center Powertrain Integrated Technology Section [Abstract]: This article determine the source of exhaust noise. Develop appropriate optimization methods for specific problems. Simulation analysis of different schemes by GT-power software. Select the best solution and verity it in the real vehicle. The experimental results show that the optimization method can solve the noise problem. [Keywords]: exhaust system; noise; GT-power; 引言 发动机排气系统的主要功能除了能顺利的将废气排出，还要有很好的降噪作用。排气系统是汽车最主要的噪声源之一，不但要满足顾客对汽车舒适性的要求也要面对日益严苛的国家法规。所以排气系统降噪设计非常重要。本文研究的项目是对某排气系统噪声问题原因的调查，从而制定适当的设计方法，最终开发出满足要求的排气系统。 应用发动机热力学计算分析软件GT-power建立发动机热力学和声学分析模型，计算出不同消声方案的排气口噪声总声压值及阶次噪声值。通过不断的改进消声结构，针对性的消除某些峰值噪声，直到满足控制目标。 1排气噪声源 1.1排气尾管噪声源 尾口噪声是一种脉动噪声。声音是以平面波在管道中传播，当达到尾管时，由于声阻抗不匹配一部分波会透过管道继续传播，而另一部分声波则被反射回去，形成反射波。 尾口噪声由两部分噪声组成：空气噪声和气流摩擦噪声。稳定的气流在尾管处发出空气噪声，而不稳定的气流则产生摩擦噪声。在尾管噪声中，这两种噪声所占成分取决于气流流量的大小和速度。流量小和速度低时，空气噪声占主要成分；而流量大和速度快时，摩擦噪声占主要成分[1]。 1.2问题原因分析
(一) 进气系统 空气是燃烧最重要的成分之一。空气是通过进气系统进入发动机汽缸的，与燃油混合。点火后，燃油在空气中燃烧后释放出化学能量，化学能量转变成热能，然后再转变成机械能量。机械能量推动曲柄连杆机构做工，然后推动汽车前进。进入汽缸的空气越多，燃烧的效率就越高。提高进气量的途径有两个，一是减小进气阻力，二是减小排气系统的背压。 1。进气系统的结构： 图1为一个进气系统的示意图。进气系统可以分成两部分：发动机进气多支管系统和空气进入系统。多支管系统包括进气分管和进气总管。空气进入系统包括进气控制阀，怠速进气通道，柔性连接管，干净空气管，四分之一波长管，空气过滤器，空气过滤网，赫尔姆兹消音器，进气管等等。 8 1---进气分管，2---进气总管，3---进气控制阀，4---怠速进气通道，5---柔性连接管，6---干净空气管，7---四分之一波长管，8---空气过滤器，9---空气过滤网，10---赫尔姆兹消音器，11---进气管 图1 一个进气系统的示意图。 2。工作原理 空气从进气管口进来，流入到空气滤清器，空气中的灰尘和杂质被过滤网滤掉。干净的空气流入到干净空气管。进气导管上安装著一个或者两个空气质量流传感器(MAFS)，传感器控制进入汽缸的空气量。这个传感器是由发动机电子控制系统来控制，发动机电子控制系统将利用质量空气流传感器的信号来调节空气与燃油的比例，使其达到最佳。空气控制伐控制著进入汽缸的空气流量，从而控制著发动机输出功率大小。当阀门全关闭的时候，怠速控制阀工作，来调节发动机的怠速。 3。进气系统功能： 进气系统有下面几个功能： 1)。调节空气与燃油流量的比值。控制进气量的多少，使得进入发动机汽缸的空气量最佳。调节泄露空气使其再利用，使凸轮轴泄露的气体再进入进气系统。 2)。保护外界杂质和不需要的成分对发动机的损坏。空气过滤器阻止外界杂质进入汽缸，从而防止发动机磨损，这样可以提高发动机的可靠性。排气进口的设计还要保证水和雪不能进入进气系统。 3。测量进气量。在不同的工况下，空气与燃油的比例是不一样的。在干净空气管道上安置著一个空气控制筏。这个控制筏与发动机的电子控制系统(EEC)连接，这样就控制喷入汽缸的燃油量，使进入到发动机的空气量最佳，空气分配合理。
