一、振动和噪声故障的诊断方法
    为了找出问题的根源，首先需要对车辆在典型工况下的振动和噪声信号进行测试和分析。测试车内关键点的振动和噪声频谱，以确定引起共振的主要频率分布并分析它们与各激励源之间的阶次关系，从而找出问题的本质，为改进方向提供参考。测试采用振动噪声测试与分析系统来完成。传感器包括加速度传感器、转速传感器和麦克风。加速度传感器布置在驾驶员座椅支架上，麦克风放置在驾驶员左耳旁，转速传感器跟踪发动机或车轮的转速。

    对车辆进行道路测试的目的是测试车辆在不同行驶工况下的振动和噪声，重现车辆出现异常振动的现象，并记录典型测点的振动和噪声数据，进而分析它们各自的特征和内在联系，以便把握异常振动和噪声产生的根源。

   图1和图2分别为车辆在5挡60km/h到120km/h加速工况下，驾驶员座椅下地板垂向测点和驾驶员左耳旁麦克风测点在不同转速下的三维频谱分布云图。图中的横坐标表示振动或声压的频率，纵坐标表示发动机的转速，彩色云图颜色的深浅表示振动或声压值的大小。

    从图1中可以看出，此测点在5挡加速工况下的主要振动频率集中在11Hz和15Hz之间，振动幅值较大的区域出现在发动机转速为2850r/min到3500r/min的范围内，此转速范围对应的车速范围约为95km/h到115km/h，这个车速范围正好是异常振动问题出现的区间，因此图1在5挡加速工况下驾驶员座椅下垂向振确定引起车内地板出现异常振动的关键频率均集中在11Hz到15Hz范围内。从跟踪发动机转速的阶次特性上来看，发动机的0.24阶对此点的振动贡献最大。根据传动系统的减速比可推算出发动机的0.24阶正好对应于车轮的1阶转动频率，这也说明此点的主要振动频率与车轮的转动频率相关性最大。从图2看出，车厢内声压的频谱分布特性也表现出与振动的分布特性基本相同的规律。

    二、振动和噪声故障的分析和改进方法
    从以上测试结果可以判断，当车辆以大约100km/h的速度行驶时，由于轮胎的不平衡，尤其是车轮橡胶和轮辋等构成的轮胎的动态特性不匹配，从而产生了频率为11Hz到15Hz左右的周期性激励力，此频率成分的激励传递到车厢内，从而产生了车身和地板异常振动，同时引起了共鸣噪声现象的出现。异常振动和噪声的主要激励源是轮胎，11Hz到15Hz是引起振动和噪声的关键频率。要解决此“异常振动和噪声”问题，可以从以下几个方面考虑：

    1.改变激励力的频率：这就要求改变轮胎的滚动半径，这样可以避开车身和地板的模态频率，可以从根本上解决异常振动问题。
   2.改善悬架的隔振性能：使其能够对11Hz到15Hz的频率成分有良好的减振效果。
    3.更换动平衡性好、动态特性相匹配的轮胎：使用动平衡性好、动态特性相匹配的轮胎虽然不能改变激励力产生的频率，但可以在一定程度上减小激励力的大小，使得车身和地板的振动达到可以接受的水平。

    三、总结
    当车内产生异常振动或噪声故障时，可以采用振动和噪声的频谱采集和阶次分析的方法对故障源进行排查，看究竟是发动机、变速箱故障，还是悬架、排气系统或轮胎等部件的故障。本例中排查的结果清楚的表明是轮胎不匹配或轮胎的动平衡有问题所引起的。在车辆改装中，更换轮胎时应注意轮胎的尺寸和动平衡特性会对车内振动和噪声产生较大的影响。