Actran領域：揭秘上汽集團NVH實驗室

2016-10-26 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

NVH,是噪聲,振動與聲振粗糙度(Noise、Vibration、Harshness)的英文縮寫。這是衡量汽車制造質(zhì)量的一個綜合性問題,它給汽車用戶的感受是最直接和最表面的。車輛的NVH問題是國際汽車業(yè)各大整車制造企業(yè)和零部件企業(yè)關注的問題之一。有統(tǒng)計資料顯示,整車約有1/3的故障問題是和車輛的NVH問題有關系,而各大公司有近20%的研發(fā)費用消耗在解決車輛的NVH問題上。

NVH

NVH特性研究在改進汽車乘坐舒適性中的應用

NVH特性的研究不僅僅適用于整個汽車新產(chǎn)品的開發(fā)過程,而且適用于改進現(xiàn)有車型乘坐舒適性的研究。這是一項針對汽車的某一個系統(tǒng)或總成進行建模分析,找出對乘坐舒適性影響最大的因素,通過改善激勵源振動狀況(降幅或移頻)或控制激勵源振動噪聲向車室內(nèi)的傳遞來提高乘坐舒適性。

汽車動力總成懸置系統(tǒng)的隔振研究以及發(fā)動機進排氣噪聲的研究是改善整車舒適性的重要內(nèi)容,動力總成液壓懸置系統(tǒng)的發(fā)展與完善使這一問題得到較好的解決。懸架系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對路面不平度激勵的傳遞和響應對駕駛員及乘客的乘坐舒適性有很大影響,分析懸架系統(tǒng)的動力學特性可以改善它的傳遞特性,減少振動和噪聲;通過對轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)和儀表板進行有限元分析,可以使轉(zhuǎn)向柱管、方向盤的固有頻率移出激勵頻率范圍并保證儀表板的響應振幅最小。汽車制動時產(chǎn)生的噪聲嚴重影響了車室內(nèi)乘員的舒適性,實驗證明制動噪聲主要是由于制動器摩擦元件磨損不均勻造成的,通過對制動盤等元件進行有限元分析以及它的磨損特性對產(chǎn)生噪聲的影響等問題的研究,可以改善制動工況下的整車NVH特性。另外,隨著車速的不斷提高,高速流動的空氣與車身撞擊摩擦產(chǎn)生的振動噪聲已經(jīng)成為車室噪聲的重要來源。

汽車在使用一段時間之后,一些元件(如傳動系的齒輪、聯(lián)軸節(jié)、懸架中的橡膠襯套、制動器中的制動盤等)的磨損將對整車的NVH特性產(chǎn)生重要影響,它們的強度、可靠性和靈敏度分析是研究整車特性的重要工作,這也就是所謂高行駛里程下汽車NVH特性的研究。

詳細說明

1.對于汽車而言,NVH問題是處處存在的,根據(jù)問題產(chǎn)生的來源又可分為發(fā)動機NVH、車身NVH和底盤NVH三大部分,進一步還可細分為空氣動力NVH、空調(diào)系統(tǒng)NVH、道路行駛NVH、制動系統(tǒng)NVH等等。聲振粗糙度又可稱為不平順性或沖擊特性,與振動和噪聲的瞬態(tài)性質(zhì)有關,描述了人體對振動和噪聲的主觀感受,不能直接用客觀測量方法來度量。乘員在汽車中的舒適性感受以及由于振動引起的汽車零部件強度和壽命問題都屬于NVH的研究范疇。從NVH的觀點來看,汽車是一個由激勵源( 發(fā)動機、變速器等)、振動傳遞器(由懸架系統(tǒng)和連接件組成)和噪聲發(fā)射器(車身)組成的系統(tǒng)。汽車NVH特性的研究應該以整車作為研究對象, 但由于汽車系統(tǒng)極為復雜,因此,經(jīng)常將它分解成多個子系統(tǒng)進行研究,如發(fā)動機子系統(tǒng)(包括動力傳動系統(tǒng))、底盤子系統(tǒng)(主要包括懸架系統(tǒng))、車身子系統(tǒng)等。

2. NVH問題是系統(tǒng)性的。例如有些轎車行駛時車廂噪聲大,查源頭在發(fā)動機,那么這一個噪聲問題可能就涉及到三個部分,一個是發(fā)動本身的噪聲大,一個是發(fā)動機懸置部件減振效果差,一個是車廂前圍和地板隔音技術不好,是一個互相關連的系統(tǒng)問題。

3. 當遇到車廂噪聲大時,人們一般考慮加強車廂隔音技術和材料,而對真正的噪聲發(fā)生源-發(fā)動機則是無能為力,這只能是“亡羊補牢”,無法從根本上解決問題。但如果運用NVH解決方案,就會涉及發(fā)動機、懸置及車架等,從根本上減少噪聲產(chǎn)生的來源。因此,NVH問題實質(zhì)是汽車設計中要解決的問題,而不是汽車進入市場后要解決的問題。

4. 汽車的發(fā)動機和車身都通過彈性元件支承在車橋和輪胎上,構(gòu)成一個彈性振動系統(tǒng),整個系統(tǒng)按照各總成部件又分成多個“彈性振動子系統(tǒng)”。當汽車因路面凸凹不平、發(fā)動機及傳動系抖動或車輪不平衡而受激振動時,各“彈性振動子系統(tǒng)”發(fā)生振動且互相關聯(lián)。

5.振動是噪聲產(chǎn)生的根源之一,行駛時振動大的車輛往往噪聲也大。因此,從汽車NVH問題的角度看,解決噪聲不能頭痛治頭,腳痛治腳,而應該考慮到整車其他方面的問題,例如要考慮到車身、發(fā)動機、輪胎、彈性支承等諸方面。

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