代替，此时轴加权系数取
k=1.4。
➢我国标准规定，评价汽车平顺性时就考虑椅面 xs、ys、zs
三个轴向振动。
第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价
人体对不同频率的振动敏感程度不同
➢zs 最敏感的频率范
围是4～12.5Hz。在4～ 8Hz频率范围，人的内 脏器官产生共振；8～ 12.5Hz频率范围，对人 的脊椎系统影响很大。
底盘NVH分析模型（实际上接近于整车模型）的建立步骤： （1）分别计算副车架、悬挂、整备车身、动力总成等的自然模态。 （2） 将各子系统的模态输入到b，并仔细分析和定义底盘
和车身的连接关系。 （3）各子系统的模态也可以是试验测量的，这时所建的整车模型称为
混合模型。
底盘NVH模型的建立 --- 子系统的模态分析
振动（Vibration）主要指乘客感觉到的方向盘、地板和座椅等的抖动， 通常由发动机和不平路面的激励引起。
动态不舒适性（Harshness）通常指乘客感受到的汽车非平稳运动、颠簸 、冲击和刺耳的异常噪声等。
NVH性能之所以越来越受到用户的重视，原因之一是随着汽车普遍进入广 大家庭，用户对汽车的要求不仅局限于代步工具或运输工具，而且对其乘坐 舒适性提出了更高的要求；原因之二是用户对NVH性能敏感度很高，随时都 感受到振动噪声。
汽车的平顺性
➢什么是汽车平顺性？ ➢保持汽车在行驶过程中乘员所处的振动环境具 有一定舒适程度和保持货物完好的性能。 ➢为什么要研究汽车的平顺性？ ➢振动影响人的舒适性、工作效能、身体健康， 影响货物的完整性以及零部件的性能和寿命。平顺 性研究的目的是有效控制汽车振动系统的动态特性。
汽车的平顺性
振动系统 弹性元件 阻尼元件 车身、车轮质量
析，得到功率谱密度
函数Ga f 。
1
aw
80
W
0.5
2f
Ga f
df
2
第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价
（2）三个方向总加权加速度均方根值
aw
1.4axw
2
1.4ayw
2
az2w
1 /
2
思考：为什么乘以系数1.4？ （3）总加权振级Law
Law 20lgaw / a0
1Hz f 80Hz
第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价
二、平顺性的评价方法
1.基本评价法
（1）计算各轴向加权加速度均方根值aw
1）滤波网络法
➢将测得的 at通过相 应的频率加权函数 w f
的滤波网络，得到加权加
速度时间历程 aw t 。
1
aw
1 T
T 0
aw2
t
dt
2
2）频谱分析法
➢对 at进行频谱分
➢用水准仪或路面计可以得到路面不平度函数。
第二节 路面不平度的统计特性
2.路面不平度的功率谱密度Gq (n)
1）Gq (n)的拟合公式
W
Gq
n
Gq
n0
n n0
n—空间频率（m-1），表示每米长度包括几个波长；
n0—参考空间频率，n0=0.1m-1； Gq (n0 ) — 参考空间频率下的路面功率谱密度，也称路 面不平度系数；
第八章 汽车的NVH性能
同济大学 汽车学院 朱西产 教授
汽车NVH及要解决的问题
汽车振动噪声性能，又称为NVH（Noise、Vibration & Harshness）性能。 NVH性能指乘员感受到的噪声、振动及相关的动态不舒适性。
噪声（Noise）主要指乘客听到的车内噪声，包括发动机噪声、进排气噪 声、轮胎噪声、风噪声、传动系齿轮啮合噪声、车内面板振动辐射噪声等； 另外，还有车外噪声，亦即汽车行驶中对交通环境的辐射噪声。
wk
f
f / 4 2Hz f 4Hz 1 4Hz f 12.5Hz
12.5 / f 12.5Hz f 80Hz
wd
f
1 2 /
f
(0.5Hz f 2Hz)
2Hz f 80Hz
wc
f
8
1 /
f
(0.5Hz f 8Hz)
8Hz f 80Hz
we
f
1 1/
f
(0.5Hz f 1Hz)
ry
rz
xb yb zb xf yf zf
频率加权函数
wd wd wk we we we
wc
wd wd wk wk wk
轴加权系数k 1.00 1.00 1.00 0.63 0.40 0.20 0.80 0.50 0.40 0.25 0.25 0.40
第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价
思考：由轴加权系数的不同取值可否 确定人体对哪个点输入的振动最敏感？
几何平均值 3.81 7.61 15.23 30.45 60.90 121.80 243.61 487.22
第二节 路面不平度的统计特性
路面不平度分级图
