Actran領(lǐng)域：揭秘上汽集團(tuán)NVH實(shí)驗(yàn)室

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

NVH,是噪聲,振動(dòng)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(gè)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(guó)際汽車業(yè)各大整車制造企業(yè)和零部件企業(yè)關(guān)注的問題之一。有統(tǒng)計(jì)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(guān)系,而各大公司有近20%的研發(fā)費(fèi)用消耗在解決車輛的NVH問題上。

NVH

NVH特性研究在改進(jìn)汽車乘坐舒適性中的應(yīng)用

NVH特性的研究不僅僅適用于整個(gè)汽車新產(chǎn)品的開發(fā)過程,而且適用于改進(jìn)現(xiàn)有車型乘坐舒適性的研究。這是一項(xiàng)針對(duì)汽車的某一個(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)噪聲向車室內(nèi)的傳遞來提高乘坐舒適性。

汽車動(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。汽車制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的噪聲嚴(yán)重影響了車室內(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,通過對(duì)制動(dòng)盤等元件進(jìn)行有限元分析以及它的磨損特性對(duì)產(chǎn)生噪聲的影響等問題的研究,可以改善制動(dòng)工況下的整車NVH特性。另外,隨著車速的不斷提高,高速流動(dòng)的空氣與車身撞擊摩擦產(chǎn)生的振動(dòng)噪聲已經(jīng)成為車室噪聲的重要來源。

汽車在使用一段時(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)盤等)的磨損將對(duì)整車的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(xì)說明

1.對(duì)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(dòng)機(jī)NVH、車身NVH和底盤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)量方法來度量。乘員在汽車中的舒適性感受以及由于振動(dòng)引起的汽車零部件強(qiáng)度和壽命問題都屬于NVH的研究范疇。從NVH的觀點(diǎn)來看,汽車是一個(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(車身)組成的系統(tǒng)。汽車NVH特性的研究應(yīng)該以整車作為研究對(duì)象, 但由于汽車系統(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(shí)車廂噪聲大,查源頭在發(fā)動(dòng)機(jī),那么這一個(gè)噪聲問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)問題。

3. 當(dāng)遇到車廂噪聲大時(shí),人們一般考慮加強(qiáng)車廂隔音技術(shù)和材料,而對(duì)真正的噪聲發(fā)生源-發(fā)動(dòng)機(jī)則是無能為力,這只能是“亡羊補(bǔ)牢”,無法從根本上解決問題。但如果運(yùn)用NVH解決方案,就會(huì)涉及發(fā)動(dòng)機(jī)、懸置及車架等,從根本上減少噪聲產(chǎn)生的來源。因此,NVH問題實(shí)質(zhì)是汽車設(shè)計(jì)中要解決的問題,而不是汽車進(jìn)入市場(chǎng)后要解決的問題。

4. 汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)和車身都通過彈性元件支承在車橋和輪胎上,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)汽車因路面凸凹不平、發(fā)動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系抖動(dòng)或車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(yīng)該考慮到整車其他方面的問題,例如要考慮到車身、發(fā)動(dòng)機(jī)、輪胎、彈性支承等諸方面。

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