噪音振动培训IAT(5)

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1、= 海马NVH讲义 = 加速冲击激振力解析1/582007/2007/ 於 於 海口海口 IATIAT（ （北京精衛全能科技有限公司）北京精衛全能科技有限公司） 北京北京CAE CAE 吉川 誠 吉川 誠乘用车的NVH条 件項目(*:动力总成的关系） 騒音 振動 A*敲缸声 *气门音 *皮带音 *喷油嘴音 *怠速振动启动 /怠速*齿轮打击音 冷却扇音*机油泵音 燃油泵音 动力转向泵音 车门音 B*发动音 * 吸气音 *冲击/抽噎振动前进 /加速*排气音 *驱动系异响 *回振windup离合器动作音 C*发动机音 *齿轮音*喘振surge *空腔音 道路噪音颤振 harshness轮胎噪音 风噪

2、音 抖动 摆振 空调扇音 D*排気音 *駆動系異音 *喘振(冲击) 刹车 /減速 制动噪音制动颤振過渡現象稳速行驶2/58驱动系扭转振动模式F/W T/M Tire Body Diff 主要因模式 (Hz)3/58驱动轴剛性齿轮, F/W 慣性 离合器扭转特性轮胎慣性 离合器,驱动轴,轮胎剛性 齿轮慣性 离合器,驱动轴剛性齿轮、差速器惯性1次 (210)2次 (2040)3次 (40100)4次 (100)加速冲击現象紧急踩油门車；急加速乗員；加速感冲击1.1 1.1 冲击的过程冲击的过程冲击现象的认识发生机理明确激振力传递机构传递特性 増幅原因 产生激振扭矩的原因传递特性増幅原因4/58加速

3、加速冲击冲击時時车身振动的时间变化车身振动的时间变化0.50.50.50.5节气门 开度 (%)驱动轴 扭矩(kN-m)悬置输入 (kN）车身(G) 00.50.10.20.30.400.10.20.30.400.10.20.30.400.10.20.30.400.10.20.30.4(s)(s)(s)(s)時間(s)100000.4 0.21.001.50.50-0.10.10.4 0.2 0前後方向 上下方向 5/58（全開）3011.44.95.56.312.76.7325.47.60510152025其它 ；Fr.侧倾悬置 -上下 ； -前後 ； Rr.侧倾悬置 -上下 ； -前後 ；

4、左主悬置 -上下 ； -前後 ；右主悬置 -上下 ； -前後 ； 下悬臂 -前後 ；寄予率 (%)16.5%对车身振动的输入寄予自3速,2000rpm起全開加速6/58发动机驱动轴加速時冲击的产生机理燃焼圧连杆、曲轴驱动轴轮胎悬架車体冲击力T/M,差速器駆動扭矩发动机悬置慣性扭矩反力路面駆動扭矩反力7/58全開加速 30Hz 低通滤波器成分振動加速度程度 (m/s2)420 2.0前後方向01.0時間(s)1-12.0001.0上下方向時間(s)加速時冲击程度 8/58GBXGBZ模拟形式车身发动机悬置动力装置悬架车身kRkFkSMijmij mSZYXXZYXW9/58曲轴飞轮动力装置变速器

5、齿轮轮胎车轮差速器齿轮驱动轴离合器krI1,1I2,2 I3,3I4,4I5,5 I6,6I7,7ktkdemd发动机阶跃扭矩输入响应 10/58驱动轴扭矩 (102 N-m)車体前後加速度(m/s2)0468286420時間(s)0.20.40.60.81.01.20.20.40.60.81.01.200時間(s)自2速2000rpm起全開加速 T0.30sec (f=3.3Hz)計算 実験阶跃输入上升曲线对驱动轴扭矩响应的影响 (模拟的结果)发动机扭矩 (kN-m)10.10.5時間(s)s驱动轴扭矩（kN-m）100.50 0.10.5s時間(s) 自3速2000rpm起全開加速 11/

6、580.050.20.10.05 0.10.2f1(t)f2(t)F0输入 f(t)時間 tt0f1(t)f1(t)+f2(t)0tt0 f(t)=f1(t) t0t f(t)=f1(t)+f2(t)f(t)f0(t)km1 1自由度自由度模型的阶跃响应模型的阶跃响应12/58. 阶跃输入时的瞬态响应模拟ftF ttutF tttutti( )( )()()=-000000ftF totnn1000()sin=twwtd()- tt=-Ft tt tnn0 00(sin)w wftFt ttttonnnn( )sinsin()=-+-0 00011w wwwtwwmonnf Ftt=+-()(

7、cos)max 000112 1=+100T tt Tppsin输入；输出；传递率；13/58发动机向驱动轴传递扭矩的特性f0F0時間比伝達率t0/T0.511.5201234T T; ; 固有周期14/58加速冲击領域（for T=0.2s)F0t0发动机阶跃扭矩驱动轴扭矩上升曲线驱动轴扭矩上升曲线d dT Tq q/d/dt t的的定義定義 驱动轴扭矩 Tq (kN-m)0.40.200.1時間(s)15/58dTq/dt发动机rolling 振動加速度程度 (m/s)806040200 0481216261014 驱动轴扭矩上升曲线 dTq/dt (kNm/s)驱动轴扭矩上升曲线与发动机

