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關注創建者:資深NVH 創建時間:2017-11-11

胎噪的實例教程
而對于車輛出現的這些噪音,一定少不了胎噪這部分,有很多人就經常這樣抱怨道:車輛胎噪太大,非常惱人。
一般如果想讓噪音降下來,辦法除了加強葉子板內襯這些密封件之外,選購一套靜音輪胎也是降低胎噪的有效手段。
相信很多人在選購輪胎時都聽過“靜音輪胎”的概念,目前市面上很多輪胎品牌都宣稱自己的靜音輪胎產品,但實際效果卻差別很大,真正在口碑上讓大家一致認可的品牌就更少了,如米其林、馬牌、鄧祿普,今天,就讓輪胎商業來介紹一下這幾個品牌的靜音科技。
一、米其林
1、米其林的Acoustic靜音技術。這一革新系統可以有效減少進入駕駛艙的噪音量,使駕駛員和乘客充分享受車內靜謐空間。
車輛在行駛過程中,滾動輪胎的內部壓力變化會擠壓胎內空氣產生所謂的“空腔噪音”,這些噪音通過共振從車身(方向盤、座椅、底盤)傳到車內。而Acoustic輪胎靜音技術在輪胎內側采用了一種特別設計的聚氨酯海綿,能對路面引起的噪音共振進行消音處理。
2、Evenpeak靜音技術,這種輪胎使用更多大小不同胎塊,而且把胎肩花紋條的大花紋塊分割成同等大小的兩個花紋的設計,使聲音能量趨于平均地分散到較廣闊的頻率范圍內,從而避免出現能量聚集在人耳易察覺的頻率波段內的現象。較一般輪胎更加靜音。
展開 圖10 電動車嘯叫噪聲TNR一般評價標準
確定各嘯叫階次的TNR目標后,再參考原型車或樣車估計車輛的路噪、胎噪和風噪頻譜,即可確定各嘯叫階次的聲壓級目標。最后可根據空氣聲傳播函數和結構聲傳播函數確定電驅動總成的單體NVH目標。其設計思路如圖11所示。
圖11 電驅動總成NVH目標設定方法
根據以上的分析,建議減速器輸入和輸出軸主動齒輪齒數盡可能選小一些,以便齒輪嘯叫聲頻率靠近路噪、胎噪和風噪頻率,從而能被有效遮蔽。
5 結論
本文中選取了7款市場上流行的純電動汽車,針對車內電驅動嘯叫進行了測試評價和分析。對全負荷工況下的車內聲壓級、TNR和主觀評分進行了對比,結果表明TNR與主觀感受是一致的,而聲壓級的大小并不能直接用來評價嘯叫的顯著度。根據電驅動總成3個主要階次的TNR分布,得出對應于電動汽車嘯叫顯著度的TNR數值范圍。最后總結了電驅動總成的NVH目標設定方法和建議。
展開 圖10 電動車嘯叫噪聲TNR一般評價標準
確定各嘯叫階次的TNR目標后,再參考原型車或樣車估計車輛的路噪、胎噪和風噪頻譜,即可確定各嘯叫階次的聲壓級目標。最后可根據空氣聲傳播函數和結構聲傳播函數確定電驅動總成的單體NVH目標。其設計思路如圖11所示。
圖11 電驅動總成NVH目標設定方法
根據以上的分析,建議減速器輸入和輸出軸主動齒輪齒數盡可能選小一些,以便齒輪嘯叫聲頻率靠近路噪、胎噪和風噪頻率,從而能被有效遮蔽。
5 結論
本文中選取了7款市場上流行的純電動汽車,針對車內電驅動嘯叫進行了測試評價和分析。對全負荷工況下的車內聲壓級、TNR和主觀評分進行了對比,結果表明TNR與主觀感受是一致的,而聲壓級的大小并不能直接用來評價嘯叫的顯著度。根據電驅動總成3個主要階次的TNR分布,得出對應于電動汽車嘯叫顯著度的TNR數值范圍。最后總結了電驅動總成的NVH目標設定方法和建議。
