搜索走進(jìn)前開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)室 了解榮威RX5隔音降噪設(shè)計(jì)
2016-11-11 by:CAE仿真在線 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)
作者:周建強(qiáng)
振動(dòng)噪聲高級(jí)培訓(xùn)(2016)
Actran前處理及氣動(dòng)聲學(xué)分析專(zhuān)題培訓(xùn)(2016)
研發(fā)部門(mén)DFMEA高級(jí)應(yīng)用培訓(xùn) (2016)
車(chē)身尺寸優(yōu)化與尺寸工程 (企業(yè)定制)
2016新能源汽車(chē)輕量化技術(shù)培訓(xùn) (2016)
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1NVH整體研發(fā)技術(shù)、榮威RX5隔音減振
汽車(chē)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)浩大的工程,對(duì)于全新開(kāi)發(fā)的車(chē)型來(lái)說(shuō)更是如此。換代車(chē)型往往都不會(huì)改變車(chē)輛的主體設(shè)計(jì),僅僅改變前后保險(xiǎn)杠、前后車(chē)燈的造型、內(nèi)飾小修小改等等,開(kāi)發(fā)全新的車(chē)型則需要從汽車(chē)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)流程重新開(kāi)始,對(duì)于實(shí)力雄厚的車(chē)企來(lái)說(shuō),更全面的產(chǎn)品測(cè)試是保證車(chē)輛品質(zhì)的關(guān)鍵,他們會(huì)不斷試驗(yàn)驗(yàn)證定型。而這次我們有幸受邀參訪上汽榮威的音質(zhì)實(shí)驗(yàn)室,那么究竟車(chē)輛是怎么改善隔音的,下面我們來(lái)一起看看吧。
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● 上汽NVH整體研發(fā)技術(shù)-Sound Tuning
近幾年來(lái)越來(lái)越多的人知道NVH,也越來(lái)越多人注重汽車(chē)的品質(zhì)。NVH是指噪聲、振動(dòng)與聲振粗糙度,是Noise、Vibration、Harshness的英文縮寫(xiě)。這是衡量汽車(chē)制造質(zhì)量的一個(gè)綜合性問(wèn)題,它給汽車(chē)用戶(hù)的感受是最直接和最表面的。
● 榮威RX5移動(dòng)微型消聲室
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2全消混響、四輪轉(zhuǎn)鼓半消聲、密封回頂部
● NVH試驗(yàn)室介紹
上汽目前共有10類(lèi)NVH試驗(yàn)室,包括全消混響試驗(yàn)室、四輪轉(zhuǎn)鼓半消聲試驗(yàn)室和密封試驗(yàn)室等。
1.全消聲試驗(yàn)室
在層層“包裹”之下,整個(gè)消聲室的本底噪聲只有8.2分貝,在不動(dòng)不說(shuō)的狀態(tài)下,自己心跳聲也聽(tīng)得清清楚楚。完全進(jìn)入了一個(gè)無(wú)聲的世界。
2.混響試驗(yàn)室
榮威RX5在我們看不到的地方,比如儀表臺(tái)、立柱、飾板等背面都布置了吸音棉,這些看不到的吸音棉都是在這個(gè)試驗(yàn)室進(jìn)行的對(duì)比測(cè)試。
3.四輪轉(zhuǎn)鼓半消聲室
半消聲室中有一臺(tái)四電機(jī)獨(dú)立控制的轉(zhuǎn)鼓系統(tǒng),可以對(duì)前驅(qū)、后驅(qū)以及四驅(qū)車(chē)進(jìn)行測(cè)試。據(jù)工程師介紹,榮威RX5在這臺(tái)轉(zhuǎn)鼓上,最高能以250km/h的速度運(yùn)行,基本模擬到了日后實(shí)車(chē)在所有路況下的行駛速度。
4.密封試驗(yàn)室
一輛車(chē)上有眾多的電器線束、拉鎖、管路與車(chē)外相通,這些穿通件產(chǎn)生的縫隙、開(kāi)孔,在1%裸露狀態(tài)下會(huì)帶來(lái)50%的隔聲量下降。通過(guò)對(duì)車(chē)廂內(nèi)充氣可以很好的查找車(chē)身密封不好的地方,達(dá)到后期改進(jìn)密封性和噪音的效果。
榮威RX5采用了大量的消聲室原理去改善車(chē)輛的隔音情況,也通過(guò)大量的試驗(yàn)去提高車(chē)輛的隔音品質(zhì),因此我們也期待車(chē)輛上市之后具體的隔音試駕感受。