8、驱动轴扭矩上升曲线与发动机rollingrolling间的关系间的关系16/58驱动轴扭矩上升曲线与冲击程度间的关系驱动轴扭矩上升曲线与冲击程度间的关系驱动轴扭矩上升曲线 dTq/dt ( kNm/s)1268141016冲击程度 1086420合格线从从3 3速速2000rpm2000rpm起起全開加速全開加速17/58良悪冲击増幅原因的分析 冲击的发生机理 冲击増幅原因 理论上的因素;传递系的非线性、松动等 实际运转时的原因；加速時的負荷条件, 节气门开启速度， 发 动机转速 冲击増幅原因的总结 18/58実験测量用车架車测量驱动轴扭矩用 +集流环测量发动机悬置输入的 测力计节气门控制装置

9、测量动力装置振动用的 加速度拾波器19/58実車 dTq/dt (kNm/s)100 051015台架dTq/dt (kNm/s)155驱动轴扭矩上升曲线、 実車試験値与台架試験値的比較20/58初期負荷条件的影響12108614驱动轴扭矩上升曲线 dTq/dt (kNm/s)2010-10-30-200 初期驱动轴扭矩 (Nm) 21/58駆動領域dTq/dtdTq/dt被駆動領域中間領域驱动轴扭矩 Tq (kN-m)0.40.200.10.10.30.1時間(s)从非驱动领域加速时驱动轴扭矩的变化22/58节气门 全開 負扭矩領域 (发动机制动 ）中間領域冲击时的峰值数驱动系扭转1次模式的

10、周期从非驱动领域加速时的动力装置的振动及驱动轴扭矩 00.40.60-404000.10.20.30.40.500.10.20.30.40.5時間(s)P/P 加速度 m/s2D/S扭矩(Tq) kNm10000.20.10.20.30.40.5時間(s)時間(s)节气门 開度比P/P:动力装置 , D/S:驱动轴 D/T:駆動系23/58(全開)P/P 滚动模式周期D/T 扭转1次模式周期扭矩反力方向对发动机悬置轴力的影响M1M2A类；逆相M2M1B类；同相节气门全開軸力 (kN) 21000.10.20.30.4 時間(s)0.524/58A类1.9kN因扭矩反力、齿隙等引起相位变化 后产

11、生的負数。B类1.2kNdTq/dt (kNm/s) 驱动轴扭矩上升曲线05101520节气门开启速度 d/dt 102 (deg/s)051015节气门开启速度对驱动轴扭矩上升曲线的影響25/58驱动轴扭矩上升曲线103124dTq/dt (kNm/s) 发动机转速 103 (rpm)128642.8节气门开启速度 d/dt6.711.4 102 deg/s4.71.7发动机转速对驱动轴扭矩上升曲线的影響26/581510503124d/dt 10(deg/s) 节气门开启速度发动机转速 103 (rpm)驱动轴扭矩上升曲线 dTq/dt 等 dTq/dlevel线图27/5810kNm/s

12、9876发动机转速 103 (rpm)1234不可4 (満足)5 (一般)6 (不満)151050节气门开启速度 d/dt 10(deg/s) 冲击評価冲击等程度图表28/58-0.05发动机扭矩 (kN-m)0.150.100.0501234节气门开度比回転数 103 (rpm)发动机扭矩 増加率大与发动机扭矩特性的関係29/58100 % (全開) 80 6040200节气门開020406080100時間比(%)2000rpm 2500rpm 3000rpm020406080100扭矩比(%)1500rpm发动机扭矩増加率30/58燃焼激振力的評価 掌握好因燃烧引起的瞬态激振扭矩 根据瞬态

13、燃焼過程的测量结果求出激 振扭矩 瞬态激振扭矩的物理量化 瞬态燃焼的原因 断油装置的规格 从断油至恢复供油的响应性31/58循环汽油发动机的 循环模式pVGFECBApr(pex)VBVCpB(pa)D32/58pt最大燃焼圧Pm+平均有効圧Pi缸内圧的経時変化PmtPmtdPm/dtPmt最大燃焼圧 (Pm) 根据对气缸内压力的测量，导出最大燃焼上升曲线dPm/dt33/58燃焼圧,驱动轴扭矩,节气门开启速度间的关系驱动轴扭矩上升曲线 dTq/dt (kNm/s)05101520最大燃焼圧上升曲线 dPm/dt 102 (MPa/s)01234节气门开启速度 d/dt 102 (deg/s)

14、 05101534/58节气门 開度比(%)最大燃焼圧 Pm(MPa)0.300.10.2時間(s)64200.30.20.10時間(s)1000全開加速時最大燃焼圧的経時変化35/58(全開) base: 3.5 102 MPa/s加速時空気/燃料的分配状況0-180-36018036054072090012601080 60ms（at 2000rpm）曲轴角()怠速 (開始時)全開 導入空気/燃料气缸 No.341吸気阀；開 (20ms)排气阀；開 点火燃料輸送236/58燃焼不燃焼早迟节气门开启正时与进气阀开启正时的时间间隔 403020100-10-20 (ms)最大燃焼圧Pm (MPa)-306542310节气门开启正时对最大燃烧压的影響37/58点火时滞断油对最大燃烧压的影響;F/C on (base); F/C off204030100-10-20-30 (ms)节气门开启正时与进气阀开启正时的时间间隔 1654320最大燃焼圧Pm (MPa)F/C : Fuel Cut Dev