为啥自主品牌都喜欢把NVH实验室拿来吹
缘何如此?
通常定义的NVH,是指Noise噪声、Vibration振动和Harshness声振粗糙度,NVH静音工程的目标主要也是降低噪音和异响。为助于理解,且看可能发生的以下对话:
车型开发总工:急加速后车顶传来呼呼声……
NVH部门:后箱天窗排水孔加了个泡棉……;
车型开发总工:后门关门之后会有一个轻微的嗡一下
NVH部门:解决方案是把一个后箱钣金的金属挂钩Tab弯折成和车身垂直;
车型开发总工:转速3000速度60,方向盘高频振动,你们分析一下原因,然后出一个方案……
车型开发总工:颠簸路况下底盘后部有异响,找出噪声源,然后拿整改方案出来……
NVH部门:……
所以,NVH是与车辆声音品质相对应的,它给汽车用户的感受是最直接和最表面的。5年前是否普遍觉得自主品牌的车很LOW?造成这种LOW感觉的最主要原因有两个:一个是材料在视觉上的不高级,另一个就是NVH水准很差。且事实上NVH所决定的不止如此,有统计资料显示,约有1/3的整车故障问题和车辆的NVH问题有关系。也就是说,1/3左右的车辆故障问题,都可以通过听觉来察觉,因此,车辆声音品质不仅关乎驾乘感受,更是衡量整车品质的重要指标。
所以,自主品牌从低质量的仿造阶段向高质量的正向开发制造阶段过渡,NVH是必须要夯实基础并逐渐加强功力的。而基础的基础,就是要烧NVH的相关实验室了。
通常来讲,车企如想完整的做好NVH的相关实验,需要配备一系列的有关于“声音”的实验室,例如全消混响试验室、四轮转鼓半消声试验室、整车振动异响实验室、动力总成半消音室、听音室、模态实验室和密封试验室等。这些实验室规模不等,总体耗资巨大。刨除土地、房屋成本,以驾仕派近期参观的上汽NVH实验基地为例,近10个大大小小的实验室,真金白银交给供应商的就要上亿。国内长安、奇瑞等企业的NVH实验室,耗资亦要达到这个水平。
而这些实验室,是怎样起到提升车辆NVH水平作用的呢?我们不妨拿出两个来讲。
全消混响试验室
全消混响试验室是由两个房间组成,一个是全消声室,进去以后音量被吸收的厉害,两人如果背靠背讲话甚至都很难听清对方,而另一个混响室,进去后声音被反响和放大开来,讲话的效果就像自带扩音器一般。
前者的“静”是怎样实现的?1米多厚的大门,纵横交错的条状物、凌空而建的钢丝网以及网下的“暗桩”,构成了安静的条件。它主要的功能就是测试电机、喇叭等汽车零部件的声功率。条状物叫尖劈,能有效地吸收所有入射声音。为了提高消声室对固体声和空气声的隔声效果,整个房间还采取了与原有建筑完全分离的“房中房”式隔声结构,这样层层“包裹”之下,整个消声室的本底噪声只有8.2分贝,在不动不说的状态下,自己心跳声也听得清清楚楚,独自一人呆在这样的空间里是会产生恐慌感的,好莱坞大片中情报部门搞审讯的房间,一般就会以类似的静音科技来增加被审讯人员的心理压力。
而在全消声室的隔壁是混响室,它可以测试材料的吸声系数和整车隔声量。混响室的整体浇注成型的不规则形状,其中两面墙是由一根根形状不一的圆柱体组成,顶部是五颜六色并有一定弧面的亚克力,并且六个面的表面都是光滑的。这种构造有点像剧院的设计,能充分反射声能,并能使其在房间中充分扩散。上汽这个混响室容积达到304.7立方米,是目前国内唯一一个能开展整车级隔声试验的混响室。
以实验室助力研发的首批车型荣威RX5为例,在看不到的地方,比如仪表台、立柱、饰板等背面都布置了吸音棉,这些看不到的吸音棉都是在这个试验室进行的对比测试。
四轮转鼓半消声试验室
NVH的系列实验室中,体积最大、难度最大、材料最多的四轮转鼓半消声试验室是一般来讲是耗资最高的。
四轮转鼓半消声试验室主要用于车辆加速行驶时车外噪音的测量、排气系统噪音测试及优化设计、动力传动系统的噪音测试与分析、车内噪音分析优化以及声音品质测试等。说通俗些就是,在这个实验室里,整车跑在能转动的“空桶”上,可以模拟实际的行驶,实验人员可以通过在车上放带有传感器的假人、在车身四周安放声音传感器等方式,去测量各种形势速度下的噪音和振动频率等数据。
走进上汽的这个试验室,门上方很熟悉的LOGO——IAC Acoustics负责建造的,总投资超过1.2亿元,驾仕派此前在国内参观的多个实验亦是这家企业打造的。这也意味着,车企做NVH实验室,实验室本身是不存在什么技术突破的,花钱买就是了。而重要的是,怎样在车辆开发过程中用好实验室。
半消声室中有一台四电机独立控制的转鼓系统,可以对前驱、后驱以及四驱车进行测试。据工程师介绍,荣威RX5在这台转鼓上,最高能以250km/h的速度运行,基本模拟到了日后实车在所有路况下的行驶速度。
在这个实验室,也是力求除了车辆的声音以外不要听到其它声音的。所以,第一个是转鼓要安静,100公里/小时的时速下,转鼓运行噪声很低,能让实验室像凌晨的住宅小区一样安静。第二个,整间试验室2300多吨的重量是端坐在粗细不等的弹簧之上的,这样做能够消除大地振动对试验室的影响。所以,再结合墙面、屋顶的消音材料,基本上采集的声音就都是测试测量所发出的声音了。