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
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
进气系统的噪声及其调音 一 汽车噪声的特征 在汽车行业，在涉及噪声与振动时，常采用一个词NVH ，即是噪声（Noise ），振动（Vibration ）和不舒适（Hardness ）三个英文单词的简写。人的耳朵是一个非线性结构，对不同噪声的听觉不一样。噪声与振动能让乘客直接感受到一部车是否舒服。对此，汽车公司投入大量人力物力来减少噪声与振动。 对于一部车的噪声指标，政府对其的法规只有一项——通过噪声标准（pass-by noise ）。即汽车整体通过时产生的噪声，包括进气系统的噪声等其他一系列在汽车通过时产生的噪声，在欧洲，通过噪声为74dB ，美国为78dB 。随后汽车制造商会将不同的噪声要求分配到不同的汽车部件上，比如这次的a1774_AFS GP50项目，根据泛亚要求，进气噪声与发动机转速的关系如图，即要求进气系统的噪声在以下转速下不超过此直线的范围。 汽车噪声有两个特点。一是与发动机的转速和汽车行使速度有关，二是不同的噪声振源有不同的频率范围。下图表示汽车噪声与行使速度的关系： ，轮胎与路面的摩擦是主要噪声，而在高速时，车身与空气之间的摩擦是主要的噪声。 图表示噪声源与频率的关系： 动 低速时，发动机是主要噪声源，中速时间汽车速度 下频率
低频时，发动机是主要噪声源，中频时变速箱和风激励噪声占主导成分，高频时考虑的是说话的声音是否清晰，即所谓品质问题。 压缩质点振速和声功率等。其中声压和频率是两个主要参数，声压，瞬时声压对时间声压与位置和时间有关，下图表示某固定时间而在不同地点的声压情况： 图表示某固定地点而不同时间的声压情况： 出来的上噪声的概念是纯主观上的定义，但是大部分噪声是人们共识的，如汽车的交 二 声学的基本概念 当物体振动时，会引起周围空气振动，空气具有质量和弹性，是可以压缩的。空气被后会扩张后又被压缩，由于这种不断扰动，空气就产生一定压力，从而产生了声波。 描述声音的参数有声压，频率，也是测量的主要对象。 声压是指当地声压与大气压之差。声场中某一瞬时的声压称为瞬时取均方根值称为有效声压，一般声学仪器测得的往往是有效声压。 下声源的强弱用声功率（W ）来表。单位时间内，通过垂直于声波的传播方向的单位面积的声能称为声强（I ），单位为W/m 2。声强的大小与离开声源的距离有关，因为声源是从一点向四周辐射，声源单位时间内辐射声能是一定的，离开声源越远辐射声波的面积越大，通过单位面积的声能就越小。 上述的声音都与人的反应有关。声音的频率范围非常广，而人的听力范围是从20~20 000Hz 。实际
密级： 编号: 进气系统设计计算报告 项目名称：力帆新型三厢轿车设计开发 项目编号： ETF_TJKJ090_LFCAR 编 1 2 2.3 拟选定空气滤清器的允许阻力计算及设计原则 (4) 2.4 滤清效率要求 (7) 2.5 空滤器滤芯面积确定及滤纸选用 (8) 2.6 进气系统结构的确定 (9) 2.7 进气系统管路阻力估算 (10)
