汽车NVH性能评估技术：主观评估全解析

1、汽车NVH性能的基本概念

NVH是客户直接感受到的，通常指在某特定工况下对车子的主观感觉，如抖动和轰鸣噪声。NVH特性是衡量汽车设计和制造质量的一个综合性能指标。整车振动噪声也是国内客户买车时越来越关注的重点性能，更是自主品牌轿车要进入国际先进车辆行列从而打进国际市场的关键指标之一。

NVH是直接跟车辆的驾乘人员在下列各驾驶工况下对车内外振动噪声的主 观感觉相关，简言之，就是对车辆的听觉、触觉和视觉。

1. 发动机点火、熄火，起步和刹车时
2. 怠速，缓、中、急加速及滑行时
3. 在各种不同的匀驾驶速度下
4. 发动机低转速高扭矩下

车内NVH：主要是指汽车的驾乘人员在车内对振动噪声的感觉

车外NVH：主要是指车辆的辐射噪声，它由汽车通过噪声试验确定

对振动噪声的识别：

• 对NVH研究：贯穿于新车的整个开发过程，现有车的改进工作，及客户车的估障诊断和估障排障
• 按NVH系统：车身NVH问题，底盘NVH问题，动力系统，制动系统，连接系统等
• 按NVH感受：驾乘人员听到的噪声，手脚触摸到的振动及来自座椅的振动，看到的抖动
• 按NVH源头：动力总成NVH，道路行驶NVH，空气动力NVH，通风空调NVH，异响等
• 按NVH形式：声，振动，转动==〉麦克风，加速度计，和转速计等
• 按NVH分析法：主观评价，客观分析==〉声振源，传递路径，NVH受体==〉找出主要影响因素，改善激励源振动噪声或控制激励源向车内的传递来解决问题。

对振动噪声的控制：

• 对振动噪声源的控制：改善产生振动噪声的零部件结构，避免产生共振;改进旋转元件平衡；提高零部件加工精度和装配质量，减小相对运动元件间的冲击与摩擦；改善气体或液体流动，避免形成涡流；改善车身结构，提高刚度。
• 对振动噪声传递路径的控制：对结构振动噪声传递特性进行改进，使对振动噪声是衰减而不是放大；优化发动机悬置的设计，降低它向车身传递振动；采用合适的阻尼材料和适合于旋转轴的扭振减振器及针对线振动的减振器。
• 分析和改进车子结构：特别是车身的密封，提高密封性能；各种吸音材料、隔音材料和隔音结构的应用，可以改善汽车内部的NVH性能。

主观感受：一辆车的NVH性能好坏，重要的标准也是最终 指标就是驾乘人员的反应。但这种响应很难用跟设计参数直接相关的工程术语来表述。更重要的就是开发出客观的测量方法，把用户的主观反应跟车辆的设计参数联系起来。

客观测量：现在已经有各种各样的或是在试车场道路上或 在实验室的客观测试方法，一个重要的方面是要开发和完备轿车性能客观测试流程以及NVH设计标准规范。

NVH结构传递的振动和噪声：结构传递的振动和噪声主要来源于力的机械传递。动力激励结构振动，这振动反过来像喇叭一样产生声音，比如，发动机的不平衡力会通过悬置传递到车身，从而驾乘人员会感觉到来自发动机的振动和噪声，还有如排气系统的振动通过吊钩传递到车身。结构噪声的控制主要通过隔振设计来达到的。

NVH空气传递的噪声和声包装：空气噪声直接从声源通过空气传到人耳,主要表述作用在车身外围的空气压力的扰动而产生的噪音，空气噪声的控制主要是通过声包装(隔声)的设计和空气泄漏(密封)的控制来达到的。

结构噪声和空气噪声：

频域内，空气传递的噪声和结构传递的噪声比例（发动机在3000rpm一个例子）。

Structure-borne：

• 动力总成在悬置位子传递的振动
• 排气系统在吊挂位子传递的振动
• 各车轴在连接置位子传递的振动
• 底盘悬挂位子传递的振动

Air-borne：

• 发动机的辐射噪声
• 发动机上各种附件的辐射噪声
• 发动机的进气口噪声和排气口噪声
• 进气和排气系统壳体表面辐射噪声
• 轮胎在路面上的辐射噪声

汽车振动噪声的传递和控制：

NVH和声品质：好的声品质是通过平衡各种自然产生的噪音来实现的。好的声品质可以表明车子是在正常运作并给人以愉悦的感受，声品质是客户购买车辆的一个重要参数，对声品质的要求不是静态的，它像时装一样会随时间而变的。