總結(jié):車(chē)輛的NVH是消費(fèi)者普遍在意的,通過(guò)這些NVH試驗(yàn)室,可以找出噪音振動(dòng)產(chǎn)生的原因并去改進(jìn)。上汽對(duì)于車(chē)輛的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)是比較嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?完全有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)設(shè)計(jì)理念。通過(guò)數(shù)億元資金去建設(shè)完善的實(shí)驗(yàn)室去做到真正的自主設(shè)計(jì),這在國(guó)內(nèi)廠商中都是比較少有的。
NVH
NVH特性研究在改進(jìn)汽車(chē)乘坐舒適性中的應(yīng)用
NVH特性的研究不僅僅適用于整個(gè)汽車(chē)新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)過(guò)程,而且適用于改進(jìn)現(xiàn)有車(chē)型乘坐舒適性的研究。這是一項(xiàng)針對(duì)汽車(chē)的某一個(gè)系統(tǒng)或總成進(jìn)行建模分析,找出對(duì)乘坐舒適性影響最大的因素,通過(guò)改善激勵(lì)源振動(dòng)狀況(降幅或移頻)或控制激勵(lì)源振動(dòng)噪聲向車(chē)室內(nèi)的傳遞來(lái)提高乘坐舒適性。
汽車(chē)動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)的隔振研究以及發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣噪聲的研究是改善整車(chē)舒適性的重要內(nèi)容,動(dòng)力總成液壓懸置系統(tǒng)的發(fā)展與完善使這一問(wèn)題得到較好的解決。懸架系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對(duì)路面不平度激勵(lì)的傳遞和響應(yīng)對(duì)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(dòng)力學(xué)特性可以改善它的傳遞特性,減少振動(dòng)和噪聲;通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)和儀表板進(jìn)行有限元分析,可以使轉(zhuǎn)向柱管、方向盤(pán)的固有頻率移出激勵(lì)頻率范圍并保證儀表板的響應(yīng)振幅最小。汽車(chē)制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的噪聲嚴(yán)重影響了車(chē)室內(nèi)乘員的舒適性,實(shí)驗(yàn)證明制動(dòng)噪聲主要是由于制動(dòng)器摩擦元件磨損不均勻造成的,通過(guò)對(duì)制動(dòng)盤(pán)等元件進(jìn)行有限元分析以及它的磨損特性對(duì)產(chǎn)生噪聲的影響等問(wèn)題的研究,可以改善制動(dòng)工況下的整車(chē)NVH特性。另外,隨著車(chē)速的不斷提高,高速流動(dòng)的空氣與車(chē)身撞擊摩擦產(chǎn)生的振動(dòng)噪聲已經(jīng)成為車(chē)室噪聲的重要來(lái)源。
汽車(chē)在使用一段時(shí)間之后,一些元件(如傳動(dòng)系的齒輪、聯(lián)軸節(jié)、懸架中的橡膠襯套、制動(dòng)器中的制動(dòng)盤(pán)等)的磨損將對(duì)整車(chē)的NVH特性產(chǎn)生重要影響,它們的強(qiáng)度、可靠性和靈敏度分析是研究整車(chē)特性的重要工作,這也就是所謂高行駛里程下汽車(chē)NVH特性的研究。
詳細(xì)說(shuō)明