3 结论 (12) 4 参考资料及文献 (12) 1进气系统概述 1．1 系统总体设计原则 在国内外同挡次同类型轿车的进气系统结构深入比较分析的基础上进行 . , 2 , 。 n——最大功率点转速min /r； η——充量系数； 1 η——汽缸数效率； 2 τ——冲程数，四冲程取2，二冲程取1 上式中Tritec1.6L发动机参数
V =3101598-X 3m n =6000min /r 1η=0.95 2η=1(四缸取1) 将参数代入得： min /r , 0s P ，1）管路从节气门（进气歧管）到气阀处有: 式中： a P ——换气过程下止点时缸内压力，Pa （设a P =KPa 1.0）； s P ——近似为大气压力，Pa X 5101； s w ——为新鲜空气流入进气歧管的初速度，s m /； s ρ——进气管入口处的空气密度，3/m kg ,式中取3/29.1m kg ；
a ρ——进气阀处空气密度，3/m kg ；式中取3/29.1m kg a w ——为新鲜空气流经气阀处的流速，s m /； s h ——进气系统阻力损失, Pa 2）按发动机转速为6000min /r ，分别确定a w ，1s w ∴ a w =s p m F F C / 2 mm 又∴又排气门直径（Head Diameter —Exhaust ）为： 25 mm ∴进气阀平均有效流通截面积s F ： 得 s m w a /110= 3）确定新鲜空气流入进气歧管的初速度s w ： 进气歧管参数及外形如下图：
发动机进气系统设计作业指导书 编制：日期： 审核：日期： 批准：日期： 发布日期：年 月 日 实施日期：年 月 日
前言 为使本中心进气系统设计设计规范化，参考国内外汽车设计的技术规范，结合公司标准和已开发车型的经验，编制本作业指导书。意在对本公司设计人员在设计过程中起到一种指导操作的作用，让一些相关设计经验不够丰富的员工有所依据，提高设计的效率和成效。本作业指导书将在本中心所有车型开发设计中贯彻，并在实践中进一步提高完善。 本标准于201X年XX月XX日起实施。 本标准由 研究院第五中心提出。 本标准由 技术标准分院负责归口管理。 本标准主要起草人：
目 录 一、进气系概述 (4) 1.1 进气系功能概述 (4) 1.2 进气系构成 (4) 1.3 主要零部件介绍 (5) 二、进气系的设计流程 (8) 2.1 进气系的设计主要流程及输出内容 (8) 2.2 进气系统的设计要求 (10) 2.3 进气系统数模的构建 (15) 2.4 设计参考文件及标准 (15) 三．进气系统的设计过程 (15) 3.1 设计输入及标杆对比 (16) 3.2 系统设计方案 (18) 3.3 厂家分析 (19) 3.4 参数设计计算 (21) 3.5 技术文件的编制 (21) 3.6 输出内容检查项目 ........................... 错误！未定义书签。四．试制装车及生产中经常出现的问题 .. (22) 五．参考文献 (23)
一、进气系概述 1.1 进气系功能概述 进气系统主要作用是降低噪声、为发动机提供充足新鲜的空气。对于增压型发动机，需要增加中冷系统，其作用对发动机涡轮增压后的热空气进行强制冷却。 1.2 进气系构成 进气系统包括引气管、谐振腔、空气滤清器、进气软管、曲轴箱通风管以及发动机总成所附带的进气歧管、进气门机构等。对于增压型发动机，进气系统除包括传统意义上的进气系统组件，还包括中冷器、中冷器进出气管以及压力温度传感器等组件。下面以JZ08和JZ16车型为例，分别以自然吸气式发动机和增压型发动机进气系构成。 图 1 自然吸气式发动机（JZ08）进气系统
本科生毕业设计（论文） 发动机进气控制系统的发展 二级学院 : 物理学院 专 业 : 机电技术教育 （汽车技术) 年 级 : 2008级 学 号 ： 2008954203 作者姓名 ： 冯灼峰 指导教师 : 李 曼 助教 黄明鑫 高级工程师 ○ A 基础理论 ● B 应用研究 ○ C 调查报告 ○ D 其他