展開 車輛在行駛過程中存在多種振動噪聲源,例如動力總成系統振動、氣動噪聲、路噪/胎噪等,噪聲源通過車身傳遞易引發方向盤抖振、后視鏡/座椅振動、座艙內部噪聲,較大影響終端用戶的視覺、觸覺、聽覺體驗。隨著噪聲環保法規、振動和噪聲標準、終端用戶聲學舒適性等要求的不斷提高,聲學設計仿真的重要性逐步凸顯。如何開展車輛部件級、子系統、整車的聲學設計,消除異常振動和異響,提升聲品質,進而實現個性化、品牌化聲學設計,是產品研制需要重點關注的問題。
北京經緯恒潤科技股份有限公司專注于車輛聲學設計仿真技術,圍繞車輛可能的噪聲源,開展環境噪聲模擬、車輛動力傳動系統噪聲模擬、座艙內飾聲學仿真等,獲得產品設計的聲學性能,提前識別設計缺陷并進行設計優化,減少物理樣機的迭代成本,提高設計的效率和品質。同時,結合振動/噪聲測試,獲得實際產品的聲場分布和噪聲源定位,與模擬仿真結合,提出結構聲品質改進的建議。
汽車座艙內飾降噪優化設計
建立汽車內飾件彈性多孔材料模型,開展車身結構與車內聲腔模態的耦合分析,研究形成胎噪的結構聲和空氣聲傳遞路徑,最終指導內飾材料和聲學包布置優化設計。
超聲波雷達電-力-聲耦合仿真
建立超聲波雷達內部結構電力耦合、聲振耦合的多場耦合模型,詳細分析超聲波發射與接收過程的多物理場影響因素,對超聲波雷達設計提供指導,同時能夠對超聲波在雷達內部多次反射造成的異常響應工況進行故障定位。
新能源電驅動系統噪聲仿真模擬
針對新能源汽車中變頻電機的電流諧波和電磁諧波引發的高頻噪聲,對電機輻射噪聲、變速箱傳動輻射噪聲進行仿真、評估及優化,為新能源電驅動系統聲品質的提高提供依據。
展開 最快的途徑是準備一組(物理樣車)車輛的風噪和胎噪數據集,數據需要使用雙耳麥克風或人工頭采集,以用于對標、主觀評價或目標聲音設置等。采集到的加速數據可在模擬駕駛過程中用于振動回放。動力總成振動和噪聲特征可以通過在轉轂上精準地采集實車典型的駕駛工況數據獲得,如10~12個載荷下的升轉速工況。如果需要,可以使用工況傳遞路徑分析(OTPA)[1] 分離胎噪和風噪,這需要在路試時使用額外的傳感器。NVH模擬器根據這些測量數據創建數據集,不僅可以在虛擬駕駛時復現,而且在根據駕駛工況實時擬合聲音時,聽不到任何過渡聲或偽影。
圖3:根據應用及開發階段的不同,NVH模擬器可以使用不同的數據
基于詳細測量數據的傳遞路徑分析(TPA)模型可讓我們在零部件或路徑級別的對噪聲的傳播有更深入的了解[2]。有此模型,NVH模擬器能提供巨大的附加值,它能幫助所有參與者以互動的方式全方位體驗復雜的TPA分析結果。
有了這些,客戶可以評估“假設”場景,并快速確定最有可能有效改善噪聲問題的關鍵路徑,例如,傳遞27階的變速箱懸置,見圖 4。此外,即使在開發的早期階段,僅在測試臺上運行的動力總成也可以使用TPA虛擬裝配到整車上[3]。來自發動機臺架的數據,可以與胎噪和風噪聲一起,在NVH模擬器中使用實時TPA進行體驗。
圖4:在駕駛模擬器中,可以在駕駛過程中使用目標濾波器進行虛擬修改并檢查效果
NVH 模擬器還可以充當測試和 CAE 仿真之間的橋梁。
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胎噪的最新內容
? 車內噪聲分離
問題舉例:高速行駛時車內噪聲混雜胎噪、風噪、發動機噪聲,無法定位主要噪聲源頭。
