都知道 NVH 越来越重要,但车企如何是进行测试的呢?

· Feb 07, 2018

当购车门槛降低到一定程度后,用户随之就开始追求车辆品质感。这种大背景下,一项衡量整车品质感的指标开始频繁出现在大家面前,那就是「NVH」。

NVH 全称:Noise(噪声)、Vibration(振动)、Harshness(声振粗糙度)。关于概念,我们不想过多普及。挖掘出车企使用什么方法进行 NVH 测试,才是这篇文章的最大意义。

NVH 离不开的那些技术原理

NVH 指标之所以能够存在,究其原因还是有些因素影响用户的驾乘体验。想要解决一项问题,当然也要遵循相关方法论。声源、传播路径、接收者这三者通常就是车企解决 NVH 问题的关注对象。对于燃油车辆,发动机噪声、风噪、胎噪以及其他零部件噪音就是噪声来源。至于电动车,车企所关注的重点噪声来源则是发动机噪音之外的其他环节。

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车辆内部的结构特性决定了噪声源通过什么路径传递给车内乘客(接受者),NVH 测试以及相关解决方案基本也是围绕声源、传播路径、接收者三项展开。

CAE 模拟仿真测试

「牵一发而动全身」这句话用来形容 NVH 测试实在不能再恰当,噪声来源可能由发动机、由轮胎、由转向机等等多个零部件引起,想要处理好这件事,更是需要跨越多个学科和领域。多个变量摆在面前时,交给电脑计算无疑效率最高,于是也就有了 CAE 模拟仿真测试。

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通过 CAE,测试工程师可以对整车细节重新设计,用最快的速度观察模拟效果。多次测试之后,根据数据处理以及分析,可以得出一套解决方案。不过由于整车多种材料的特性难以模拟,同时结论只是通过理论计算所得,CAE 模拟测试所给出的方案做不到绝对精确。

除了现有产品外,CAE 团队其实还可以依据对标结果支持 NVH 工程师进行新产品的各项指标制定,同时对下一代车型在 NVH 方面进行前瞻性研究。

模态测试与分析

CAE 测试只是一个基础,想要再进一步,就要进入到模态测试环节,其中最普遍使用的办法就是锤击法。具体测试细节,福特工程师告诉我,冲击力锤由锤体和动态力传感器共同组成,质量和硬度可以根据测试件进行调整。测试过程中,工程师会用锤子敲击发动舱、轮毂槽以及车辆连接部位。模拟部件在车辆正常运转下的受力状态后,每个敲击位置的力也就确定了下来,通常轮毂部分需要的力约为 2000N,而发动机舱则需要 700N。

福特工程师在整车噪声测试实验室里对车辆轮毂进行声学测试,该实验室致力于为中国消费者创造稳定、静谧的驾乘体验

锤击测试时,工程师可以通过电脑计算出部件振动从车外传递至车内的衰减率,衰减率越高,车内环境越平稳、安静。如果衰减率不符合标准,工程师就会重新研究振动的传递路径,找出问题点,通过局部加强等手段进行处理,重新提高振动的衰减率。为了测试结果的准确性,锤击测试会选择在静音室进行。

而在模态测试中,除了普遍使用的锤击法之外,激振器法也是一种处理方案。产生激励力以及机械振动后,工程师就可以进行测试。针对车辆不同部位,还需要选择不同类型的激励信号。(本段内容部分来自微信公众号 模态空间,《试验模态测试分析一般流程》作者:谭祥军

Dan是一个假人,耳朵里安装了敏锐的传感器,可以捕捉声音用于数据记录与分析

对车辆进行测试是一方面,落实到产品上,最终衡量 NVH 标准的还是车内乘客。不过使用真人进行测试却非常困难,收集数据不精确同时人类身体承受力有限。福特、通用等车企给出的办法则是使用假人测试,假人耳朵处的传感器接受各种类型的声波信号,随后记录数据并分析,模拟真人的听觉感受。

根据不同路面环境进行路测

想要模拟实际道路环境,只靠电脑和室内实验室还不够逼真。到了这个阶段,实际道路测试才是最有效的解决方案。车企往往会将测试车辆放在不同路面环境下驾驶,其中包括砂石路、搓板路、卵石路、沥青道路、比利时路等铺装/非铺装路面,每类道路下的胎噪声音不一样,工程师之后会进行分析以及侧重点改进。

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同时,室外道路测试时,用来测量行驶噪音的声级计也会摆在场地内,确保行驶噪音低于标准值,不会造成噪声污染。

小结:

用户对于整车品质感有所追求,车企在研发过程的预算分配开始倾斜,一系列连锁反应推进了 NVH 测试的完整度。至于未来,汽车更是会由交通工具向移动生活空间转变,属于 NVH 工程师的春天应该来了。


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