1.對(duì)于汽車(chē)而言,NVH問(wèn)題是處處存在的,根據(jù)問(wèn)題產(chǎn)生的來(lái)源又可分為發(fā)動(dòng)機(jī)NVH、車(chē)身NVH和底盤(pán)NVH三大部分,進(jìn)一步還可細(xì)分為空氣動(dòng)力NVH、空調(diào)系統(tǒng)NVH、道路行駛NVH、制動(dòng)系統(tǒng)NVH等等。聲振粗糙度又可稱(chēng)為不平順性或沖擊特性,與振動(dòng)和噪聲的瞬態(tài)性質(zhì)有關(guān),描述了人體對(duì)振動(dòng)和噪聲的主觀感受,不能直接用客觀測(cè)量方法來(lái)度量。乘員在汽車(chē)中的舒適性感受以及由于振動(dòng)引起的汽車(chē)零部件強(qiáng)度和壽命問(wèn)題都屬于NVH的研究范疇。從NVH的觀點(diǎn)來(lái)看,汽車(chē)是一個(gè)由激勵(lì)源( 發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器等)、振動(dòng)傳遞器(由懸架系統(tǒng)和連接件組成)和噪聲發(fā)射器(車(chē)身)組成的系統(tǒng)。汽車(chē)NVH特性的研究應(yīng)該以整車(chē)作為研究對(duì)象, 但由于汽車(chē)系統(tǒng)極為復(fù)雜,因此,經(jīng)常將它分解成多個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行研究,如發(fā)動(dòng)機(jī)子系統(tǒng)(包括動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng))、底盤(pán)子系統(tǒng)(主要包括懸架系統(tǒng))、車(chē)身子系統(tǒng)等。
2. NVH問(wèn)題是系統(tǒng)性的。例如有些轎車(chē)行駛時(shí)車(chē)廂噪聲大,查源頭在發(fā)動(dòng)機(jī),那么這一個(gè)噪聲問(wèn)題可能就涉及到三個(gè)部分,一個(gè)是發(fā)動(dòng)本身的噪聲大,一個(gè)是發(fā)動(dòng)機(jī)懸置部件減振效果差,一個(gè)是車(chē)廂前圍和地板隔音技術(shù)不好,是一個(gè)互相關(guān)連的系統(tǒng)問(wèn)題。
3. 當(dāng)遇到車(chē)廂噪聲大時(shí),人們一般考慮加強(qiáng)車(chē)廂隔音技術(shù)和材料,而對(duì)真正的噪聲發(fā)生源-發(fā)動(dòng)機(jī)則是無(wú)能為力,這只能是“亡羊補(bǔ)牢”,無(wú)法從根本上解決問(wèn)題。但如果運(yùn)用NVH解決方案,就會(huì)涉及發(fā)動(dòng)機(jī)、懸置及車(chē)架等,從根本上減少噪聲產(chǎn)生的來(lái)源。因此,NVH問(wèn)題實(shí)質(zhì)是汽車(chē)設(shè)計(jì)中要解決的問(wèn)題,而不是汽車(chē)進(jìn)入市場(chǎng)后要解決的問(wèn)題。
4. 汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)和車(chē)身都通過(guò)彈性元件支承在車(chē)橋和輪胎上,構(gòu)成一個(gè)彈性振動(dòng)系統(tǒng),整個(gè)系統(tǒng)按照各總成部件又分成多個(gè)“彈性振動(dòng)子系統(tǒng)”。當(dāng)汽車(chē)因路面凸凹不平、發(fā)動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系抖動(dòng)或車(chē)輪不平衡而受激振動(dòng)時(shí),各“彈性振動(dòng)子系統(tǒng)”發(fā)生振動(dòng)且互相關(guān)聯(lián)。
5.振動(dòng)是噪聲產(chǎn)生的根源之一,行駛時(shí)振動(dòng)大的車(chē)輛往往噪聲也大。因此,從汽車(chē)NVH問(wèn)題的角度看,解決噪聲不能頭痛治頭,腳痛治腳,而應(yīng)該考慮到整車(chē)其他方面的問(wèn)題,例如要考慮到車(chē)身、發(fā)動(dòng)機(jī)、輪胎、彈性支承等諸方面。
零部件生產(chǎn)企業(yè)
1.隨著專(zhuān)業(yè)化分工,整車(chē)制造企業(yè)已經(jīng)逐漸將大部分零部件交給零部件生產(chǎn)企業(yè)來(lái)做。盛行的“模塊化”生產(chǎn)方式把汽車(chē)裝配生產(chǎn)線上的部分裝配勞動(dòng)轉(zhuǎn)移到裝配生產(chǎn)線以外的地方去進(jìn)行。這樣,零部件生產(chǎn)企業(yè)必然遇到NVH問(wèn)題。設(shè)計(jì)者考慮的問(wèn)題也不單純是零部件的本身,而是零部件與零部件之間,零部件與整車(chē)之間的關(guān)系。
2.例如在解決車(chē)身NVH問(wèn)題上,長(zhǎng)春合成材料有限公司產(chǎn)品具有國(guó)內(nèi)較先進(jìn)的產(chǎn)品研發(fā)及其生產(chǎn)技術(shù),同時(shí)可以協(xié)同各汽車(chē)廠商開(kāi)展同步開(kāi)發(fā)工作。
