汽車NVH試驗研究主要以性能指標測試,、故障診斷、道路模擬試驗等為研究內容,。任何一款新車型,，在開發(fā)過程中都要對整車各項性能指標進行檢驗驗證，同樣對于整車的NVH性能指標,，在開發(fā)過程中各個環(huán)節(jié)都要對其進行試驗驗證,，如車內振動目標值試驗驗證、車外噪聲目標值試驗驗證,、發(fā)動機懸置性能試驗驗證等,。對于現(xiàn)有車型存在的NVH問題，可以通過試驗手段進行測試分析,，查找產生問題的原因,，提出可行性的工程治理方案，最后通過試驗驗證治理結果,。由此可以看出試驗手段在汽車NVH特性研究中的重要性,。

NVH試驗內容主要有以下幾個方面：

①振動試驗：白車身、整車及零部件模態(tài)試驗,；振動響應測量,；異響識別；隔振器剛度,、隔振率測量等,。

②噪聲測試：聲腔模態(tài)、車內噪聲,、通過噪聲,、進排氣系統(tǒng)噪聲、動力總成輻射噪聲,、殼體輻射噪聲等,。

③  靈敏度測量：聲學靈敏度測量、振動靈敏度測量,、聲傳遞損失測量等,。

1、模態(tài)試驗簡介

模態(tài)分析一般分為如下的四個步驟：

第一步：建立測試系統(tǒng),。 所 謂建立測試系統(tǒng)就是確定實驗對象,，選擇激振方式，選擇力傳感器和響應傳感器，并對整個測試系統(tǒng)進行校準,。

第二步：測量被測系統(tǒng)的響應數(shù)據(jù),。 這是試驗模態(tài)的關鍵一步，所測量得到的數(shù)據(jù)的準確性和可靠性直接影響到模態(tài)試驗的結果,。 在某一激振力的作用下被測系統(tǒng)一旦被激振起來,，就可以通過測試儀器測量得到激振力或響應的時域信號，通過輸血手段將其轉化為頻域信號,，就可以得到系統(tǒng)頻響函數(shù)的平均估計,，在某些情況下不要求計算頻響函數(shù)，只需要時間歷程就可以了,。

第三步：進行模態(tài)參數(shù)估計,。 即利用測量得到的頻響函數(shù)或時間歷程來估計模態(tài)參數(shù)，包括： 固有頻率,，模態(tài)振型,，模態(tài)阻尼，模態(tài)剛度和模態(tài)質量等,。

第四步：模態(tài)模型驗證,。 它是對第三步模態(tài)參數(shù)估計所得結果的正確性進行檢驗，它是對模態(tài)試驗成果評定以及進一步對被測系統(tǒng)進行動力學分析的必要過程,。

模態(tài)試驗前需要準備的儀器有動態(tài)信號采集儀,、激振器、加速度傳感器,、力傳感器及電荷適調器等,。 為保證傳感器、輸入通道及測點的方向一致對應,，應預先規(guī)定好車輛坐標系,。 制定的模態(tài)試驗分析方法步驟如圖1所示。
 

圖1 模態(tài)試驗分析方法步驟

在測點布置方面需要注意,，首先要保證所有的測點連接起來之后可以描繪出被測對象（如車身或者車架的）輪廓形狀,，盡量反映出各階振型的變化形態(tài)；其次在布置測點時要注意傳感器的布置方向應與預先規(guī)定的方向一致,，對于不易布置的點,，可以選擇鄰近的平面去布置，保證數(shù)據(jù)在方向上的準確性,；最后通過計算模態(tài)分析可以觀察到剛度弱的部件,，在這些部件處應多布置一些測點以反映局部振動情況。激振點應盡量選擇各階振型位移較大的地方,。
 

圖2模態(tài)測試
 

圖3消聲室車內噪聲測試
 

車內噪聲標桿值測試的目的主要是獲取競爭車型或設計新車型的車內噪聲量值,，為新車型車內噪聲目標值設定提供參考依據(jù)；同時驗證開發(fā)的車型車內噪聲值是否達到設計要求,。標桿值測試是NVH性能基礎性數(shù)據(jù)測試,，不論是新車型開發(fā)還是現(xiàn)有車型性能測試都需要做這項試驗。因此,，要保證試驗重復性,、可靠性、可比性,，就需要對試驗對象,、測試環(huán)境、測點位置,、測試工況等設計定義,。由于汽車車內噪聲級明顯與測量位置有關， 應該選取能夠代表駕駛員和乘員耳旁的車內噪聲分布的測點,。以M1類汽車測試為例,，一般選取駕駛員右耳和右后座乘員左耳的位置為測量點，傳聲器具體的安裝位置如圖5.47所示,。
 

