噪聲振動(dòng)控制和NVH性能在汽車的開發(fā)

【摘要】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，汽車已走進(jìn)人們的生活，逐漸變成人們生活中必不可少的一部分。如今，汽車性能改進(jìn)、提高的開發(fā)已成為汽車領(lǐng)域研究的主旋律，其中NVH為主要研究方向。本文主要針對(duì)汽車行駛過(guò)程中的噪聲、振動(dòng)和NVH性能進(jìn)行研究，闡述噪聲、振動(dòng)產(chǎn)生的原因和控制方法，以及NVH性能對(duì)汽車開發(fā)的具體影響。

【關(guān)鍵字】噪聲振動(dòng) 控制 NVH性能 汽車開發(fā)

引言

眾所周知，NVH是評(píng)價(jià)汽車性能的重要指標(biāo)之一，其是指Noise（噪聲）、Vibration（振動(dòng)）、Harshness（聲振粗糙度）。聲振粗糙度具體是指噪聲和振動(dòng)的品質(zhì)，用來(lái)描述人對(duì)聲音的主觀感覺(jué)程度。由于聲音粗糙度時(shí)常給人帶來(lái)不舒服的感覺(jué)，會(huì)有一定的沖擊感受，因此其也被稱之為沖擊特性。

隨著人們生活質(zhì)量的提高，人們對(duì)于汽車乘坐的舒適性的要求，也變得越來(lái)越高。在當(dāng)下，汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)十分激烈，如何改善汽車質(zhì)量、降低成本價(jià)格，提高NVH性能，已成為商家的重大賣點(diǎn)，而且NVH性能的好壞直接影響汽車的整體性能。因此，要想從根本上改善目前汽車領(lǐng)域的狀態(tài)，解決汽車乘坐舒適性的問(wèn)題，首先需要關(guān)注的問(wèn)題就是汽車振動(dòng)和噪聲。

1.汽車的噪聲控制

1.1車內(nèi)噪聲

所謂車內(nèi)的噪聲，主要是指發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲。解決這一問(wèn)題的主要辦法涉及到各個(gè)方面的技術(shù)問(wèn)題，其中就包括發(fā)動(dòng)機(jī)的材料、結(jié)構(gòu)，工藝等。據(jù)科學(xué)研究表明：聲源控制是解決機(jī)械類噪聲的根本方法，其主要方法是隔聲、消聲、隔振等，通過(guò)選取合適的材料，達(dá)到降低噪聲的目的。因此，對(duì)于由發(fā)動(dòng)機(jī)引起的噪聲問(wèn)題，常用的解決方法有：在發(fā)動(dòng)機(jī)和水固定架上安裝一定程度的減振設(shè)備，使機(jī)械能以熱能的形式消耗；發(fā)動(dòng)機(jī)艙的內(nèi)部應(yīng)盡量減少凹凸不平，采用合適的材料對(duì)車身上的所有骨架采取封閉措施，以避免有液體滲漏，加大車內(nèi)噪聲。

1.2輪胎噪聲

輪胎噪聲主要是由于輪胎和地面的摩擦引起的，是導(dǎo)致底盤噪聲的重要因素。實(shí)踐表明：在比較干燥的路面上行駛，當(dāng)車速達(dá)到100公里/小時(shí)，輪胎的噪音將蓋過(guò)所有噪音，變?yōu)橹饕胍魜?lái)源。而在濕路面上，即便車速較慢，輪胎摩擦地面帶來(lái)的噪音都將成為主要噪聲源頭。據(jù)此，輪胎噪音可大致分為三部分：一是輪胎四周空氣和輪胎花紋縫隙空氣噪音，二是輪胎和花紋帶來(lái)的部分振動(dòng)引起的震動(dòng)噪音，三是路面不平帶來(lái)的路面噪音。由此看來(lái)，解決輪胎噪聲主要方法有：改善輪胎的形狀，改變輪胎橡膠的材質(zhì)，提高路面行駛狀況，阻隔輪胎噪音向駕駛室傳播。

1.3降低燃燒噪聲

所謂燃燒噪聲，就是指柴油機(jī)在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的噪聲，其在汽車總體的噪聲中所占比例最大。對(duì)于燃燒噪聲來(lái)說(shuō)，其控制的根本方法在于縮短滯燃期，具體方法如下：一是利用隔熱活塞來(lái)提高燃燒室的溫度，縮短滯燃期，進(jìn)而控制汽車柴油機(jī)在燃燒時(shí)帶來(lái)的噪聲；二是廢氣循環(huán)，所謂廢氣循環(huán)就是將發(fā)動(dòng)機(jī)的產(chǎn)生的廢氣送回氣缸，循環(huán)利用，這樣有利于提高進(jìn)氣和燃燒的溫度，從而降低燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的噪聲；三是采用增壓技術(shù)，提高空氣充氣量，增加空氣壓力，減少滯燃期，在有利于助燃的同時(shí)，降低噪聲；四是對(duì)于燃燒室的設(shè)計(jì)和選擇，要遵循型號(hào)和尺寸相統(tǒng)一，減少燃燒室對(duì)噪音的影響；五是盡可能的減少供油提前角，不同的供油提前角，會(huì)影響著火遲期時(shí)情況燃料噴射量的，從而對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率、消耗以及噪聲都會(huì)產(chǎn)生一定的影響；六是利用雙彈簧噴嘴進(jìn)行預(yù)噴，其本質(zhì)在于一次性噴完的燃油分兩次進(jìn)行噴射，且第一次噴射較少，這樣就會(huì)在主噴前進(jìn)行點(diǎn)燃的預(yù)反應(yīng)，以此減少滯燃期內(nèi)可點(diǎn)燃的燃料，達(dá)到降低燃燒噪音的目的。