解決思路:用空氣聲TPA分離胎噪(輪胎接地輻射)與風噪(車身表面氣流輻射)的貢獻,若胎噪貢獻占比60%,可針對性優化輪胎花紋或輪拱隔音。
環境艙能夠模擬車輛在不同路況和速度下的行駛狀態,通過專業設備測量車內噪音水平,分析噪音來源,如發動機噪音、風噪、胎噪等,為優化車輛的隔音降噪設計提供依據;測試車輛的振動情況,檢查懸掛系統、座椅等部件的減震效果,確保車輛在行駛過程中保持平穩舒適,提升駕乘體驗。
整車性能測試在環境艙中涵蓋了溫度、濕度、氣候、動力、排放、噪音振動等多個方面的內容。
最快的途徑是準備一組(物理樣車)車輛的風噪和胎噪數據集,數據需要使用雙耳麥克風或人工頭采集,以用于對標、主觀評價或目標聲音設置等。采集到的加速數據可在模擬駕駛過程中用于振動回放。動力總成振動和噪聲特征可以通過在轉轂上精準地采集實車典型的駕駛工況數據獲得,如10~12個載荷下的升轉速工況。如果需要,可以使用工況傳遞路徑分析(OTPA)[1] 分離胎噪和風噪,這需要在路試時使用額外的傳感器。
行 業 挑 戰
電動汽車在中速或高速行駛時,聽到的外部噪聲僅由風阻或胎噪產生。
其中采集過程涉及不同車型的噪聲數據采集、不同車速引起的胎噪、不同場景環境下的噪聲、不同背景噪聲數據采集等幾方面。對于采集數據庫而言,則需要保證在從冷啟動、地上怠速、地下停車場怠速等不同場景下對于車窗開關及多媒體開關的不同響應。
以某混合動力車型為例,其運行工況如圖1 所示:
在定置工況下,發動機熄火狀態主要關注的是電動空調的噪聲水平,發動機怠速狀態下發動機噪聲水平及充電狀態下發動機噪聲水平與電機及其齒輪的噪聲水平顯得尤為重要,發動機的啟停沖擊水平也同樣是定置工況下的重要關注點;行駛工況主要分為加速、勻速及減速工況,加速工況主要是純電工況下電機及齒輪嘯叫噪聲,混動模式下發動機、電機及齒輪噪聲,勻速主要關注的是風噪、路噪及胎噪
星閃技術可以提供20微秒的低時延傳輸以及微秒級的精確同步,可以有效地支撐分布式主動降噪,針對路噪、胎噪、風噪和發動機噪聲進行有效抑制,同時可以支持數十個音響和麥克風的靈活部署,實現環繞聲場的精確控制以及分布式定向拾音,真正地打造沉浸式的影音體驗,讓駕乘人員體會到清音如水。
2、無線交互投屏
該應用可以把座艙打造成車主的私人影院。
我清晰地記得,兩輛車動力系統的噪聲與振動幾乎如出一轍,反而是風噪、胎噪影響程度更大。由于差別甚微,甚至連拍攝的動作和噪聲,對整車振動和噪音的影響結果都無法忽視。
另一方面,我們欣喜于豐田TNGA 1.5L Dynamic Force發動機的表現。這意味著原先一部分觀點所擔心的“橡膠緩沖件老化會拖累NVH表現”,其實只是虛驚一場。
面向高端消費者的產品中,一般可以在輪胎內側加入了吸音棉,吸音材料填充在輪胎的空腔內,可以用來優化車輛行駛起來的胎噪。吸音棉細密的空隙結構就像可以有效的降低聲波在經過它們時的能量。
產品內飾上也能應用可控流阻吸聲材料,這種能夠調整吸聲系數的吸音棉,在一定程度上改善吸音棉只能吸收高頻噪聲的局限性。
針對電動汽車NVH的獨有的問題,需要解決電機嘯叫的噪音。
在業界看來,提升隔音效果的方式有三種:一是優化車身結構,降低風阻,減少噪音源;二是采用隔音玻璃、增加隔音棉用量,降低傳進車內的噪音量;三是配備節能靜音輪胎,降低胎噪。
值得一提的是,上述三種方式長安歐尚X7PLUS均有采用。