汽車(chē)NVH，并不簡(jiǎn)單

2016-10-26 by:CAE仿真在線來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

之前,知乎上有人提出這樣一個(gè)問(wèn)題:為什么很多汽車(chē)工程師都說(shuō)NVH是玄學(xué)?結(jié)果向來(lái)一本正經(jīng)的工程師們,紛紛成為了段子手,吐槽這份苦逼的工作。

事實(shí)上,NVH(噪聲、振動(dòng)與聲振粗糙度)確實(shí)是十分復(fù)雜且難搞的工作。有統(tǒng)計(jì)資料顯示,整車(chē)約有1/3的故障問(wèn)題是和車(chē)輛的NVH問(wèn)題有關(guān)系,而各大公司有近20%的研發(fā)費(fèi)用,消耗在解決車(chē)輛的NVH問(wèn)題上。

為什么NVH這么難搞?

汽車(chē)是由千萬(wàn)個(gè)零部件組合在一起,這些零部件相互配合,才能成為一個(gè)整體,保證一輛車(chē)正常行駛,而如果想讓這么多零部件配合得天衣無(wú)縫,難度可想而知。

關(guān)于汽車(chē)技術(shù),是個(gè)比較高深的難題,各家都說(shuō)自己的技術(shù)多么先進(jìn),但作為普通消費(fèi)者,單純從駕駛感受方面,是感受不出來(lái)這些技術(shù)體現(xiàn)在在哪里,例如,有廠家宣傳推出8AT,說(shuō)比6AT更加先進(jìn),但不少消費(fèi)者開(kāi)一圈并沒(méi)有覺(jué)得有何不同。但NVH不一樣,這是項(xiàng)汽車(chē)制造質(zhì)量的一個(gè)綜合性問(wèn)題,它給汽車(chē)用戶的感受是最直接和最表面的。

但正是這種易于感受出的問(wèn)題,讓工程師們抓耳撓腮、苦思冥想。例如試車(chē)時(shí),在某個(gè)轉(zhuǎn)速區(qū)間里,發(fā)動(dòng)機(jī)可能發(fā)出的聲音不正常。這時(shí)候,根源并不一定出現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)上,還有可能是發(fā)動(dòng)機(jī)的震動(dòng)帶動(dòng)了某個(gè)其他零部件的共振,而這個(gè)共振的零部件又帶動(dòng)了其他的零部件,間接影響。甚至這種異響還可能是材料問(wèn)題、裝配工藝問(wèn)題等等,如此多的可能性,究竟到哪里尋找?

所以,很多時(shí)候,發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出不正常的噪音或震動(dòng)時(shí),并不一定能完全找到問(wèn)題所在。但即便找不到,噪音太大,問(wèn)題也還得解決啊。于是,工程師們就可能采取各種方法,常用的方法就是多加點(diǎn)隔音材料。但對(duì)于一些經(jīng)濟(jì)型小車(chē)來(lái)講,既要控制成本,又要控制車(chē)的重量,所以加隔音材料并非能完全解決問(wèn)題。

所以,有的車(chē)企是在找不到根源,甚至做“大手術(shù)”,有的將發(fā)動(dòng)機(jī)的位置重新標(biāo)定。有的甚至將產(chǎn)生噪音的CVT變速箱換成AT變速箱,可想而知,解決這些問(wèn)題難度該有多大。

而對(duì)于之前一些逆向研發(fā)的中國(guó)品牌而言,解決NVH的難度則更大,因?yàn)樗麄冎皇菃渭兊啬７聞e人的外觀造型、內(nèi)飾設(shè)計(jì)、動(dòng)力系統(tǒng)等,但真正有技術(shù)含量的裝配工藝卻并沒(méi)有完全掌握。那么零部件之間的匹配難免出現(xiàn)問(wèn)題,噪音、震動(dòng)就難以避免,這方面已經(jīng)出現(xiàn)過(guò)很多案例了。近幾年來(lái)不少中國(guó)品牌開(kāi)始正向研發(fā),估HVH問(wèn)題也是主要原因之一吧。

大車(chē)企是如何做的?