NVH车身结构和车身振动模态：车身NVH主要是跟结构共振模态相关。结构振动模态储藏能量，由于共振而放大输入的激振力产生NVH问题。从结构的角度来讲，就是如何设计出最佳共振参数的车身，以符合模态匹配及刚度分配。

NVH力及模态频率匹配：在研究NVH问题时，对于车身而言，重要的是避免输入载荷力的频谱峰值与汽车车身的主要共振频率对上号。不然，就会引起诸如车内抖动、轰鸣等一系列的振动噪声问题。

NVH效益和成本：NVH设计目的是为降低车辆上常发生的噪音和振动。NVH设计常会增加设计和制造成本，这就要看客户愿不愿意付这额外的钱来获得好的振动噪声性能产品，这是一个需要平衡的过程。

NVH优化设计和MCR成本核算：

NVH设计优化可以降低车辆设计制作成本， “木桶原理”和“短板效应”：

• 要想提高 木桶的容量，就应该设法找到并加高最短的那块木板的高度，这就是优化设计；
• 比最低的木板高出的部分是没有意义的，高出越多，浪费越大，设法找到并切掉最高的那块木板的高度，这就是降成本的任务。

汽车噪声的主要来源：主要有机械传动、电磁、空气动力三部分。

从结构上可分为发动机(燃烧噪声等)，底盘噪声(传动系噪声、各部件的连接配合引起的噪声等)，电器设备噪声(冷却风扇噪声、发电机噪声、电子驻车制动系统、燃油泵、转向助力泵等)，车身噪声(车身结构、造型及附件的安装不合理引起的噪声及噪声源通过各种声学途径传入车内的噪声及汽车各部分振动传递途径激发车身板件的结构振动向驾驶室内辐射的噪声组成车内噪声)。

其中发动机噪声占汽车噪声50%以上，包括进气噪声和本体噪声(如发动机振动、配气轴的转动，进气、排气门开关等引起的噪声)。因此发动机的减振、降噪成为汽车噪声控制的关键点。

汽车在高速行驶时，轮胎也引起很大的噪声。这是由于 轮胎在路面运动时，位于花纹槽中的空气被地面挤出与重新吸入过程所引起的泵气声，以及轮胎花纹与路面的撞击声。

现在，城市噪声的75%来自交 通，而交通噪声主要就是汽车噪声，它严重地污染着城市环境，对人们的生活、工作和健康也产生了日益严重的影响。噪声的控制，不仅关系到乘坐舒适性、车的耐久性和安全性，而且还关系到环境保护。

2、主观评价的原因和目的

• 车子振动噪声性能好坏最终由客户主观评判，客户不会带仪器来
• 客观测试能评判85%的问题，剩下15%的问题就靠主观 来评价
• 车子都有基因个性，宝马的驾驶盘拿来放在奔驰上未 必合适
• 开车是一种体验，主观评价表达了对车的真实感受
• 主观评价能最直接地告诉那些性能需优先开发
• 是检验能接受和不能接受的唯一评判标准
• 主观评价要远比客观测试分析来得快
• 有经验的评价能识别振动噪声源

3、主观评价的问题和难点

• 客户对车子的期望是随着汽车在市场上的级别、市场定位不同而不同
• 车子性能评判结果取决于评价员的驾驶习惯、技能和 驾驶经验
• 评价太取决于评员感觉、不一致、好坏评价变化范围 太大
• 有些振动噪声问题会被更大振动噪声问题所掩盖
• 通常难以识别性能上的微小差别以及变化
• 难以直接找到振动噪声问题的所在
• 更多是观点而不是客观事实

4、主观评价的评分准则

注：综合参考评分描述、09满意程度、以及认为需要改进的客户群进行打分。1~5分被综合认为不可接受，需要写明打此分数的理由和评论；6~10分则被综合认为可以接受，也希望写出打分理由和评论。