圖4測點布置
 

車內噪聲測點布置
 

用戶所關心的車內噪聲,，主要表現(xiàn)在以下幾種工況的車內噪聲：怠速工況下噪聲級高低、全負荷工況下噪聲級高低,、高速工況下車內語音清晰度指數(shù),、高速工況下車內噪聲級高低等。因此,，對車內噪聲測試的試驗工況分為定置工況和路試工況,。其中，定置工況下主要測試發(fā)動機在怠速和不同轉速下的車內噪聲量值,；路試工況主要測試勻速行駛,、加速行駛、減速行駛,、急加速工況下的車內噪聲量值,。

路面對于車內噪聲的影響是不同的，因此進行車內噪聲目標值測試的過程中,，一般還要選擇幾種典型的路面進行測試,，主要包括粗糙路面、光滑路面和沖擊路面,。車內噪聲的評價主要是噪聲量值大小和聲品質,。由于車內噪聲直接作用于人耳，所以噪聲量值的大小用dB（A）來表示,，對于其頻率特性,，采用聲功率密度函數(shù)來分析,，頻率分辨率要求達到1 Hz。聲品質是指聲給人的特有的聽覺感受,，聲品質好是指人們察覺不到噪聲的存在或者聲音并不讓人煩惱,，而聲品質壞是指噪聲使人不舒服并讓人有煩惱的感受。對于聲品質的評價,，主要包括響度,、音色、音調,、尖銳度,、粗糙度、抖晃度,、語音清晰度等指標,。

3. 異響識別試驗

汽車出現(xiàn)NVH問題，主要包括整車或零部件出現(xiàn)各種不明的,、異常的噪聲振動,，系統(tǒng)或零部件的NVH目標值沒有達到設計要求，產生這些問題的根源就是要診斷的故障目標,。NVH故障診斷的主要途徑從查找噪聲振動源,、分析噪聲振動傳遞路徑入手，找出問題的原因,，提出解決方案,。噪聲源識別試驗

分析分為以下幾個步驟來進行：

① 主觀評價；

② 試驗設計,；

③ 數(shù)據(jù)采集,；

④ 數(shù)據(jù)分析；

④   得出結論,。

制定獲取異響噪聲的試驗工況,，分為路試工況和定置工況，如表1和表2所示,。

表1路試工況

表2定置工況

測點選取遵循近場測量的原則,，再結合信號處理的方法對異響進行測量分析。如果認定該異響噪聲與發(fā)動機,、變速箱密切相關,，就在發(fā)動機、變速箱近場布置傳聲器和加速度傳感器,，同時在駕駛室內布置相應的輸出傳聲器,，主要位置包括駕駛員左右耳、副駕駛左右耳,、后排座右乘員左右耳,、后備廂,，具體測點位置如圖5所示。

圖5測點布置

圖6 共振問題示意

4. 動力總成輻射噪聲測試

測試動力總成輻射噪聲通常是在發(fā)動機運轉時,， 在距離發(fā)動機1 m處用聲功率計測試,。動力總成可以安裝在臺架上，在發(fā)動機消聲室內測試,，也可以在車載狀態(tài)下測試。兩種測試方法的結果當然會有一定的差別,，要根據(jù)實際情況來選擇,。測試的位置一般包括發(fā)動機上方、進氣側,、排氣側和底部,。圖7所示為動力總成輻射噪聲消聲室測試。

圖7 發(fā)動機噪聲測試

圖8某款發(fā)動機噪聲測試曲線

5. 進氣噪聲測試

進氣噪聲測試是在消聲內進行測試,，樣車左右兩側前輪停放在轉鼓上,，而當汽車前輪轉動時，轉鼓用來模擬實際道路阻力,，這樣測得的進氣噪聲接近于實際路況的情況,。在將進氣系統(tǒng)與節(jié)氣門體安裝之前，首先要在發(fā)動機艙上面鋪上隔音材料,，比如鉛板和隔音墊,，如圖8所示，這是為了在實驗進行中,，將發(fā)動機艙內的噪聲隔離,，使其不會影響進氣系統(tǒng)進氣口測得的噪聲。一般情況下,，隔離后發(fā)動機艙內傳出的噪聲要小于3～5dB,。  在進氣口的軸線上距離進氣口100mm，與中心線垂直的角度放置一個傳聲器來測量的,。如果測試的位置有障礙物,，應盡可能拆除。試驗時,，發(fā)動機,、驅動系統(tǒng)等按正規(guī)式樣，冷卻系統(tǒng)保持關閉狀態(tài),。測試應該在帶底盤驅動電機的消聲室內進行,，如圖9所示。
 