整車(chē)的舒適性和NVH是密切相關(guān)的,因此在整車(chē)的正向開(kāi)發(fā)中,NVH就是十分重要的一環(huán)。車(chē)企在開(kāi)發(fā)之初,就會(huì)根據(jù)競(jìng)標(biāo)樣車(chē)的試驗(yàn)結(jié)果以及CAE分析提供的數(shù)據(jù),再加上政策法規(guī)結(jié)合整車(chē)企業(yè)的技術(shù)水平,提出一個(gè)整車(chē)的NVH目標(biāo)。然后再將NVH目標(biāo)分解到各個(gè)子系統(tǒng),例如車(chē)身、車(chē)架、動(dòng)力總懸置系統(tǒng)、進(jìn)排氣系統(tǒng)等。

所以,NVH目標(biāo)就影響到了發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤(pán)、車(chē)身設(shè)計(jì)等各方面。但就目前來(lái)講,很多主機(jī)廠在解決NVH問(wèn)題時(shí),并沒(méi)有真正參與到車(chē)型的正向開(kāi)發(fā)中去,還停留在解決整車(chē)出現(xiàn)的噪音、抖動(dòng)等問(wèn)題,屬于產(chǎn)品成型后解決問(wèn)題,因此想找出源頭就變得很難。

那么一些大車(chē)企是如何做的呢?

由于豪華車(chē)更注重舒適性,因此對(duì)于NVH則是格外的重視。在豪華品牌中公認(rèn)的NVH做的最好的便是雷克薩斯,他們對(duì)于靜音性是異乎尋常地在意。據(jù)說(shuō)為了檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的噪音,要用聽(tīng)診器去聽(tīng)發(fā)動(dòng)機(jī)聲音,從而判斷發(fā)動(dòng)機(jī)每個(gè)機(jī)構(gòu)是否都正常工作,正確配合,然后才裝配到生產(chǎn)線。

那么在非豪華品牌中,哪家NVH做的更加出色呢?關(guān)于這個(gè)問(wèn)題我們?cè)鲞^(guò)一個(gè)調(diào)查,有效樣本幾十個(gè),這些回答中,近一半回答的是通用,尤其是指的是君越。事實(shí)上,廠家在宣傳這款車(chē)的時(shí)候主打確實(shí)就是舒適性,其Slogan就是“不喧嘩,自有聲”。

那么通用對(duì)于君越這款車(chē)的NVH問(wèn)題是如何解決的呢?其NVH實(shí)驗(yàn)室位于上海浦東,二期剛剛建成使用,應(yīng)該算是目前世界上最先進(jìn)、規(guī)格最高的振動(dòng)噪聲試驗(yàn)室之一了。

其實(shí)減少噪音問(wèn)題,主要采用的方法就是從源頭降低噪音、在傳播途徑中阻隔,以及在末端吸收噪音。在源頭噪音方面,新君越設(shè)計(jì)時(shí),采用輕量化,并降低風(fēng)阻,目前新君越的風(fēng)阻系數(shù)為0.29,這樣的風(fēng)阻系數(shù)在該級(jí)別中是很低的,既能夠一定程度上降低油耗,更重要的是減少風(fēng)噪。

其次,新君越采用ANC(Active Noise Cancelling)主動(dòng)降噪科技,通過(guò)揚(yáng)聲器釋放與噪音相反的聲波,有效抵消噪音。其實(shí)降低噪音,并不一定是完全消除掉聲音,還需要有一定的反射,這樣傳到耳朵里才算正常的,如果你在一間房子里說(shuō)話,聲音傳出去完全被墻壁吸收沒(méi)有回音,是很難受的。所以,例如揚(yáng)聲器等一些聲音,還需要用設(shè)計(jì)和他們相反的聲波,抵消其噪音。

在隔絕噪音方面,一般車(chē)企采用的方法就是增加隔音材料,上文提到,如果一味地增加隔音材料,不僅增加重量,更增加成本。所以,也是有針對(duì)性的增加。君越采用的方法是,采用大量的高等級(jí)聲學(xué)材料來(lái)提升噪音的隔絕與吸收能力。另外一點(diǎn)就是,更重視密封性,這樣可以在降低噪音的同時(shí),減少隔音材料的運(yùn)用。此外,全新一代君越的擋風(fēng)玻璃及前排車(chē)窗均采用5mm以上的夾層聲學(xué)隔音玻璃,這在同級(jí)別其他車(chē)型還沒(méi)有使用這種隔音玻璃的。