5、主观评价的评价团队

• 第1级：管理层驾驶团队（代表公司的观点、可提供用户般的反馈意见）
• 第2级：工程师驾驶团队（表达客户的声音、能提供用户般的反馈观点）
• 第3级：专家组驾驶团队（提供深层次评价、意在可能找到并解决问题）

不同级的驾驶团队使用不同的评价表格：

6、主观评价的驾驶原则

主观评价驾驶原则：

第一：安全，安全，安全第一

第二：保密，新车开发，公司的生命，特别是还没向市场公布的样车

第三：重复，固定的驾驶团队，统一培训，知道目标，理解评分准则

第四：一致，知道如何评分，选择一致的行驶路径，使用同一评分表

第五：驾驶注意事项如下

• 尽量使用“9和3”方向盘手位：尽管用户会用到各种手位，但9和3是最安全的手握方向盘位（最易控制、安全气囊释放时）9和3位置最能感受到来自驾驶盘的信息
• 驾驶环境：保持一致的位置（座椅、踏板等），启动前都要调好
• 驾驶速度：集中精力在评价和速度上，不要超出能控制的速度，性能是随速度而变的，对所有的车要保持一致的速度作评价
• 驾驶车辆过快、已经超出自己行驶水平的信号：担心车是否保持在路的正确位置、手过紧地握着方向盘、使用猛烈刹车、手心及全身出汗
• 知道自己的驾驶风格：因为每人都不同，所以要驾驶团队。你的驾驶风格影响感觉能力，可能就是形成不同感觉的潜在原因，比如一个平稳刹车的人就不同于喜欢急刹车的人

7、主观评价的必要条件

评车场地：

• 为保证评价的公正，评价应在一致的沥青或混凝土铺装 公路路面上进行。
• 评价应包括平坦的长直路面，有小卵石的粗糙路面，以 及能放冲击条的安全减速路面。
• 路面要保持清洁干燥，无积水，无积雪

评车环境：

根据国家标准GB/T 12534-90 《汽车道路试验方法通则》 的规定：

• 试验时应无雨无雾无雪
• 相对湿度小于95%
• 气温在0到40oC
• 风速小于3m/s

环境噪声要低于被测噪声10dB以上

8、主观评价的车辆准备

1. 固定或去掉车中可能产生危险的任何东西，比如：可能会滑入刹车板底的物体，在 机动驾驶或出现事故时会在车中乱飞的东西，等等，整车保持清洁卫生。
2. 在起步评车前，做好车中的一切调整，比如：座椅和头枕、驾驶盘柱、后视镜等， 绑好安全带并调至既安全保险又舒服的位置，确保会使用报警闪光灯和车喇叭。
3. 集中精力，避免分神，比如：不要使用车载收音机及音响等娱乐系统除非是评价它， 避免用双向无线电对话机作不必要的闲聊，不要打手机最好是把它关闭。
4. 汽车按规定装备齐全，比如：各总成、部件、附件、以及各所属装置包括工具和备用 轮胎等，不要有组件缺失。
5. 确保车辆安全，汽车制动、操纵等各系统必须按技术条件规定调整到位，确保所有的 门、窗和天窗都关闭到位。
6. 车辆调整到位，整车姿态、车轮平衡，四轮定位及轮胎气压按该车技术条件规定，保 证有至少3/4满箱的燃油，车辆的里程数应不低于1500公里。
7. 在评车过程中：车速保持在本人的驾车水平和自信速度下，不然你会把注意力集中到控 制车就无法来评价车，对每辆车的评价要保持一致的车速。
8. 在公共道路上：遵守交通规则，避免作引人瞩目的操纵，不作极端操纵，礼貌对待其他 行驶车辆以及行人，注意气候和路面条。

9、主观评价的着重关注点

• 车身：车身的boom轰鸣声，方向盘的抖动，仪表板的振动，座椅振动，内外后视镜等的抖动，车内Squeak 和Rattle 异响，来自各处的风噪声，各处路噪声，暖风空凋系统HVAC 噪声，机电系统噪声：包括座椅调节、雨刷、玻璃升降等小电机。
• 动力总成：发动机在起动和熄火时的噪声和抖动，发动机在怠速 状态下的噪声和抖动，发动机附件的噪声：发电机、空调、转向助力等，进排气系统噪声，变速箱噪声，后轮驱动的传动轴D/L的噪声，传动系统齿轮的噪声。