3.例如在解決發(fā)動(dòng)機(jī)NVH問(wèn)題時(shí),CooperStandard發(fā)動(dòng)機(jī)公司為了獲得更好的降噪效果,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)做降噪處理外,還對(duì)車(chē)輛的發(fā)動(dòng)艙、車(chē)廂內(nèi)部設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)都進(jìn)行了聲學(xué)研究,以求最好的解決方案。輪胎也是噪聲的主要來(lái)源之一,一些廠商除選用低噪聲輪胎外,對(duì)車(chē)輪罩襯墊進(jìn)行聲學(xué)特性設(shè)計(jì),使其起阻隔噪聲的作用。
研究和評(píng)價(jià)
研究汽車(chē)的NVH特性首先必須利用CAE技術(shù)建立汽車(chē)動(dòng)力學(xué)模型,已經(jīng)有幾種比較成熟的理論和方法。
1.多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法:將系統(tǒng)內(nèi)各部件抽象為剛體或彈性體,研究它們?cè)诖蠓秶臻g運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)力學(xué)特性。在汽車(chē)NVH特性的研究中,多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法主要應(yīng)用于底盤(pán)懸架系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向傳動(dòng)系統(tǒng)低頻范圍的建模與分析。
2.有限元方法(FEM):是把連續(xù)的彈性體劃分成有限個(gè)單元,通過(guò)在計(jì)算機(jī)上劃分網(wǎng)格建立有限元模型,計(jì)算系統(tǒng)的變形和應(yīng)力以及動(dòng)力學(xué)特性。由于有限元方法的日益完善以及相應(yīng)分析軟件的成熟,使它成為研究汽車(chē)NVH特性的重要方法。一方面,它適用于車(chē)身結(jié)構(gòu)振動(dòng)、車(chē)室內(nèi)部空腔噪聲的建模分析;另一方面,與多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法相結(jié)合來(lái)分析汽車(chē)底盤(pán)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性,其準(zhǔn)確度也大大提高。
3.邊界元方法(BEM):與有限元方法相比,邊界元方法(BEM)降低了求解問(wèn)題的維數(shù),能方便地處理無(wú)界區(qū)域問(wèn)題,并且在計(jì)算機(jī)上也可以輕松地生成高效率的網(wǎng)格,但計(jì)算速度較慢。對(duì)于汽車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)和車(chē)室內(nèi)部空腔的聲固耦合系統(tǒng)也可以采用邊界元法進(jìn)行分析,由于邊界元法在處理車(chē)室內(nèi)吸聲材料建模方面具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),因此正在得到廣泛的應(yīng)用。
4.統(tǒng)計(jì)能量分析(SEA)方法:以空間聲學(xué)和統(tǒng)計(jì)力學(xué)為基礎(chǔ)的統(tǒng)計(jì)能量分析(SEA)方法是將系統(tǒng)分解為多個(gè)子系統(tǒng),研究它們之間能量流動(dòng)和模態(tài)響應(yīng)的統(tǒng)計(jì)特性。它適用于結(jié)構(gòu)、聲學(xué)等系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)分析。對(duì)于中高頻(300HZ)的汽車(chē)NVH特性預(yù)測(cè),如果采用FEM或BEM建立模型,將大大增加工作量而且其結(jié)果準(zhǔn)確度并不高,因此這時(shí)采用統(tǒng)計(jì)能量分析方法是合理的。有人利用SEAM軟件對(duì)某皮卡車(chē)建立了SEA模型,分析了它在250Hz以上的NVH特性并研究了模型參數(shù)對(duì)它的影響,得到令人滿(mǎn)意的結(jié)果。
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