完成日期: ２012年５月15日 发动机进气控制系统的发展 专业名称:机电技术教育（汽车技术) 作者姓名：冯灼峰 指导教师：李曼助教/黄明鑫高级工程师论文答辩小组 组长：黄明鑫 成员：李明圣 蓝莹 李曼 论文成绩：
目录 引言 ........................................................................................................ 错误!未定义书签。1．汽车发动机进气控制系统历史及其发展过程.............................. 错误!未定义书签。 2.现今汽车发动机进气控制系统技术................................................. 错误!未定义书签。２.１可变气门正时系统?错误!未定义书签。 2.1.１丰田可变配气正时控制机构（ＶVT-Ｉ） ...................... 错误!未定义书签。 2．1.2 本田可变气门正时升程电子控制系统(ＶTEＣ) ............. 错误!未定义书签。 ２.1.3?宝马Valvｅｔrｏnic系统 .................................................. 错误!未定义书签。 2．1.4?奥迪的ＡVS可变气门升程系统....................................... 错误!未定义书签。2．２机械增压?错误!未定义书签。 ２．3涡轮增压?错误!未定义书签。 ２.3．1 双涡轮增压?错误!未定义书签。 2.3.2 单涡轮双涡管?错误!未定义书签。 2．3.3 可变截面涡轮 .................................................................... 错误!未定义书签。3．现今发动机进气控制系统特性分析以及今后发展趋势.............. 错误!未定义书签。３.1现今汽车发动机进气控制系统特性分析?错误!未定义书签。 ３.2发动机进气控制系统今后发展趋势?错误!未定义书签。 3.2.１气门升程与气门开启持续时间共同调整 ......................... 错误!未定义书签。 ３.２．2机械增压与涡轮增压相结合?错误!未定义书签。 ３．２.3 可变气门正时系统与增压系统在工作上的优化结合?错误!未定义书签。 4.结论?错误!未定义书签。 参考文献?错误!未定义书签。
探析汽车进气系统噪声控制与优化 进气系统噪声是汽车最主要的噪声源之一，对其进行控制和优化有着重要的意义。进气噪声是由于进气门周期性开闭产生压力起伏变化及进气过程中高速气流流经进气门通道时形成的。根据产生机理不同，进气噪声主要包含如下几种：周期性压力脉动噪声、涡流噪声、气缸的赫姆霍兹共振噪声和进气管的气柱共振噪声；空气滤清器和赫姆霍兹消声器的壁板非常薄，当高速气流通过时，容易被激励而引起辐射噪声。本文对汽车进气系统噪声控制与优化进行探讨分析。 标签：汽车；进气系统；噪声控制；优化 1、进气系统概述 1.1进气系统结构 一个完整的进气系统可以分为两部分：发动机进气管多支管系统和空气进入系统。本文主要研究空气进入系统，该系统包括空滤器进气管、空滤器出气管、空气滤清器、滤芯、谐振腔、1/4波长管等。 1.2进气系统噪声源 空气噪声包括脉动噪声和流体噪声。脉动噪声是由进气门的周期性开、闭而产生的压力起伏变化所形成的。这部分噪声主要影响进气系统低频噪声特性。另外如果进气管的空气柱的固有频率与周期性脉动噪声的主要频率一致时，会产生空气柱的共鸣声。此外由于进气口和前侧板之间可能形成一个共鸣腔，可能产生额外的共鸣噪声。流体噪声是气流以高速流经进气门流通截面，形成涡流，产生的高频噪声。 