噪声、振动与舒适性

噪声、振动与舒适性,是衡量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。业界将噪声、振动与舒适性的英文缩写为NVH(Noise、Vibration、Harshness),统称为车辆的NVH问题,它是国际汽车业各大整车制造企业和零部件企业关注的问题之一。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。

对于汽车而言,NVH问题是处处存在的,根据问题产生的来源又可分为发动机NVH、车身NVH和底盘NVH三大部分,进一步还可细分为空气动力NVH、空调系统NVH、道路行驶NVH、制动系统NVH等等。

NVH问题是系统性的。例如有些轿车行驶时车厢噪声大,查源头在发动机,那么这一个噪声问题可能就涉及到三个部分,一个是发动本身的噪声大,一个是发动机悬置部件减振效果差,一个是车厢前围和地板隔音技术不好,是一个互相关连的系统问题。当遇到车厢噪声大时,人们一般考虑加强车厢隔音技术和材料,而对真正的噪声发生源-发动机则是无能为力,这只能是“亡羊补牢”,无法从根本上解决问题。但如果运用NVH解决方案,就会涉及发动机、悬置及车架等,从根本上减少噪声产生的来源。因此,NVH问题实质是汽车设计中要解决的问题,而不是汽车进入市场后要解决的问题。

汽车的发动机和车身都通过弹性元件支承在车桥和轮胎上,构成一个弹性振动系统,整个系统按照各总成部件又分成多个“弹性振动子系统”。当汽车因路面凸凹不平、发动机及传动系抖动或车轮不平衡而受激振动时,各“弹性振动子系统”发生振动且互相关联。振动是噪声产生的根源之一,行驶时振动大的车辆往往噪声也大。因此,从汽车NVH问题的角度看,解决噪声不能头痛治头,脚痛治脚,而应该考虑到整车其他方面的问题,例如要考虑到车身、发动机、轮胎、弹性支承等诸方面。

汽车NVH问题也涉及到零部件生产企业。近年随着专业化分工,整车制造企业已经逐渐将大部分零部件交给零部件生产企业来做。盛行的“模块化”生产方式把汽车装配生产线上的部分装配劳动转移到装配生产线以外的地方去进行。这样,零部件生产企业必然遇到NVH问题。设计者考虑的问题也不单纯是零部件的本身,而是零部件与零部件之间,零部件与整车之间的关系。例如在解决发动机NVH问题时,CooperStandard发动机公司为了获得更好的降噪效果,对发动机做降噪处理外,还对车辆的发动舱、车厢内部设计结构都进行了声学研究,以求最好的解决方案。轮胎也是噪声的主要来源之一,一些厂商除选用低噪声轮胎外,对车轮罩衬垫进行声学特性设计,使其起阻隔噪声的作用。

现在的汽车设计依赖计算机设计软件的辅助,汽车降噪减振设计也是如此。在开发过程中,设计者从电脑调出材料并进行模拟测试,再与样车测试对比,最后决定是否正式生产,节省了时间、人力和财力。目前国外巳有用于研究汽车噪声与振动的软件工具,帮助设计者识别、隔离和排除可能的噪声源。

车汇通
2003年9月27日