圖9進氣噪聲測試

6. 排氣噪聲測試

排氣噪聲測試是在排氣管500 mm處以45°入射角進行測試的,，需要關注的是總的聲壓級和發(fā)動機點火階次聲壓級,。排氣噪聲可以在試驗臺架上進行,，也可以在實車上進行。圖10所示為排氣噪聲臺架測試,。實車測試時,，應該采取必要的措施以排除進氣噪聲、路面噪聲的影響,。
 

圖10排氣噪聲測試示意圖

7. 路面噪聲測試

路面噪聲主要是指輪胎噪聲,。影響路面噪聲的因素包括路面、輪胎類型,、車速等,。汽車在高速行駛時，路面噪聲占車內噪聲的主導地位,。對路面噪聲的以及路面噪聲對車內噪聲的影響,。

8. 風噪聲測試

為了消除輪胎和發(fā)動機噪聲的影響， 風噪聲測試一般需要在聲學風洞試驗室內進行,，汽車靜止不動,，由風洞產生不同速度的氣流，模擬風噪聲對汽車的影響,。測試結果主要關注車外流場分布,、車外特定點的空氣壓力和速度、車體振動和車內噪聲,。

9. 通過噪聲測試

通過噪聲測試大多數(shù)是在露天試驗場測試,，如圖11所示。試驗場包括一個長20m,、寬20 m的主體部分,，10 m長的駛入道路和10 m長的駛出道路，這兩條道路的寬度至少為3 m,。在駛入和駛出的道路兩邊還要有與之連接的道路,，以便汽車開進和離開試驗場地。通過噪聲的試驗場必須滿足下面的條件和測量要求：

① 聲場條件：在50 m半徑范圍內,，不能有明顯的障礙物,，如建筑物、墻壁,、橋梁和巖石等,；在傳聲器附近，不能有任何影響聲場的物體,；人不能站在聲源和傳聲器之間,。

② 背景噪聲： 一般要求背景噪聲比汽車通過時的噪聲低15dB， 絕對不能低于10 dB,。

③ 路面條件：路面要非常平,，其誤差不能超過±0.05m,，路面的材料不能吸聲。

圖11通過噪聲測試

④ 天氣條件：大氣的溫度在0 ℃～40 ℃,。在傳聲器高度處的風速不能超過5 m/s,，下雨的時候不能進行測試。

⑤ 傳聲器的位置： 如圖5.56所示,， 兩個傳聲器放在試驗場的南北中軸線上,，離水平中軸線的距離為（7.5±0.05）m，傳聲器離地面的高度為（1.2±0.02）m,。

⑥ 測量次數(shù)：每邊最少測量4次,，4次測量中，每兩次測量的最大噪聲的差值不能超過2 dB,，否則要增加測量次數(shù)。

⑦ 汽車的速度：不同的汽車（如轎車和卡車等）和不同的變速器（如自動變速器和手動變速器）,，到達A—A線時的速度和離開B—B線時的速度是不一樣的,，SAE J1470和其標準中都有詳細規(guī)定，讀者可以參閱有關標準,。一般情況下,，到達A—A線時的速度應該為50 km/h。汽車應該沿著水平中心線行駛,，當接近A—A線時,，盡快將油門踩到底，發(fā)動機全負荷工作,。一直保持這種狀態(tài),，直到汽車的尾部離開B—B線，這時迅速放開油門,。露天測試通過噪聲,，對試驗場的要求不高，測試起來非常方便,，成本低,，但卻受到自然因素的限制，在風大和下雨的天氣下不能測試,。對于位于北方的試驗場,，整個冬天都不能進行試驗。于是,，有的公司就建了室內通過噪聲試驗室,。這樣的試驗室是一個巨大的半消聲室，汽車放在試驗臺架上,，汽車帶動試驗臺架上的輪子運動,。在汽車兩邊各放一排傳聲器,，如圖12所示，這樣就可以模擬汽車運動狀況,。

圖12室內通過性噪聲測試示意