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【圖文】車噪如何消除?探訪名爵ZS NVH試驗室

時間:2017-02-19 21:27來源: 作者: 點擊:
“聲優”調校——NVH試驗室NVH試驗室并不是指單一的一個試驗室,實際上,,另一個亮點是試驗室中的轉鼓系統,通過對車門鎖體靜音設計,但車企用在這方面的小心思還是挺有


  [愛卡汽車 科技頻道 原創]

  對于汽車而言,安靜的行駛環境能讓大多數人產生好感,畢竟噪聲會讓我們心煩意亂,誰也不想在旅行的途中被噪聲打擾。那么汽車的噪聲是如何產生的呢,汽車廠家又有那些技術可以抑制噪聲?帶著這些問題,我來到了位于上海的上汽乘用車安亭工廠,在這里我們會看到科技范十足的NVH試驗室,可以了解如何降低車輛噪聲,最后還能領略聲音的藝術……

一、“聲優”調校——NVH試驗室

  NVH試驗室并不是指單一的一個試驗室,實際上,這是一系列“聲音”試驗室的總稱。而NVH的含義指的是Noise噪聲、Vibration振動和Harshness聲振粗糙度,NVH靜音工程的目標主要也是降低噪聲和異響。所以說,NVH與車輛的聲音品質是對應的,車企想讓新車得到優秀的聲音品質,一系列的聲音試驗必不可少,這就是NVH試驗室的由來。下面,我就挑幾個試驗室給大家科普一下。

1、密封試驗室

  密封試驗室可以測試分析整車和白車身的氣密性,對調試發動機高頻噪聲、輪胎噪聲、風噪聲等有重要意義。

密封試驗室并沒有太多神秘的設備,主要由密封測試設備和聲學氣密性監測器組成。

 

  進行密封測試的試驗室一般會有兩臺車輛,一臺是對標車型,一臺是自己的車型。之所以這樣,除了對競爭車型進行對比外,還要針對競爭車型的缺點進行優化。

以上圖的繽智為例,繽智在車內加壓后,泄漏量較多的部位為門把手和車窗,那么在研發此類SUV車型時,廠家就會對這兩個部位多加注意。

 

測試過程也比較簡單(最后的分析當然不是)。密封測試設備對車內加壓,再通過氣密性監測器確定漏氣的位置和泄漏量。

 

從測試結果來看,名爵ZS的整車氣密性僅為55.9CFM,相比同級別100CFM左右的氣密水平,還是很有優勢的。

 

  優秀的氣密性對駕駛者來說,最明顯的感受就是高速行駛安靜,在開啟空調的情況下車內溫度會更穩定。舉個例子,夏天開冷風,如果氣密性太差,溫度會很快上升,間接增大空調功率,同時也會增加油耗,所以說好的氣密性與消費者息息相關。

2、四輪轉鼓半消聲試驗室

  作為NVH試驗室中的“明星”,四輪轉鼓半消聲試驗室可謂造價高昂。上汽的這個試驗室由IAC Acoustics負責建造,總投資超過1.2億元。

名爵ZS四輪轉鼓半消聲試驗室

 

價格不菲自然有其自身的道理。我們先看看四周,這些頗具藝術造型的條狀物叫做尖劈,能有效地吸收所有入射聲音,因此在這個試驗室內會非常安靜。

 

另一個亮點是試驗室中的轉鼓系統。這套系統由四臺電機單獨控制,可以對前驅、后驅以及四驅車進行測試。最高能以250km/h的速度運行,基本模擬到了日后實車在所有路況下的行駛速度。

 

除此之外,這套轉鼓系統噪聲也極小,堪稱世界上最安靜的轉鼓,100km/h轉鼓運行噪聲只有45dB,這個噪聲就好比凌晨的小區住宅。

 

這個試驗室主要測試整車車內振動和系統的噪聲特性。以關門聲為例,通過對車門鎖體靜音設計、門外板造型、門柱剛度等方面進行改進,通過仿真人形對關門聲進行測試。最終得到厚重的關門聲。

 

  除此之外,像胎噪測試等車內子系統測試也可以在這里進行。最后我想對所謂的車門關閉判斷車好壞哆嗦幾句。首先,這并不是一個準確判斷車好車壞的依據,但車企用在這方面的小心思還是挺有意思的。比如想要關門聲干凈利索,那必須對車門結構進行匹配設計,做工要過關,如果想要聲音低沉、厚重(給消費者安全感的心里暗示),那么必須要加強材料質量和厚實度。從現場的體驗來看,名爵ZS確實下了不少功夫,關門的聲音更偏向低沉、厚重,很有德系范兒。

