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NVH设计概述

车辆的NVH是指在车辆工作条件下乘客感受到的噪声（noise）、振动（vibration）和声振粗糙度（harshness），NVH是衡量汽车质量的一个综合性问题，给汽车乘客的感受是最直接和最表面的。其中声振粗糙度指噪声和振动的品质，是描述人体对振动和噪声的主观感觉，不能直接用客观测量方法来度量（也有学者将harshness称为不平顺性，或者是冲击性等）。

通常对汽车NVH的评价方法有两种：主观评价和客观评价。主观评价很难用工程术语来表达，但是，主观评价是最重要的同时也是最终的评价方式。因此，建立一系列能够用相关参数来表达主观反映的评价方法非常重要。客观评价的方法很多，这些方法的一个重要的特征是应用频域分析方法。在多数情况下，NVH问题是由振动和噪声构成的，而振动和噪声可以理解为由一系列不同频率和振幅的正弦波构成的，基于这种理论的分析称为频域分析方法。

一般的NVH问题主要通过以下三种方式分类：1）频率范围；2）振动来源，如传动机构、路面和风阻等；3）产生机理，如结构、声学等。通过对NVH问题分类，可以为设计提供指导和帮助，例如车身抖动问题，属于低频问题，而且主要决定于梁和接头等结构部件，这样便能为改进设计提供方向。不同的NVH问题往往出现在不同的频率段。

汽车NVH涉及的问题很多，为了便于理解和分析，常将各种NVH问题进行分类。NVH问题的分类方法很多，通常要考虑以下六个因素：

l整车操控状态，如怠速、刹车、巡航等；

l主观评价，如轰鸣、抖动等；

l客观评价，如声压、速度等；

l频率范围；

l问题来源，如动力总成、路面、风阻等；

l产生机理，如结构、声学等。

本节根据传递方式、表现形式、工作条件或激励源将NVH问题进行了系统化分类。值得注意的是，轰鸣声、振动、动力系统和路噪的频率范围常常相互重叠，因为轰鸣声和振动在根据激励源分组时，又会分入动力系统和路噪两个组内。

从传递方式上可以把NVH问题分成结构和气动两部分。结构NVH问题针对的是通过车身结构传递的振动和噪音，关心的主要是车身结构的设计；气动NVH问题针对的是通过空气传递的振动和噪音，主要关心车身声音包的设计。

结构引起的NVH问题主要在10到800Hz频率范围内，下表列举了结构NVH所涉及问题的频率分布范围。

任何NVH的客观评价方法都是与主观评价相联系的，不同的客观评价方法都是为更好地解决NVH问题。研究两者间关系的目的是尽可能制定出好的客观评价方法。

很多NVH问题中的噪音是由单一频率成分构成的，即纯音。这种情况下，通过回归分析可以把声压级和主观评价关联起来。然后进一步研究不同评价者对具有不同客观声音水平的整车NVH性能的评价，可以得到一个评价级差对应多少分贝值。不同评价方法的每个等级对应的分贝数只有很小的差别，以5个等级的评价体系为例，一个级别对应5到10分贝。

如果噪音由多种频率成分构成，那么对噪音的评价是很复杂的，主要原因为：

l人耳的灵敏度与频率有关，只能听到频率范围为20Hz～20000Hz内的声音；

l耳朵灵敏度取决与声音的整体水平；

l某一频率下的声音有可能掩蔽其它频率下的声音；

l人耳的灵敏度跟人的年龄、性别和是否提前暴露于噪声环境等有关。

为了解决这些问题需要使用各种不同的测量方法，下面介绍了一些主要用在工程计算中的声学度量概念。

NVH特征是在一个给定工作条件下总的NVH表现。例如，怠速质量就是用来描述在怠速时总的NVH表现（振动、隆隆声等等）。因此制定一系列标准工作条件对NVH评价很重要。并要为每个工作条件设置NVH目标，逐一分析NVH问题涉及的各因素。

为了获得主、客观评价的关系，可以通过相关工作来实现，具体程序如下：

1）确定虚拟样车，并选择几款不同种类的实车样车；2）选定一些用户和研发工程师；3）让乘客和工程师评价各样车，将他们的评价结果平均并记录在册；4）确定合理的客观评价标准，并获得每一款车的客观评价结果；5）详细记录各车型主、客观

评价的结果。

另一个办法是通过类似绘制等响度曲线的实验法。比如，要求用户分别对比两种声音的好坏。这一方法的好处是能将某一问题分离出来，单独研究。比如，对怠速轰鸣声的评价可以从怠速振动中分离出来。

影响汽车NVH的激励载荷主要来自两部分：

（一）不规则路面

不规则路面也分为两种类型：一是随机不平路面，这种路面可以用路面轮廓的功率谱来描述；另一种是有凸起障碍物的路面。即使路面相同，轮胎胎压不同也会导致路面激励载荷大不一样。因为轮胎径向刚度差异（沿圆周方向各点）、制造误差（轮

胎不圆）、或者轮胎偏心（车轮几何中心与转动中心不重合）等情况的存在，使得轮胎载荷是变化的；另外，如果轮胎未进行很好的动平衡，也将产生轮胎惯性不平衡力。

（二）动