1.4其他噪聲

對(duì)于其他類型的噪聲，最有效、最可行的辦法就是控制噪聲的傳播途徑。機(jī)械類的噪聲主要是靠空氣和固體進(jìn)行傳播，尋找噪聲的源頭及傳播途徑，進(jìn)而采用適當(dāng)?shù)牟牧?，?yīng)用彈性連接，阻止聲音的傳播。

2.汽車的振動(dòng)控制

如果將汽車整體作為一個(gè)研究系統(tǒng)，那么汽車 本身就是個(gè)具有質(zhì)量、彈簧和阻尼的振動(dòng)系統(tǒng)。由于汽車各部分的的固有頻率不同，汽車在行駛過(guò)程中，汽車的車輪、發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)都會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，進(jìn)而影響駕駛員的舒服感，甚至將會(huì)縮短汽車的使用壽命。

對(duì)于汽車振動(dòng)來(lái)說(shuō)，其控制主要從汽車各個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上進(jìn)行。發(fā)送機(jī)的振動(dòng)控制主要利用隔離控制技術(shù)，即隔報(bào)技術(shù)。在發(fā)送機(jī)的設(shè)計(jì)上，要控制好發(fā)送機(jī)懸置的問(wèn)題，使懸置起到隔離作用。除此之外，在設(shè)置過(guò)程中，還應(yīng)注意在各種約束的條件下，發(fā)動(dòng)機(jī)缸體振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)耦合和頻率問(wèn)題，就可以優(yōu)化發(fā)送機(jī)的的懸置系統(tǒng)，從而起到隔振的作用。在氣門的設(shè)計(jì)中改善氣門的固有頻率，合理設(shè)計(jì)凸輪的形線，氣門彈簧，采用變?nèi)κ綇椈啥际强刂茪忾T振動(dòng)的有效措施。

3.汽車的NVH性能

NVH性能的提高主要可以從兩方面著手，即：樣車NVH開發(fā)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)、平衡的NVH開發(fā)。具體內(nèi)容如下：

（1）樣車NVH性能的提高有許多可以發(fā)揮的優(yōu)點(diǎn)，例如：技術(shù)人員可以進(jìn)行試駕、測(cè)試，對(duì)汽車的性能進(jìn)行中肯的評(píng)價(jià)，如果相關(guān)人員全部在場(chǎng)，就可以對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析、總結(jié)、研究，進(jìn)而解決問(wèn)題。但是此類開發(fā)手段解決的問(wèn)題有限，對(duì)于改善車型的問(wèn)題幫助不大。強(qiáng)硬的利用此開發(fā)方法進(jìn)行改進(jìn)車型，不僅浪費(fèi)巨大資金，而且后期產(chǎn)品無(wú)法上市。因此，該方法不適合開發(fā)新型車型。

（2）系統(tǒng)設(shè)計(jì)和平衡的開發(fā)可大致分為兩部分：一是先期的系統(tǒng)平衡設(shè)計(jì)，二是后期的系統(tǒng)精細(xì)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)評(píng)定。先期的系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括外形、內(nèi)部分布、車身、底盤以及汽車性能等方面。此過(guò)程主要負(fù)責(zé)性能的指標(biāo)的制定、檢驗(yàn)、分析等工作。中后期主要負(fù)責(zé)精細(xì)設(shè)計(jì)，根據(jù)客戶的需求，設(shè)計(jì)、改良出性價(jià)比高的、滿足市場(chǎng)需求的車型。

總之，汽車的NVH的性能對(duì)于商家和客戶都很有分析價(jià)值，是汽車研究和設(shè)計(jì)的重要組成部分，這就要求汽車的研究工作者不斷開發(fā)出可以滿足客戶要求的新車型。

4.結(jié)果

根據(jù)研究結(jié)果，汽車的性能受到噪聲、振動(dòng)以及NVH性能的影響，其控制方法不盡相同，但是這對(duì)于改善乘坐舒適度和保護(hù)環(huán)境都有很大幫助?？偠灾?，解決汽車噪聲、振動(dòng)以及NVH性能問(wèn)題，對(duì)于解決當(dāng)下我國(guó)汽車領(lǐng)域所面臨的問(wèn)題，有著重要的作用。

5.討論

長(zhǎng)期以來(lái)，發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)于汽車技術(shù)的研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于發(fā)展中國(guó)家。一些比較先進(jìn)的技術(shù)，發(fā)展國(guó)家只能高資引進(jìn)發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)，這就會(huì)導(dǎo)致發(fā)展中國(guó)家汽車領(lǐng)域較依賴于發(fā)達(dá)國(guó)家，沒(méi)有一定的創(chuàng)新性。但是相比于汽車減噪和汽車NVH性能的研究，發(fā)達(dá)國(guó)家也不具有優(yōu)勢(shì)，即：發(fā)達(dá)國(guó)家在汽車領(lǐng)域的NVH性能的研究也談不上精湛，甚至可以說(shuō)對(duì)于先進(jìn)技術(shù)和大量理論，仍然處于空白狀態(tài)。這就為發(fā)展中國(guó)家提高汽車領(lǐng)域技術(shù)的研究提供了發(fā)展方向。汽車領(lǐng)域的這種現(xiàn)狀，就要求像我國(guó)這樣的發(fā)展中國(guó)家，不斷跟蹤學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，努力實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新，力求能在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)自我突破，從而帶動(dòng)汽車領(lǐng)域NVH性能的整體發(fā)展，改善目前汽車領(lǐng)域的現(xiàn)狀。

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作者簡(jiǎn)介：

劉蕾（1982.5--），女，漢族，山東德州，講師，學(xué)士，主要從事汽車維修工程教育 。