噪聲、振動與舒適性,是衡量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。業界將噪聲、振動與舒適性的英文縮寫為NVH(Noise、Vibration、Harshness),統稱為車輛的NVH問題,它是國際汽車業各大整車制造企業和零部件企業關注的問題之一。有統計資料顯示,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%的研發費用消耗在解決車輛的NVH問題上。
對于汽車而言,NVH問題是處處存在的,根據問題產生的來源又可分為發動機NVH、車身NVH和底盤NVH三大部分,進一步還可細分為空氣動力NVH、空調系統NVH、道路行駛NVH、制動系統NVH等等。
NVH問題是系統性的。例如有些轎車行駛時車廂噪聲大,查源頭在發動機,那么這一個噪聲問題可能就涉及到三個部分,一個是發動本身的噪聲大,一個是發動機懸置部件減振效果差,一個是車廂前圍和地板隔音技術不好,是一個互相關連的系統問題。
當遇到車廂噪聲大時,人們一般考慮加強車廂隔音技術和材料,而對真正的噪聲發生源-發動機則是無能為力,這只能是“亡羊補牢”,無法從根本上解決問題。但如果運用NVH解決方案,就會涉及發動機、懸置及車架等,從根本上減少噪聲產生的來源。因此,NVH問題實質是汽車設計中要解決的問題,而不是汽車進入市場后要解決的問題。
汽車的發動機和車身都通過彈性元件支承在車橋和輪胎上,構成一個彈性振動系統,整個系統按照各總成部件又分成多個“彈性振動子系統”。當汽車因路面凸凹不平、發動機及傳動系抖動或車輪不平衡而受激振動時,各“彈性振動子系統”發生振動且互相關聯。
振動是噪聲產生的根源之一,行駛時振動大的車輛往往噪聲也大。因此,從汽車NVH問題的角度看,解決噪聲不能頭痛治頭,腳痛治腳,而應該考慮到整車其他方面的問題,例如要考慮到車身、發動機、輪胎、彈性支承等諸方面。
汽車NVH問題也涉及到零部件生產企業。近年隨著專業化分工,整車制造企業已經逐漸將大部分零部件交給零部件生產企業來做。盛行的“模塊化”生產方式把汽車裝配生產線上的部分裝配勞動轉移到裝配生產線以外的地方去進行。這樣,零部件生產企業必然遇到NVH問題。設計者考慮的問題也不單純是零部件的本身,而是零部件與零部件之間,零部件與整車之間的關系。
例如在解決發動機NVH問題時,CooperStandard發動機公司為了獲得更好的降噪效果,對發動機做降噪處理外,還對車輛的發動艙、車廂內部設計結構都進行了聲學研究,以求最好的解決方案。輪胎也是噪聲的主要來源之一,一些廠商除選用低噪聲輪胎外,對車輪罩襯墊進行聲學特性設計,使其起阻隔噪聲的作用。
現在的汽車設計依賴計算機設計軟件的輔助,汽車降噪減振設計也是如此。在開發過程中,設計者從電腦調出材料并進行模擬測試,再與樣車測試對比,最后決定是否正式生產,節省了時間、人力和財力。目前國外巳有用于研究汽車噪聲與振動的軟件工具,幫助設計者識別、隔離和排除可能的噪聲源。 |