車輛NVH特性在改進汽車乘坐舒適性中的應(yīng)用

李 晗

（遼寧省交通高等?？茖W校，遼寧 沈陽 110122）

車輛在使用過程中出現(xiàn)的三分之一問題都與車輛的NVH有關(guān)，因此車輛NVH特性不但僅影響著車輛的乘坐舒適性，同時也決定著車輛的性能品質(zhì)。根據(jù)車輛NVH問題的系統(tǒng)性，可以按照問題的來源把車輛NVH歸結(jié)為發(fā)動機NVH、車身NVH和底盤NVH三大種類，如果再細化，可以發(fā)現(xiàn)在空氣動力、空調(diào)系統(tǒng)、道路行駛、制動系統(tǒng)等多個方面也存在NVH問題。可以說，NVH的研究范疇很廣，無論是汽車零部件強度和壽命，還是車輛的乘坐舒適性，都屬于這一研究范疇。從NVH的角度來看，由千萬個零部件組合在一起、相互配合工作，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、控制精準的汽車包含了噪聲振動源（發(fā)動機、變速器等）、噪聲振動傳遞裝置（懸架系統(tǒng)及連接件等）和噪聲發(fā)射器（車身）。因此從車輛的NVH特性方面研究提高乘坐舒適性的方法，就必須針對噪聲振動的源頭、噪聲振動的傳遞及噪聲振動的吸收3個方面分析。

1 車輛的NVH特性

NVH是三個英文單詞的縮寫，即Noise（噪聲），是很多消費者關(guān)注的一項指標，在進行新車測試時，使用噪聲儀測試車輛在不同工況下的噪音，通過這項測試可以反映出車輛整車NVH的匹配程度；Vibration（振動），過多的振動可以導(dǎo)致人們的煩躁，通常噪音的激勵源也是振動的激勵源；Harshness（聲振粗糙度），指噪聲和振動的程度，由于振動和噪聲會使車輛乘坐者有不舒服的感覺及使人產(chǎn)生極不舒適的瞬態(tài)響應(yīng)，因此聲振粗糙度也被稱為不平順性和沖擊特性。

噪聲、震動及聲振粗超度在汽車的使用中往往是同時出現(xiàn)的，且聯(lián)系緊密，因此通常把這三個問題放在一起進行研究。在研究過程中，首先要利用CAE（Computer Aided Engineering）技術(shù)建立汽車動力學模型，常用的較成熟理論方法有多體系統(tǒng)動力學方法、有限元方法、邊界元方法和統(tǒng)計能量分析方法。

2 優(yōu)化車輛NVH、提升車輛乘坐舒適性的手段

車輛的振動和噪聲的種類有很多，如發(fā)動機抖動與噪聲、底盤各部件在車輛行駛過程中產(chǎn)生的振動與噪聲以及車身零件之間產(chǎn)生的振動與噪聲，同時汽車內(nèi)飾件、汽車座椅等在設(shè)計裝配方面及使用過程中所產(chǎn)生的振動和噪聲也是優(yōu)化車輛NVH的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

2.1 基于NVH的車輛內(nèi)飾優(yōu)化

汽車的內(nèi)飾不但能夠起到美觀、裝飾的作用，同時也具有較強的吸音與隔振能力。內(nèi)飾材料的選用可以適當?shù)販p小噪音、提高聲音品質(zhì)、降低零件之間的異響的傳遞等，達到讓乘員與駕駛者可以在乘車與駕駛過程中具有更為舒適、愉悅的體驗。而這種方面的優(yōu)化，提升了整車的“質(zhì)感”。這種感覺一方面是由設(shè)計決定的，而另一方面，在駕駛體驗與乘坐體驗方面，選用材料和噪聲振動的控制都是影響其舒適度的關(guān)鍵，如圖1所示。

2.2 基于NVH的車輛后視鏡的優(yōu)化

后視鏡的一個很小的細節(jié)處理，可以實現(xiàn)對空氣的流動進行干擾，從而使得空氣通過側(cè)窗與后視鏡后部的速度提升，這樣減小了后視鏡與前側(cè)窗所產(chǎn)生的風噪，進而減少噪聲，如圖2所示。

圖1 寶馬1系與寶馬7系內(nèi)飾對比

圖2 后視鏡內(nèi)側(cè)擾流設(shè)計

2.3 基于NVH的車輛前風擋玻璃邊緣的優(yōu)化

對于前風擋玻璃邊緣的設(shè)計，斷差和角度會影響整車在行駛過程中的風噪表現(xiàn)。這一斷差與角度數(shù)據(jù)的確定，需要依賴于CFD（模擬計算流體力學）軟件在造型方面的模擬計算來實現(xiàn)，而后通過實驗進行二次調(diào)整以達到優(yōu)化A柱風噪的效果，如圖3所示。

圖3 A柱內(nèi)側(cè)斷差

3 結(jié)語

汽車噪聲源于振動，而汽車乘坐的舒適性又與汽車的振動、噪聲息息相關(guān)。優(yōu)化汽車的NVH特性，應(yīng)從兩個方面入手：一是控制源頭，及對振動源和噪聲源進行控制，這就需要改善相關(guān)零部件的結(jié)構(gòu)，改善其振動特性，避免零部件間產(chǎn)生共振；二是控制振動和噪聲傳遞的路徑，這就需要對振動和噪聲傳遞特性進行分析并改進結(jié)構(gòu)，使振動和噪聲得到一定程度的衰減。