在工程师眼中,噪声和振动既是门车身到处都会出莫名其妙问题的玄学,又是门能征服的科学。
以打棒球和发动机安置的关系为例。球棒的击球点很重要,太靠上或太靠下,手都会被震痛,而球棒上刚好有一个点,即让你击球时不痛,又会使球被打得最远。可以类比的是,车辆的发动机其实是悬置在车身上的,通过两个连接轴和车架相连,而这个连接轴要放在哪个点上,就和棒球的击球点很类似,放对了,那发动机的振动就会把对车身的振动影响降到最低,反之要是放得不好,那传导到车架上的振动简直就是灾难。
所以,在曾经没有高质量的NVH实验室时,自主品牌仿造和研发车辆是相当难的,又费功夫,又搞不好。而通过汽车行业的黄金十年,国内很多企业都具备了烧钱的实力,也有了造精品的信念和战略眼光,所以最近几年各家企业都在NVH上开始烧钱。而究竟烧了多少钱,一个亿么?恐怕远不止。
其实近期网上传的所谓“RX5在静音方面花了1个亿”,在严格意义上说是不大准确的。第一层,如果说一个亿是造实验室,那一个亿是说多了,上汽的10个NVH实验室不止是给RX5用的,未来的荣威车型都会用。而第二层,1个亿其实是说少了,在车辆的开发过程中,NVH是一个噪音振动部门与其它研发部门不断合作与角力的过程,因为噪音控制的需要,实验需要反反复复,材料的更换与设计更改也是不断的进行、不断的推倒重来,所以于软件、、于人、于材料上的经费投入,甚至是远高于实验室硬件本身的。所以说RX5用在消音和消除振动的钱,怕还远不止是1个亿。
说到这里可以回归主题了,为什么自主品牌喜欢把NVH实验室拿出来吹,尤其是喜欢请媒体参观最高大上、最洋气的转鼓半消声试验室?
就是因为NVH实验室是车辆研发的重要保障,NVH水平决定车辆的实际水平。以前,自主品牌烧不起这个钱,而现在,烧NVH这个曾经的造车梦已可以实现,把高水准的NVH实验室拿出来吹,基本就是给大家说,我这个车基本品质是相当有保证的,是相当有说服力的。
而从营销上来看,驾仕派在与上汽市场营销团队的小伙伴沟通中发现,RX5正在铺开的营销战,难免有所盯着吉利博越。而我们剖析博越为什么火爆?不难观察到让消费者很买账的理由之一是,博越的产品层面和营销层面都很成功的定调了“比肩合资的基础素质+ACC、AEB的诱人之处”。而再看荣威RX5呢,与阿里合作的车载多媒体层面很可能会成为类似于ACC、AEB这样的诱人之点,而基础素质方面,此次专门把NVH作为一个单项拿出来吹,难道不是力图彰显RX5的基础素质么?
NVH
NVH是三个英文单词的缩写,即Noise(噪声)、Vibration(振动)和Harshness(声振粗糙度,也可以通俗地理解为不平顺性)。由于以上三者在汽车等机械振动中是同时出现且密不可分,因此常把它们放在一起进行研究。简单地讲,乘员在汽车中的一切触觉和听觉感受都属于NVH研究的范畴,此外还包括汽车零部件由于振动引起的强度和寿命等问题。
车辆的噪声源主要包括:发动机,排气系统,高速行驶时的风噪声、轮胎噪声、以及其它任何运动的部件都有可能发出噪声。车辆的振动源主要包括:发动机,传动系统,不平的路面等。由于声音是由物体振动产生的,所以噪音和振动往往不是单独出现的。从NVH的观点来看,汽车是一个由激励源(产生噪音与震动的源头,如发动机、变速器等)、振动传递器(由悬挂系统和边接件组成)和噪声发射器(车身)组成的系统。汽车NVH特性的研究应该是以整车作为研究对象的,但由于汽车系统极为复杂,因此常将它分解成几个子系统进行研究,如底盘子系统(主要包括前/后悬架系统)、车身子系统等,也可以研究某一个激励源产生的或某一工况下的NVH特性。
当然,对于NVH的概念和标准不能“一刀切”。比如购买家用车或者豪华轿车的消费者通常希望车辆在行驶中车厢内能够尽量安静,振动较小,同时运转平顺;但对于高性能车款甚至是超级跑车的消费者而言,洪亮的排气声浪、铿锵顿挫的换挡感受以及直接传入车内的路面颠簸在很多人眼中都变成了“驾驶乐趣”。
详细说明
1.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。声振粗糙度又可称为不平顺性或冲击特性,与振动和噪声的瞬态性质有关,描述了人体对振动和噪声的主观感受,不能直接用客观测量方法来度量。乘员在汽车中的舒适性感受以及由于振动引起的汽车零部件强度和寿命问题都属于NVH的研究范畴。从NVH的观点来看,汽车是一个由激励源( 发动机、变速器等)、振动传递器(由悬架系统和连接件组成)和噪声发射器(车身)组成的系统。汽车NVH特性的研究应该以整车作为研究对象, 但由于汽车系统极为复杂,因此,经常将它分解成多个子系统进行研究,如发动机子系统(包括动力传动系统)、底盘子系统(主要包括悬架系统)、车身子系统等。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5.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。
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