汽車NVH，并不簡單

2016-10-26 by:CAE仿真在線來源:互聯網

之前,知乎上有人提出這樣一個問題:為什么很多汽車工程師都說NVH是玄學?結果向來一本正經的工程師們,紛紛成為了段子手,吐槽這份苦逼的工作。

事實上,NVH(噪聲、振動與聲振粗糙度)確實是十分復雜且難搞的工作。有統(tǒng)計資料顯示,整車約有1/3的故障問題是和車輛的NVH問題有關系,而各大公司有近20%的研發(fā)費用,消耗在解決車輛的NVH問題上。

為什么NVH這么難搞?

汽車是由千萬個零部件組合在一起,這些零部件相互配合,才能成為一個整體,保證一輛車正常行駛,而如果想讓這么多零部件配合得天衣無縫,難度可想而知。

關于汽車技術,是個比較高深的難題,各家都說自己的技術多么先進,但作為普通消費者,單純從駕駛感受方面,是感受不出來這些技術體現在在哪里,例如,有廠家宣傳推出8AT,說比6AT更加先進,但不少消費者開一圈并沒有覺得有何不同。但NVH不一樣,這是項汽車制造質量的一個綜合性問題,它給汽車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題,讓工程師們抓耳撓腮、苦思冥想。例如試車時,在某個轉速區(qū)間里,發(fā)動機可能發(fā)出的聲音不正常。這時候,根源并不一定出現在發(fā)動機上,還有可能是發(fā)動機的震動帶動了某個其他零部件的共振,而這個共振的零部件又帶動了其他的零部件,間接影響。甚至這種異響還可能是材料問題、裝配工藝問題等等,如此多的可能性,究竟到哪里尋找?

所以,很多時候,發(fā)動機發(fā)出不正常的噪音或震動時,并不一定能完全找到問題所在。但即便找不到,噪音太大,問題也還得解決啊。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隔音材料。但對于一些經濟型小車來講,既要控制成本,又要控制車的重量,所以加隔音材料并非能完全解決問題。

所以,有的車企是在找不到根源,甚至做“大手術”,有的將發(fā)動機的位置重新標定。有的甚至將產生噪音的CVT變速箱換成AT變速箱,可想而知,解決這些問題難度該有多大。

而對于之前一些逆向研發(fā)的中國品牌而言,解決NVH的難度則更大,因為他們只是單純地模仿別人的外觀造型、內飾設計、動力系統(tǒng)等,但真正有技術含量的裝配工藝卻并沒有完全掌握。那么零部件之間的匹配難免出現問題,噪音、震動就難以避免,這方面已經出現過很多案例了。近幾年來不少中國品牌開始正向研發(fā),估HVH問題也是主要原因之一吧。

大車企是如何做的?

整車的舒適性和NVH是密切相關的,因此在整車的正向開發(fā)中,NVH就是十分重要的一環(huán)。車企在開發(fā)之初,就會根據競標樣車的試驗結果以及CAE分析提供的數據,再加上政策法規(guī)結合整車企業(yè)的技術水平,提出一個整車的NVH目標。然后再將NVH目標分解到各個子系統(tǒng),例如車身、車架、動力總懸置系統(tǒng)、進排氣系統(tǒng)等。

所以,NVH目標就影響到了發(fā)動機、底盤、車身設計等各方面。但就目前來講,很多主機廠在解決NVH問題時,并沒有真正參與到車型的正向開發(fā)中去,還停留在解決整車出現的噪音、抖動等問題,屬于產品成型后解決問題,因此想找出源頭就變得很難。

那么一些大車企是如何做的呢?

由于豪華車更注重舒適性,因此對于NVH則是格外的重視。在豪華品牌中公認的NVH做的最好的便是雷克薩斯,他們對于靜音性是異乎尋常地在意。據說為了檢測發(fā)動機的噪音,要用聽診器去聽發(fā)動機聲音,從而判斷發(fā)動機每個機構是否都正常工作,正確配合,然后才裝配到生產線。

那么在非豪華品牌中,哪家NVH做的更加出色呢?關于這個問題我們曾做過一個調查,有效樣本幾十個,這些回答中,近一半回答的是通用,尤其是指的是君越。事實上,廠家在宣傳這款車的時候主打確實就是舒適性,其Slogan就是“不喧嘩,自有聲”。

那么通用對于君越這款車的NVH問題是如何解決的呢?其NVH實驗室位于上海浦東,二期剛剛建成使用,應該算是目前世界上最先進、規(guī)格最高的振動噪聲試驗室之一了。

其實減少噪音問題,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,新君越設計時,采用輕量化,并降低風阻,目前新君越的風阻系數為0.29,這樣的風阻系數在該級別中是很低的,既能夠一定程度上降低油耗,更重要的是減少風噪。

其次,新君越采用ANC(Active Noise Cancelling)主動降噪科技,通過揚聲器釋放與噪音相反的聲波,有效抵消噪音。其實降低噪音,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話,聲音傳出去完全被墻壁吸收沒有回音,是很難受的。所以,例如揚聲器等一些聲音,還需要用設計和他們相反的聲波,抵消其噪音。

在隔絕噪音方面,一般車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,也是有針對性的增加。君越采用的方法是,采用大量的高等級聲學材料來提升噪音的隔絕與吸收能力。另外一點就是,更重視密封性,這樣可以在降低噪音的同時,減少隔音材料的運用。此外,全新一代君越的擋風玻璃及前排車窗均采用5mm以上的夾層聲學隔音玻璃,這在同級別其他車型還沒有使用這種隔音玻璃的。