Hluk, vibrace a drsnost - Noise, vibration, and harshness - Wikipedia

Hluk, vibrace a drsnost (NVH), také známý jako hluk a vibrace (N&V), je studie a úprava hlukových a vibračních charakteristik vozidel, zejména osobních a nákladních. Zatímco hluk a vibrace lze snadno měřit, drsnost je subjektivní kvalita a měří se buď prostřednictvím hodnocení „poroty“, nebo pomocí analytických nástrojů, které mohou poskytnout výsledky odrážející lidské subjektivní dojmy. Tyto nástroje patří do oblasti známé jako „psychoakustika."

NVH v interiéru se zabývá hlukem a vibracemi, které zažívají cestující v kabině, zatímco venkovní NVH se do značné míry zabývá hlukem vyzařovaným vozidlem a zahrnuje testování hluku z jízdy.

NVH je většinou inženýrství, ale objektivní měření často nedokážou dobře předvídat nebo korelovat se subjektivním dojmem na lidské pozorovatele. Například, i když je odezva ucha při střední hladině šumu aproximována číslem Vážení A., dva různé zvuky se stejnou úrovní váženého A nemusí být nutně stejně rušivé. Tato korelace se částečně zabývá oblastí psychoakustiky.

V některých případech se od inženýra NVH požaduje, aby změnil kvalitu zvuku přidáním nebo odečtením konkrétních harmonických, místo aby bylo vozidlo tišší.

Zdroje NVH

Zdroje hluku ve vozidle lze klasifikovat jako

Mnoho problémů je generováno buď jako vibrace nebo hluk přenášený různými cestami a poté vyzařovaný akusticky do kabiny.[1] Ty jsou klasifikovány jako hluk přenášený strukturou. Jiné jsou generovány akusticky a šířeny vzdušnými cestami. Hluk přenášený strukturou je tlumen izolací, zatímco hluk šířený vzduchem je snížen absorpcí nebo použitím bariérových materiálů. Vibrace jsou snímány na volantu, sedadle, loketních opěrkách nebo na podlaze a pedálech. Některé problémy jsou snímány vizuálně - například vibrace zpětného zrcátka nebo kolejnice u automobilů s otevřenou střechou.

Tonální versus širokopásmové připojení

NVH může být obvykle tonální, například hluk motoru, nebo širokopásmové připojení, například hluk ze silnice nebo hluk větru. Některé rezonanční systémy reagují na charakteristických frekvencích, ale v reakci na náhodné buzení. Proto i když vypadají jako tonální problémy v jakémkoli spektru, jejich amplituda se značně liší. Další problémy jsou samo-rezonanční, například píšťalky z antén.

Tónové zvuky často mají harmonické. Zde je spektrum hluku Ferrari Michaela Schumachera při 16680 ot / min, ukazující různé harmonické. The X osa je dána jako násobky otáček motoru. The y osa je logaritmická a nekalibrovaná.

Singleorder.jpg

Instrumentace

Mezi typické přístroje používané k měření NVH patří mikrofony, akcelerometry a siloměry nebo siloměry. Mnoho zařízení NVH bude mítbezodrazové komory a válcování silnice dynamometry. Signály se obvykle zaznamenávají přímo na pevný disk pomocí analogově-digitální převodník. V minulosti byly používány magnetické nebo DAT magnetofony. Integrita signálního řetězce je velmi důležitá, obvykle se každý z použitých nástrojů plně kalibruje v laboratoři jednou ročně a jakékoli dané nastavení se kalibruje jako celek jednou denně.

Laserová skenovací vibrometrie je základním nástrojem pro efektivní optimalizaci NVH. Vibrační charakteristiky vzorku jsou získány v plném poli za provozních nebo vzrušených podmínek. Výsledky představují skutečné vibrace. Měření neovlivňuje žádná přidaná hmota, protože snímač je sám o sobě světelný.

