試分析汽車NVH特性中的振動噪聲

熊毅

摘 要：NVH是指汽車的噪聲、振動與聲振粗糙度（Noise、Vibration、Harshness），是衡量汽車制造質(zhì)量的關(guān)鍵性指標(biāo)。筆者就汽車NVH特性中振動噪聲的來源進(jìn)行分析，并針對汽車NVH中的振動噪聲問題提出相應(yīng)的對策，旨在為我國汽車行業(yè)對該領(lǐng)域的研究提供參考和幫助。

關(guān)鍵詞：NVH；振動噪聲；產(chǎn)生原因；對策

隨著經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程的加快，人們的物質(zhì)生活水平和工資收入也不斷提升，私家車作為代步工具的使用已經(jīng)越來越頻繁。車輛的NVH問題成為整個汽車行業(yè)共同關(guān)注的“熱點”。據(jù)資料統(tǒng)計，汽車故障中有1/3的原因是車輛的NVH問題造成的，并且在NVH問題的解決上所耗費的資金占汽車制造總費用的20%。振動和噪聲的大小與汽車舒適度密不可分，汽車本身的性能及舒適度是人們購買的動機(jī)。因此，汽車NVH問題的解決對提高汽車安全、舒適度以及促進(jìn)汽車行業(yè)的發(fā)展上有著關(guān)鍵性的作用。

一、NVH特性中的振動噪聲的來源

（一）發(fā)動機(jī)影響。發(fā)動機(jī)作為汽車的動力來源，其進(jìn)氣噪聲和本體噪聲占據(jù)汽車噪聲的一半。在汽車行駛前，需要先進(jìn)行發(fā)動機(jī)的啟動，帶來汽車整體的振動，汽車進(jìn)、排氣以及氣軸的轉(zhuǎn)動所發(fā)出的振動和噪聲，都會給車主帶來舒適度上的影響。因此，在汽車控振和控噪上要著重考慮發(fā)動機(jī)的降噪減振問題。

（二）空氣動力影響。在汽車行駛過程中，車內(nèi)人員開關(guān)窗時，空氣通過車窗進(jìn)入車內(nèi)、氣流與車身產(chǎn)生渦流以及空氣與車身的摩擦都會引起振動和噪聲。車身的部分零件受到對流空氣作用時也會產(chǎn)生一定的振動和噪聲，尤其是汽車在高速公路上急速行駛時的空氣動力影響更甚。

（三）輪胎影響。輪胎是汽車運行的重要支撐，要使汽車安全且舒適的行駛，在輪胎的選用上就要十分注意。當(dāng)輪胎徑向的剛度有所變化，輪胎經(jīng)過長久使用防滑效果降低、汽車遇見事故急剎車以及輪的幾何中心與旋轉(zhuǎn)中心偏離時，就會產(chǎn)生振動和噪聲。

（四）路面情況影響。車輛行駛過程中，受路面情況的影響很大。輪胎與路面進(jìn)行直接接觸，車體受到懸掛系統(tǒng)的隔離。懸掛和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由于受到路面狀況差異的影響，在寬廣平坦的道路上振動噪聲小，駕駛員和乘客的舒適感強(qiáng)；而遇到?jīng)]有完全開發(fā)的山區(qū)或者是起伏較大的道路，駕駛員和乘客的舒適感弱。因此，汽車在設(shè)計中要注重對路面情況的考慮。

二、汽車NVH中振動噪聲問題的解決對策

（一）發(fā)動機(jī)方面。要使得發(fā)動機(jī)的聲音和振幅較小，可以從以下幾個方面進(jìn)行考慮：第一，對發(fā)動機(jī)內(nèi)部燃燒過程進(jìn)行改動，降低燃燒時產(chǎn)生的沖擊；第二，針對沖擊后產(chǎn)生的激后力對車身的振動影響進(jìn)行降振處理；第三，減小由活塞上下運動和曲軸轉(zhuǎn)動引起的不平衡。不斷改進(jìn)懸置、平衡技術(shù)和利用隔音材料等方法降低車身受發(fā)動機(jī)影響而產(chǎn)生的振動和噪聲。同時在進(jìn)排氣的處理上可以采用消聲器進(jìn)行降噪，提高仿真計算的精度，在保證排期通暢的條件下對噪聲進(jìn)行改善。還可以在排氣口增加振動源，促使排氣口實現(xiàn)自主減振降噪，以達(dá)到進(jìn)一步解決汽車NVH中振動噪聲問題的作用，為我國在處理NVH問題上的研究起到促進(jìn)作用。

