NVH:汽车的高端性能如何做?

原创 汽车电子设计 2024-07-27 08:30

芝能科技出品


在汽车工业中,NVH(Noise, Vibration, and Harshness)技术是一个高端领域,其复杂性和重要性远超一般人的想象。


NVH不仅是汽车制造商提高产品质量的重要指标,也是消费者在购车时越来越关注的一个方面。NVH技术不仅仅是简单的隔音棉能解决的问题,而是一个涉及众多零部件、广泛场景的系统工程。





01



NVH的基础和难点



● NVH是指汽车在行驶过程中产生的噪声、振动和声振粗糙度。具体来说,噪声是指空气中的声波振动传到耳朵,振动是指物体的机械振动传到身体,声振粗糙度是指由于噪声和振动产生的主观不适感。这三者共同影响着驾驶体验的舒适度。


◎ 噪声:汽车噪声主要来源于发动机、轮胎与路面的摩擦、风噪等。不同车速下,噪声的主要来源也不同。例如,在低速行驶时,发动机噪声占主要部分;中速行驶时,路噪和胎噪增加;高速行驶时,风噪成为主要来源。

 振动:振动主要来源于发动机、悬挂系统和轮胎。发动机的运转产生机械振动,通过车架传递到车身。悬挂系统在通过不平路面时,振动会传递到车内。轮胎与路面的摩擦也会产生振动,影响行驶的平稳性。


 声振粗糙度声振粗糙度是主观感受的一个综合指标。即使噪声和振动的实际测量值不高,但如果频率和强度达到一定程度,仍会让人感到不适。这也是NVH研究中最难解决的部分,因为它涉及到人类主观感受的差异。


● NVH的技术难点:NVH技术的难度在于其系统性和综合性。根据统计,一辆汽车有超过30%的零部件与NVH性能相关,这意味着在开发过程中,必须考虑众多因素和场景。


● 多样的噪声源:NVH涉及的噪声源非常多,包括发动机噪声、传动系统噪声、路噪、胎噪、风噪等。这些噪声源不仅在不同车速下有不同表现,而且它们之间还会相互影响。例如,风噪和胎噪在高速行驶时相互叠加,会使整体噪声水平提高。



● 复杂的振动路径:振动的传递路径非常复杂。发动机的振动通过发动机悬置传递到车架,再通过车架传递到车身。悬挂系统的振动通过弹簧和减震器传递到车身。要有效隔离这些振动,需要在设计和材料上做大量的优化。


每个人的听力和身体感受不同,敏感的人会察觉到一般人感觉不到的噪音。这就要求在NVH开发过程中,既要依靠客观的测量数据,又要考虑主观的感受测试。这增加了开发的难度和复杂性。



02



顶级豪车的NVH技术



为什么顶级豪车花费重金去宣传静谧性,而不是百公里加速、极速等指标?


在1959年,奥美创始人大卫·奥格威为劳斯莱斯撰写了一句著名的广告语:“在60英里的时速下,这辆最新款劳斯莱斯车内最大的噪音来自于电子钟。”这句话充分体现了顶级豪车对静谧性的追求。安静的驾驶体验是一种奢华的体验。



顶级豪车通过先进的NVH技术,为用户提供了一个远离外界喧嚣的静谧空间。


这种体验不仅提升了驾驶的舒适度,也增加了车辆的档次感。顶级豪车的NVH系统非常复杂。以劳斯莱斯为例,其车身采用了大量的隔音材料,发动机和传动系统经过精心调校,悬挂系统也使用了高端的减振技术。这些技术共同作用,确保了车内的静谧性。



在中国,理想汽车是首个专攻NVH的品牌。今年上市的理想MEGA在NVH表现上取得了突破,在第三方测评平台郑博士巴顿的NVH静谧性榜单中,理想MEGA在40km/h、80km/h、120km/h时速下均夺得第一名,超过许多百万级豪华车型。理想ONE作为理想汽车的第一款车型,在市场上取得了不错的成绩,但在NVH方面表现一般。


在郑博士巴顿的榜单中,理想ONE在40km/h排名第15位,80km/h排名第22位,120km/h排名第29位。


这让理想团队感到遗憾,成为了他们在NVH领域努力突破的动力。在理想L9的开发过程中,理想团队花费了大量精力优化NVH性能。



例如,在增程系统的开发中,团队花了整整半年的时间优化结构噪声,通过改进隔振垫和支架,最终达到了高于行业标准的NVH性能。


在理想L9开发的最后阶段,李想发现L9在粗糙沥青路上的路噪非常明显,不如宝马X7沉稳。经过两周的密集测试和优化,团队最终采用谐振块解决了这个问题。


尽管谐振块的位置显眼,可能会引发舆论压力,但李想坚持要解决这个问题,确保L9在NVH上的表现。理想汽车在NVH开发过程中,不仅从发动机、悬挂等大部件入手,还关注到一些细微的影响因素。例如,路上弹起的石头对车底的撞击声,团队通过在车底加涂层,测试石子撞击的位置,最终优化了车底护板和轮罩,解决了这一问题。


理想团队在开发过程中注重每一个细节。例如,发现停车场的小石子撞击车底的声音后,通过涂层测试找出了撞击最密集的位置,并进行了优化。这些细节的处理,体现了理想团队对NVH技术的执着追求。


随着汽车工业的发展,NVH技术将继续进步。未来的NVH技术不仅会在材料和设计上有所突破,还会结合智能化技术,通过实时监测和调整,进一步提升车内的静谧性和舒适度。


未来的汽车将越来越多地应用智能化技术。例如,通过传感器实时监测车内噪声和振动,自动调整悬挂系统和音响系统,优化NVH性能。这将使车内环境更加舒适,驾驶体验更加愉悦。


新材料的应用也是NVH技术的一个重要方向。例如,轻量化的高强度材料不仅能减少车重,提高燃效,还能有效隔离噪声和振动。未来,随着材料科学的进步,将有更多高性能材料应用到汽车NVH系统中。



小结



NVH技术是汽车制造中的高端领域,其复杂性和重要性不言而喻。理想汽车通过不断的努力和技术创新,在NVH性能上实现了突破,为用户提供了更安静、更舒适的驾驶体验。


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