汽车NVH，并不简单

2016-10-26 by:CAE仿真在线来源:互联网

之前,知乎上有人提出这样一个问题:为什么很多汽车工程师都说NVH是玄学?结果向来一本正经的工程师们,纷纷成为了段子手,吐槽这份苦逼的工作。

事实上,NVH(噪声、振动与声振粗糙度)确实是十分复杂且难搞的工作。有统计资料显示,整车约有1/3的故障问题是和车辆的NVH问题有关系,而各大公司有近20%的研发费用,消耗在解决车辆的NVH问题上。

为什么NVH这么难搞?

汽车是由千万个零部件组合在一起,这些零部件相互配合,才能成为一个整体,保证一辆车正常行驶,而如果想让这么多零部件配合得天衣无缝,难度可想而知。

关于汽车技术,是个比较高深的难题,各家都说自己的技术多么先进,但作为普通消费者,单纯从驾驶感受方面,是感受不出来这些技术体现在在哪里,例如,有厂家宣传推出8AT,说比6AT更加先进,但不少消费者开一圈并没有觉得有何不同。但NVH不一样,这是项汽车制造质量的一个综合性问题,它给汽车用户的感受是最直接和最表面的。

但正是这种易于感受出的问题,让工程师们抓耳挠腮、苦思冥想。例如试车时,在某个转速区间里,发动机可能发出的声音不正常。这时候,根源并不一定出现在发动机上,还有可能是发动机的震动带动了某个其他零部件的共振,而这个共振的零部件又带动了其他的零部件,间接影响。甚至这种异响还可能是材料问题、装配工艺问题等等,如此多的可能性,究竟到哪里寻找?

所以,很多时候,发动机发出不正常的噪音或震动时,并不一定能完全找到问题所在。但即便找不到,噪音太大,问题也还得解决啊。于是,工程师们就可能采取各种方法,常用的方法就是多加点隔音材料。但对于一些经济型小车来讲,既要控制成本,又要控制车的重量,所以加隔音材料并非能完全解决问题。

所以,有的车企是在找不到根源,甚至做“大手术”,有的将发动机的位置重新标定。有的甚至将产生噪音的CVT变速箱换成AT变速箱,可想而知,解决这些问题难度该有多大。

而对于之前一些逆向研发的中国品牌而言,解决NVH的难度则更大,因为他们只是单纯地模仿别人的外观造型、内饰设计、动力系统等,但真正有技术含量的装配工艺却并没有完全掌握。那么零部件之间的匹配难免出现问题,噪音、震动就难以避免,这方面已经出现过很多案例了。近几年来不少中国品牌开始正向研发,估HVH问题也是主要原因之一吧。

大车企是如何做的?

整车的舒适性和NVH是密切相关的,因此在整车的正向开发中,NVH就是十分重要的一环。车企在开发之初,就会根据竞标样车的试验结果以及CAE分析提供的数据,再加上政策法规结合整车企业的技术水平,提出一个整车的NVH目标。然后再将NVH目标分解到各个子系统,例如车身、车架、动力总悬置系统、进排气系统等。

所以,NVH目标就影响到了发动机、底盘、车身设计等各方面。但就目前来讲,很多主机厂在解决NVH问题时,并没有真正参与到车型的正向开发中去,还停留在解决整车出现的噪音、抖动等问题,属于产品成型后解决问题,因此想找出源头就变得很难。

那么一些大车企是如何做的呢?

由于豪华车更注重舒适性,因此对于NVH则是格外的重视。在豪华品牌中公认的NVH做的最好的便是雷克萨斯,他们对于静音性是异乎寻常地在意。据说为了检测发动机的噪音,要用听诊器去听发动机声音,从而判断发动机每个机构是否都正常工作,正确配合,然后才装配到生产线。

那么在非豪华品牌中,哪家NVH做的更加出色呢?关于这个问题我们曾做过一个调查,有效样本几十个,这些回答中,近一半回答的是通用,尤其是指的是君越。事实上,厂家在宣传这款车的时候主打确实就是舒适性,其Slogan就是“不喧哗,自有声”。

那么通用对于君越这款车的NVH问题是如何解决的呢?其NVH实验室位于上海浦东,二期刚刚建成使用,应该算是目前世界上最先进、规格最高的振动噪声试验室之一了。

其实减少噪音问题,主要采用的方法就是从源头降低噪音、在传播途径中阻隔,以及在末端吸收噪音。在源头噪音方面,新君越设计时,采用轻量化,并降低风阻,目前新君越的风阻系数为0.29,这样的风阻系数在该级别中是很低的,既能够一定程度上降低油耗,更重要的是减少风噪。

其次,新君越采用ANC(Active Noise Cancelling)主动降噪科技,通过扬声器释放与噪音相反的声波,有效抵消噪音。其实降低噪音,并不一定是完全消除掉声音,还需要有一定的反射,这样传到耳朵里才算正常的,如果你在一间房子里说话,声音传出去完全被墙壁吸收没有回音,是很难受的。所以,例如扬声器等一些声音,还需要用设计和他们相反的声波,抵消其噪音。

在隔绝噪音方面,一般车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,不仅增加重量,更增加成本。所以,也是有针对性的增加。君越采用的方法是,采用大量的高等级声学材料来提升噪音的隔绝与吸收能力。另外一点就是,更重视密封性,这样可以在降低噪音的同时,减少隔音材料的运用。此外,全新一代君越的挡风玻璃及前排车窗均采用5mm以上的夹层声学隔音玻璃,这在同级别其他车型还没有使用这种隔音玻璃的。