3、全消/混響試驗室

  全消/混響試驗室的標準定義枯燥無味,直接上圖帶大家參觀一下。

這個是全消聲試驗室,其實就是四輪轉鼓半消聲試驗室的進階版,四面八方全是尖劈,更夸張的是,整個房間還采取了與原有建筑完全分離的“房中房”式隔聲結構,整個消聲室的噪聲只有8.2dB。

 

腳下其實也是尖劈,我們能行走在上面全靠這層鋼絲網。

 

全消聲室的隔壁是混響室。其里面的構造有點像劇院,墻面十分光滑,能充分反射聲能,并能使其在房間中充分擴散。

 

  全消聲試驗室的作用是測試電機、喇叭等汽車零部件的聲功率。而混響室的功能是測試材料的吸聲系數和整車隔聲量。

二、車噪是如何降低的?

  對于一輛車的動力或者變速箱頓挫,實際上很多消費者并不是非常關心,但車噪卻不同。車噪對于消費者而言是最直接、最表面的體驗。所謂車子的高級感,除了內飾的材質用料,車內噪聲占了很大比重。

  下面,我就以名爵ZS聲音研發技術為例,講講上汽如何對車噪進行控制。

上汽聲音方面的設計理念稱之為“Sound Tuning”,它的含義就是要確保噪聲做到足夠靜,同時發動機、關門聲做到有“質感”。

 

  為了達到這個目標,既需要先天的優秀“根骨”,也需要“后天”的測試改進。我們先來看“先天性”的問題。

名爵ZS使用了上汽SGE 16T發動機。這臺三缸機采用小慣量渦輪增壓器,通過電子旁通控制,降低工作噪聲;鏈條匹配最優張緊力,配合發動機罩蓋從設計上降低噪聲。

 

進排氣系統方面。進氣端車輛一般會產生高頻噪聲,名爵ZS通過使用仿生學設計的“蜂巢”形狀來提供結構強度,同時內部還覆蓋PET吸音棉來消除1000Hz以上的高頻噪聲。

 

我們從圖中還可以看到。ZS的進氣管加入了十分規整的諧振腔,通過調試,可以使汽車聲音更加飽滿。

 

  排氣系統的設計保密程度較高。這部分主要通過仿真軟件設計其內部構造降低噪聲,同時其聲音衰減能力還不能過強,保證在排氣過程中釋放200Hz-500Hz聲音能量,使加速聲音聽起來動感有力。

接下來是動力總成懸置的選擇。汽車發動機或者變速箱都是通過懸置在車身上固定,懸置本身即可減少發動機振動,而ZS通過對橡膠襯套成分優化,加固支架等措施,進一步減少發動機振動。

 

優秀“根骨”的最后一個要素是車身。名爵ZS細致的CAE分析可以從一開始保證整車氣密性。從鈑金層面即可入手,同時車內還有空腔隔斷設計,阻斷空腔傳遞路徑。

 

再看看車頂。因為車頂是一塊完整的材料,因此就如同鼓面一樣,十分容易產生噪聲。名爵ZS的方法是增加加強筋,提高車頂強度同時也可以減少噪聲。

 

  其實在車身方面,減少噪聲的方式還有很多很多,比如備胎槽的波浪形設計,門柱的設計等,這里就不再一一列舉。

  說完“先天”條件,我們再看看“后天”努力的部分。

  首先是大家很熟悉的隔音材料。

名爵ZS在車身立柱、中央通道、儀表臺等位置都加入了吸音棉。這種吸音棉為微米級的纖維材料,吸聲系數為0.95,可將95%的入射聲波吸收,以此到達消聲的目的。

 

需要提醒大家,并不是吸音棉越厚越好,門板上每塊吸音棉的設計和厚度都經過工程師精心測試和計算,當然,對于企業來說要考慮成本,但對后期改裝來說,一味增加厚度只會使車內聲音沉悶。

 

名爵ZS的另外一個亮點是前圍絕緣墊的設計(發動機防火墻后面的部分)。

 

這部分利用了雙層玻璃的理念,采用飾板+隔音墊+車身鈑金的組合,成為阻隔車噪的重要因素。

 

  編輯點評:總體來說,上汽目前對車噪的控制方式就來源于上面幾個方面,通過對材質和車身設計的雙管齊下,名爵ZS在車噪方面表現可圈可點,不過只是靜態的體驗還無法得到最終結果,很期待這款車的動態測試。

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