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连载二:振动异响(NVH)术语篇(一条通往振动异响(NVH)诊断大师之路)

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发表于 2018-4-1 22:38:01 | 显示全部楼层 |阅读模式
好了,让我们开始踏上振动异响(NVH)旅程了。如果你是新加入的读者,我回头看看我们之前的文章:连载一:前言篇

要在这个旅程上好好玩耍,总得认识旅程上的一些重要“人物”吧。
我们经常说下面这套神器叫“NVH”诊断套装,那么什么是NVH?开始了,坐好小板凳了。
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(1)N,指的是Noise(噪音)
什么是噪音?你不想听到的就是声音就是噪音,比如你想静静时,任何打扰到你思念静静的声音你都觉得是噪音,例如耳边的蚊子一直在嗡嗡嗡。

请注意关键词:不想“听”,听的感官是“耳朵”
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(2)V,指的是Vibration(振动)
振动,是人体感觉到或看到得(大幅度时)的有规律的“运动”。你在用力打牛皮鼓的时间,你的手可以感知到牛皮是上下跳动,就是振动。

请注意,划中心思想了,是人体(除耳朵外)的感知

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(3)H,指的是Harshness (?)
国内大家都将Harshness译为“声振粗糙度”。声音和振动有粗糙和光滑之分?粗糙一点声音振动大一点,光滑一点就小一点?好像有道理,但恕我才疏学浅,始终不能深刻理解这个词。

但我可以明白地告诉你,Harshness是什么意思。对一个物体进行一次强烈冲击,产生一个单一的短暂的声音或振动。
例如车经过一条减速带,产生的声音和振动;车经过一个坑,产生的声音和振动。

又划中心思想了,H可以指噪音也可是指振动,重点在于它是单一的短暂的,也即是我们常说的偶发的随机的振动和声音。

N、V、H这三者有没有联系呢?
关系一:
上面说了,H即可是振动也可以噪音,只是它是单一的短暂的。此话,也就引出了N(噪音)和V(振动)其实是指重复的或持续一段时间存在的。

你打牛皮鼓,打一次,隔半小时打再打一次,再隔几分钟打一次,无规律可循,上帝都无法预测到你什么时候会打一次的,这种产生的振动和声音,我们就叫Harshness。

关系二:
上面提及了你打一次牛皮鼓,你会听到声音,也会感知到振动。这振动和声音,都缘于你这用力的一击;牛皮的振动,导致周围空气的“波动”,传到人的耳膜,引起耳膜的振动,这就是我们所说的声音。可知振动和声音,实为同一“事物”,只是人用不同的器官来感知,所以形成两种表达形式而已。

后面文章会经常提“振动”一词,少提“噪音”,大家知道是同一事物就行了。不要再问我,为什么只讲振动,不讲噪音,就行了。

关系三:
上面解释V(振动)和N(噪音)时,我们用到了“有规律的运动”和“蚊子的嗡嗡嗡声”;而解释H(Harshness)时,用到了“单一的”“短暂的”“随机的”字眼。可知振动和噪音,是有“频率”的;而Harshness,可以说是没有“频率”的。

那么有频率和没频率的振动和噪音,应该怎么去判断和检测? 请追踪阅读,后面篇章会有解释。

那么什么叫频率?

(4)频率
其定义是:单位时间内完成的周期性变化的次数。划重点,频率是单元时间内的次数,每一次要有固定的时间间隔(周期性变化)。国际的时间单位,是秒(一分钟等于60秒的秒)。假如你打牛皮鼓,你在一秒钟内敲打了100次,且每一次都间隔着固定的时间(即一百分之一秒敲打一次),那么我们就说你的打牛皮鼓的频率是100次/秒。

但是在很久很久以前,德国有一位叫赫兹(Herz)在这方面作了巨大的贡献,世人为了纪念他,所以叫用了它的名字“赫兹”来代替“次/秒”作为频率的单位。所以上面你打牛皮鼓的频率,我们也可叫做100赫兹。

通俗来讲,你打鼓的频率大,我们可以说打得真“快”;打的频率小,说“慢”。

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我们每打一次鼓,牛皮就会振一次,并且会听到一次声音,所以振动和声音的频率等于你打鼓的频率,即100赫兹。

(5)转速(RPM)
大家都知道RPM是一分钟转多少圈,例如发动机转速为3000RPM意思是一分钟转3000圈。
一分钟转3000圈,那么一秒钟转多少圈?一分钟是60秒,即60秒转3000圈,那么一秒转3000/60=50圈。按上面频率的定义,50圈/秒即是50Hz。