Vyšetřovací techniky

Techniky používané k identifikaci NVH zahrnují náhradu dílů, modální analýza, zkoušky pískání a chrastění soupravy (kompletní zkoušky vozidla nebo komponent / systému), opláštění olovem, akustická intenzita, analýza přenosové cesty a částečná koherence. Většina prací NVH se provádí ve frekvenční doméně pomocí rychlé Fourierovy transformace převést signály časové domény na frekvenční doménu. Wavelet analýza, analýza objednávky, statistická energetická analýza Používá se také subjektivní vyhodnocení signálů upravených v reálném čase.

Počítačové modelování

NVH potřebuje pro testování dobré reprezentativní prototypy sériového vozidla. Ty jsou potřebné na začátku procesu návrhu, protože řešení často vyžadují podstatnou úpravu designu, což nutí technické změny, které jsou mnohem levnější, pokud jsou provedeny brzy. Tyto rané prototypy jsou velmi drahé, takže byl velký zájem o prediktivní techniky podporované počítačem pro NVH.

Jedním příkladem jsou modelovací práce pro analýzu hluku a vibrací přenášenou strukturou. Když se uvažovaný jev objeví níže, řekněme, 25–30 Hz, například otřesy hnacího ústrojí při volnoběhu, lze použít model s více těly. Naproti tomu, když se uvažovaný jev vyskytuje na relativně vysoké frekvenci, například nad 1 kHz, a statistická energetická analýza (SEA) model může být lepším přístupem.

Pro středofrekvenční pásmo existují různé metodiky, například vibroakustické analýza konečných prvků, a analýza hraničních prvků. Struktura může být spojena s vnitřní dutinou a vytvořit plně spojený systém rovnic. Existují také další techniky, které mohou kombinovat naměřená data s daty konečných prvků nebo hraničních prvků.

Typická řešení

Existují tři hlavní způsoby, jak zlepšit NVH: l

  • Snížení síly zdroje, například ztlumení zdroje hluku pomocí tlumiče výfuku, nebo zlepšení vyváženosti rotačního mechanismu
  • Přerušení dráhy hluku nebo vibrací bariéry (pro hluk) nebo izolátory (pro vibrace)
  • Absorpce hlukové nebo vibrační energie, jako například u pěnových tlumičů hluku nebo vyladěných tlumičů vibrací

Rozhodování, které z nich (nebo jakou kombinaci) použít při řešení konkrétního problému, je jednou z výzev, kterým čelí inženýr NVH.

Specifické metody pro zlepšení NVH zahrnují použití vyladěné tlumiče hmotnosti, dílčí rámce, vyvažování, úprava tuhosti nebo hmotnosti konstrukcí, přeladění výfuky a příjem, úprava charakteristik elastomerních izolátorů, přidání zvukově izolačních nebo absorpčních materiálů nebo použití aktivní regulace hluku. Za určitých okolností mohou být podstatné změny v architektuře vozidla jediným způsobem, jak vyřešit některé problémy nákladově efektivně.

Ne Pro neziskové organizace, jako je Americká společnost pro topení, chlazení a klimatizace (ASHRAE) a Asociace výrobců izolace vibrací a seismické kontroly (VISCMA), poskytují specifikace, normy a požadavky, které pokrývají širokou škálu průmyslových odvětví, včetně elektrického, mechanického , instalatérské práce a HVAC.

Viz také

Reference

  1. ^ Wang, Xu (2010). Zdokonalení hluku a vibrací vozidla. Cambridge, Velká Británie: Woodhead Publishing Ltd. ISBN  978-1-84569-497-5. Citováno 5. prosince 2016.
  • Baxa (1982). Kontrola hluku ve spalovacích motorech.
  • Beránek. Akustika.
  • Griffin. Příručka vibrací člověka.
  • Harris. Příručka pro otřesy a vibrace.
  • Thomson. Teorie vibrací s aplikacemi.
  • White a Walker. Hluk a vibrace. ISBN  0-470-27553-7
  • Campillo-Davo a Rassili (eds.). Techniky analýzy NVH pro návrh a optimalizaci hybridních a elektrických vozidel. ISBN  978-3-8440-4356-3

externí odkazy