第二节 路面不平度的统计特性
3）速度功率谱密度和加速度功率谱密度
速度功率谱密度 Gq&(n) (2πn)2Gq(n) 加速度功率谱密度
Gq&&(n) (2πn)4Gq (n)
➢ xs、ys 最敏感的频率范
围是0.5～2Hz。大约在3Hz 以下，人体对水平振动比对 垂直振动更敏感，且汽车车 身部分系统在此频率范围内 产生共振，故应对水平振动 给予充分重视。
第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价
各轴向的频率加权函数（渐近线）
频率加权函数
0.5 0.5Hz f 2Hz
wd
1.00wk1.00 Nhomakorabeawe
0.63
we
0.40
we
0.20
0.080 0.114 0.407 0.106 0.085 0.011
峰值 系数 5.0 4.7 5.5 4.9 5.0 4.5
第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价
频率加权函数和轴加权系数 European轿车上振动测量结果
位置 坐标轴 频率加 轴加权 加权加速度 峰值 名称 权函数 系数k 均方根值 系数
前副车架 后副车架
前悬架
前稳定杆 后稳定杆
后悬架
底盘NVH模型的建立（续）
转向管柱
动力总成 底盘NVH模型 （整车模型）
整备车身
底盘NVH分析
结构 前悬架 后悬架
传递路径测点 悬架主弹簧上支座点
下控制臂与前副车架前连 接点
下控制臂与前副车架后连 接点
减振器上支座点 悬架弹簧上支座点 外倾杆与后副车架的连接
NVH问题分类
NVH要解决的问题 振动源、噪声源
振动: 噪声:
结构传递 结构传递 空气传递
面板辐射 噪声
车内振动 （方向盘、座椅）
车内噪声
排气系统
发动机
进气系统
风扇、 电子电器
轮胎及不 平路面
车外噪声
NVH开发要解决的重点问题
车身相关： （1）车身结构NVH开发（模态及传函VTF、NTF）
（2）高频声学包开发（隔吸声件、内饰件）
a0—参考加速度均方根值，a0 106 m / s2 。
第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价
（4）评价方法
Law和aw与人的主观感觉之间的关系
加权加速度均方根值aw <0.315
0.315～0.63 0.5 ～1.0 0.8 ～1.6 1.25 ～2.5 >2.0
加权振级Law 110
110 ～116 114 ～120 118 ～124 112 ～128
输入 路面不平度
车速 发动机、传动系和车轮等旋
转部件的非平衡干扰
本章将 不考虑
输出 车身传至人体的加速度
悬架弹簧的动挠度 车轮与路面间的动载荷
➢本章将围绕人体对振动的反应和平顺性 的评价指标、路面不平度的统计特性（振动 系统的输入）、振动系统的动力学分析、振 动系统的输出特性等内容而展开。
评价指标 加权加速度均方根值 撞击悬架限位的概率
当W=2时
Gq&(n) (2πn0 )2Gq(n0 )
与n无关——“白噪声”
1
VDV
T 0
aw4
t
dt
4
/ ms 1.75
汽车的平顺性
第二节 路面不平度的统计特性
➢本节将介绍路面空间频率的功率谱密度，路面 等级，时间频率的功率谱密度，路面对四轮汽车输 入的功率谱密度等。
第二节 路面不平度的统计特性
一、路面不平度的功率谱密度
1.路面不平度函数
➢路面相对基准平面的高度 q ，沿道路走向长度 I 的变化 q（I）称为路面不平度函数。
W—频率指数。
第二节 路面不平度的统计特性
2）路面不平度8级分类标准
路面等级
A B C D E F G H
Gq(n0)/(10-6m3) （n0=0.1m-1）
几何平均值 16 64 256 1024 4096
16384 65536 262144
σq /(10-3m) 0.011m-1<n<2.83m-1
行驶安全性
汽车的平顺性
第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价
➢本节将学习人体对振动的反应、人体坐 姿受振模型、平顺性的评价方法等。
第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价
一、人体对振动的反应
人体对振动的反应
主观因素 心理 生理
频率
强度
作用方向
持续时间
垂直方向4～12.5Hz
人体对水平方向的振
水平方向0.5～2Hz
126
人的主观感觉 没有不舒适
有一些不舒适 相当不舒适 不舒适 很不舒适 极不舒适
第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价