2、问题描述及频谱特征 某款在开发中的车型在急加速工况下3300r/min时驾驶员位置有噪声。为了重现该抱怨噪声，组织了5辆同样配置的车辆进行主观评价。评价结果表明，当转速从低到高经过3300r/min时内部噪声突然升高而后下降，同时伴有压迫耳膜的感觉，使人感觉非常不舒服。该异常噪声只在车辆加速工况下存在，和车辆档位及车速没有关系，急加速工况明显差于匀加速工况。5辆车主观评价结果一致，表明抱怨噪声是批量现象。根据抱怨噪声的特征，对车辆的内部噪声进行测试。测试工况为3档急加速，测点位于驾驶员左耳处。测试结果显示在3300r/min处内部噪声有一峰值，频谱分析表明该处峰值主要由发动机4阶噪声引起，频率为220Hz。 根据抱怨噪声的特征，结合主观评价，初步判定抱怨噪声来自进气系统。为了精确识别噪声源，对进气系统进行了解耦测试。结果显示进气系统解耦后的内部噪声在3300r/min处有明显改善，主观评价表明，解耦后抱怨噪声消除，由此
第三章消音元件声学分析 第一节声学元件的分类 进气系统和排气系统可以看成是由一些管道和声学原件(或者叫消音元件)组成的系统。消音元件包括扩张消音器、赫尔姆兹消音器、四分之一波长管等。在进气系统中，扩张消音器同时也是空气过滤器。这些元件将使得一些频率的声波通过，同时也阻止了另一些频率的声波传递，这样就起到了消音的效果。这节将介绍这些消音元件的声学特性。 消音器分为被动消音器、主动消音器和半主动消音器。在被动消音器里，声能或者被反射或者被吸收，从而达到消音目的。在主动消音器内，安装了一套电子控制系统并产生一个与声源声波幅值相等而相位相反的次声波，这样两个波相互抵消从而达到消音效果。而在半主动消音器内则是安装一套被动控制装置，当空气流动状况改变时，消音器的消音效果由气流来调节。在汽车进排气系统中，绝大多数是被动消音器。半主动消音器有些应用，如排气系统中的双模态消音器。主动消音器由於成本太高，在进排气系统中用得很少。本节只介绍被动消音器的声学性能。主动与半主动消音器将在第二十五章“汽车主动与半主动噪声与振动控制”中介绍。 被动消音器又可以分为抗性消音器和阻性消音器。抗性消音器主要包括扩张消音器和旁支管消音器，如赫尔姆兹消音器、四分之一波长管。抗性消音器的原理是声波经过消音器时，声阻抗发生变化，一部分声能被反射回声源，这样传递声能减少。抗性消音器对降低单频，特别是低频噪声特别有效，传递损失很大。在高温和不干净的空气流中，使用抗性消音器比较理想。阻性消音器是在内部安装了一些吸声材料，当声波通过消音器时，一部分声能被吸收，从而达到消音效果。在进气系统中，基本上只使用抗性消音器。在排气系统中也主要使用抗性消音器，有的汽车也采用阻性消音器。而这些阻性消音器也往往是与抗性消音器做成一体而成为混合消音器。 第二节消音元件的设计要求 消音元件的首要目的是消除噪声，因此要满足声学要求。气体在进排气系统中运动，又必须满足空气流动的要求。另外还有材料、安装空间等方面的要求。下面较详细地列出了这些要求： 第一，声学要求。消音元件的目的就是减少声能的传递。前一节已经详细地介绍了消音元件的评价指标，如传递损失、噪声降低量和插入损失。在评价单个消音元件的消音效果时，通常用传递损失，因为传递损失只与自身结构有关而与声源和出声口的声学特性没有关系。 第二，空气流动要求。空气流过消音元件时，会受到阻力，这样消音元件中的流体压力会上升。如果消音元件两边的压力差太大，气流流通的阻力会增加。这样带来两个坏处，一是能量损耗增加，二是在气体流速过高的时候，摩擦引起的噪声会很大。在开发一部汽车时，进气系统和排气系统的功率损失都会被限定在一定范围内。如果这两个系统的能量损失太大，那么发动机的功率就会大幅度下降。 第三，机械和材料方面的要求。气流和温度等因素对材料性能是一个考验。比如排气系统中温度很高，材料在这样的高温气体环境中很容易腐蚀。又比如，管道和消音元件都是薄板