（二）空氣動力方面。針對車身周圍氣流分離對氣壓產(chǎn)生影響而出現(xiàn)的風(fēng)噪聲以及氣流與車身產(chǎn)生渦流而出現(xiàn)的風(fēng)漏聲現(xiàn)象，可以在車窗、車門以及發(fā)動機(jī)引擎蓋附近粘上密封條或者放置吸聲棉，對車身選用隔音材料進(jìn)行制造，這可以有效減輕因空氣動力的影響而產(chǎn)生的振動噪聲，提高駕駛員和乘客在車內(nèi)的舒適感受。

（三）輪胎降噪方面。輪胎降噪方面可以從以下幾個方面進(jìn)行思考：（1）適當(dāng)增大輪胎徑向的剛性，對花紋溝邊緣部位進(jìn)行流線形處理，這對輪胎的使用壽命和與路面摩擦產(chǎn)生的振動噪聲的減小起到了積極作用；（2）在輪胎內(nèi)腔設(shè)置副氣室，并且將其完全封閉，以便其吸收輪胎與空氣的共鳴聲；（3）在輪胎中充入氮氣，氮氣有利于輪胎使用穩(wěn)定性的保持，降低油耗，提高行駛中的安全性和輪胎防爆，對駕車舒適性產(chǎn)生良好的影響。同時在輪胎的選用上可以選擇圓度和同心度好的輪胎，這對減少輪胎幾何中心與旋轉(zhuǎn)中心偏離現(xiàn)象的產(chǎn)生有積極作用。提高行駛中的安全性、穩(wěn)定性和舒適性，從而提高顧客的購車欲望，促進(jìn)汽車行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

（四）路面情況方面。對于路面情況，這是一個不可控制的問題，不同區(qū)域的路面情況受到自然地理情況、天氣狀況、人為因素的影響而各有差異。例如，在冬天北方地區(qū)會大面積降雪，路面結(jié)冰，開車出行極易產(chǎn)生輪胎側(cè)滑，發(fā)生翻車、追尾等交通事故。在這種情況下，車輪與路面產(chǎn)生摩擦，尤其是急剎車時摩擦力度加大，輪胎受到的氣壓增加，就會發(fā)出刺耳的噪聲，車身也會根據(jù)當(dāng)時的狀況有不同幅度的振動。針對路面情況，就需要車主在出行前制定好出行路線，盡量選擇寬廣平坦的路面行駛，提高出行安全和汽車使用時的舒適度。同時廠家在對車身進(jìn)行設(shè)計和制造時，要注意考慮使用群體的因素，針對不同的使用人群設(shè)計不同類型的汽車，為顧客提供多方面的選擇。例如，對于上班族，大多數(shù)城市道路都相對平坦，路面狀況良好，可以為其推薦經(jīng)濟(jì)適用型的汽車，即油耗少、排量低、輕巧便捷型轎車；而對于經(jīng)常進(jìn)行戶外活動的顧客，可以為其推薦底盤高、排量大、車身重而扎實的山地車。這可以有效減輕汽車行駛時出現(xiàn)的振動和噪聲，同時對汽車行業(yè)的發(fā)展帶來良好的促進(jìn)作用。

三、結(jié)語

汽車NVH問題一直以來都受到汽車行業(yè)高度重視，發(fā)達(dá)國家的科技和經(jīng)濟(jì)水平相對較高，對這方面的研究積累了豐富的經(jīng)驗，也有了一定的成果。我國現(xiàn)階段仍處于發(fā)展中國家，在汽車NVH領(lǐng)域的理論和經(jīng)驗不足，應(yīng)多借鑒國外的科研成果，加強(qiáng)我國解決NVH問題的能力，不斷研究創(chuàng)新，從而帶動我國汽車行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，提高市場競爭力。

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