那么3000RPM=3000圈/分钟=50圈/秒=50Hz。所以我们很熟悉的转速其实就是频率,只是单位不同而已,意思是一样的。

到这里是不是有点小兴奋,原来你早就懂了NVH诊断的其中一个概念了:频率,只是你不发觉而已。

(6)幅值
我们还听过别人形容打鼓打得很大力,打得很大声。那有没有专用的术语来表达?当然有,科学嘛,要严谨。

我们先讲振动的幅值。我们用一个术语“加速度”来表达常说的振得很厉害。什么叫加速度,速度的变化量叫作加速度量。比如一辆车甲,现在的速度是100公里/小时,一秒后速度变成了150公里/小时,在这一秒内它的速度变化量(即加速度)是50公里/小时/秒(有兴趣的可以自行换算它等于多少米/秒^2);而另一辆车乙,一秒内速度从100公里/小时,变化到200公里/小时。那么试问,一张大牛皮前面同等距离,这两辆车的速度都是100公里/小时,以它上面各自的加速度撞向牛皮,撞击时间一秒钟。你说哪辆车使牛皮(牛皮韧性足够)变形大?

答案都知道,车辆乙会使牛皮变形最大。你也不用深究为什么用加速度来表达振动幅值了,记住一点就行了:加速度大,幅值大(即振动大)

加速度(振动幅值)的单位有:g、m/s^2。g就是牛顿被苹果砸到的加速度,初中学过 。
1g=9.8 m/s^2。由于1g的振动是很大的,我们车上的振动一般是mg级的,m即毫(千分之一)。1g=1000mg.

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声音幅值单位dB(分贝)这个大家比较熟悉,分贝越大声音也就越大。
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(7)基频和阶次
在看我们技术论坛上阅读诊断案例时,你一定会经常看到一阶振动/噪音、二阶振动/噪音、三阶、四阶......

那这一阶、三阶、三阶....就是我们所说的阶次,那么它是什么意思呢?
其实这阶次,其本质概念也是上面的频率,它是不同频率的振动/噪音之间相互关系的一种表达。先看一个模型:
我们设想一下:一个完美的圆,它在完美平整的平面上滚动的时候,是完全不会有振动的。
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那么,将这个圆用刀削了一个切面呢?这个圆每滚动一周就会有一次振动。(请不要深究这个模型的科学严谨性,先按我这个设想理解吧)。如果这个圆一秒钟滚动一周,那么它滚动的频率就是1Hz,切面导致的振动频率也是1Hz。
划重点了,这个圆的自身滚动频率,我们也叫基频(基础的频率)。这个振动的频率叫一阶(基频的一倍,基频永远等于一阶)。所以在这个例子里,基频=一阶=1Hz。为了后面好记,我们通常会给这个圆起个名字,假如叫C,它的一阶振动就叫C1

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那么,如果将这个圆削了两个切面呢,又会怎样?很明显,就是这个圆滚动一周,它会振动2次,这样的振动我们叫二阶振动。如果圆还是一秒滚动一圆(1Hz),那么它的振动频率就是2Hz。用名字表示就是C2(此例子里,C2=2Hz)。

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同样将这个圆削了三个切面呢,这个圆滚动一周,它会振动3次,这样的振动我们叫三阶振动。如果圆还是一秒滚动一圆(1Hz),那么它的振动频率就是3Hz。用名字表示就是C3(此例子里,C3=3Hz)。

我们为什么要引入这个“阶次”名称呢,直接用频率的数值不行吗?
划重点啦。上面举例的三个圆,由于其切面数是固定的,比较第三个图,三个切面,我不管你这个圆每秒钟转运多少次,我的振动频率都是你转动频率的3倍。所以,如果你从这三个圆中任取一个圆出来让它滚动,而不告诉我是哪一个,且滚动的频率你也是随意的,让我来猜你拿出的是哪个圆。只要我知道了振动频率和滚动频率的倍数关系,我就能猜出是哪个圆。比较振动频率是滚动频率的两倍,我就知道是第二个圆。

这也是我们用阶次来查找故障点的理由了。在这略提一二。后面将有大幅篇章谈如何查收故障。请追踪阅读。别忘了转发和留言。要不我会不记得更新的。多谢。

写得不对或不全之处,请各位不吝批评与指正,相互学习。











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发表于 2018-4-3 12:57:29 来自手机 | 显示全部楼层
说的非常好解释的不错厉害赞,很难明白需要消耗思想,谢谢分享
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