噪聲振動控制和NVH性能在汽車的開發

【摘要】隨著我國經濟的發展和社會的進步，汽車已走進人們的生活，逐漸變成人們生活中必不可少的一部分。如今，汽車性能改進、提高的開發已成為汽車領域研究的主旋律，其中NVH為主要研究方向。本文主要針對汽車行駛過程中的噪聲、振動和NVH性能進行研究，闡述噪聲、振動產生的原因和控制方法，以及NVH性能對汽車開發的具體影響。

【關鍵字】噪聲振動 控制 NVH性能 汽車開發

引言

眾所周知，NVH是評價汽車性能的重要指標之一，其是指Noise（噪聲）、Vibration（振動）、Harshness（聲振粗糙度）。聲振粗糙度具體是指噪聲和振動的品質，用來描述人對聲音的主觀感覺程度。由于聲音粗糙度時常給人帶來不舒服的感覺，會有一定的沖擊感受，因此其也被稱之為沖擊特性。

隨著人們生活質量的提高，人們對于汽車乘坐的舒適性的要求，也變得越來越高。在當下，汽車市場競爭十分激烈，如何改善汽車質量、降低成本價格，提高NVH性能，已成為商家的重大賣點，而且NVH性能的好壞直接影響汽車的整體性能。因此，要想從根本上改善目前汽車領域的狀態，解決汽車乘坐舒適性的問題，首先需要關注的問題就是汽車振動和噪聲。

1.汽車的噪聲控制

1.1車內噪聲

所謂車內的噪聲，主要是指發動機的噪聲。解決這一問題的主要辦法涉及到各個方面的技術問題，其中就包括發動機的材料、結構，工藝等。據科學研究表明：聲源控制是解決機械類噪聲的根本方法，其主要方法是隔聲、消聲、隔振等，通過選取合適的材料，達到降低噪聲的目的。因此，對于由發動機引起的噪聲問題，常用的解決方法有：在發動機和水固定架上安裝一定程度的減振設備，使機械能以熱能的形式消耗；發動機艙的內部應盡量減少凹凸不平，采用合適的材料對車身上的所有骨架采取封閉措施，以避免有液體滲漏，加大車內噪聲。

1.2輪胎噪聲

輪胎噪聲主要是由于輪胎和地面的摩擦引起的，是導致底盤噪聲的重要因素。實踐表明：在比較干燥的路面上行駛，當車速達到100公里/小時，輪胎的噪音將蓋過所有噪音，變為主要噪音來源。而在濕路面上，即便車速較慢，輪胎摩擦地面帶來的噪音都將成為主要噪聲源頭。據此，輪胎噪音可大致分為三部分：一是輪胎四周空氣和輪胎花紋縫隙空氣噪音，二是輪胎和花紋帶來的部分振動引起的震動噪音，三是路面不平帶來的路面噪音。由此看來，解決輪胎噪聲主要方法有：改善輪胎的形狀，改變輪胎橡膠的材質，提高路面行駛狀況，阻隔輪胎噪音向駕駛室傳播。

1.3降低燃燒噪聲

所謂燃燒噪聲，就是指柴油機在燃燒過程中產生的噪聲，其在汽車總體的噪聲中所占比例最大。對于燃燒噪聲來說，其控制的根本方法在于縮短滯燃期，具體方法如下：一是利用隔熱活塞來提高燃燒室的溫度，縮短滯燃期，進而控制汽車柴油機在燃燒時帶來的噪聲；二是廢氣循環，所謂廢氣循環就是將發動機的產生的廢氣送回氣缸，循環利用，這樣有利于提高進氣和燃燒的溫度，從而降低燃燒過程中產生的噪聲；三是采用增壓技術，提高空氣充氣量，增加空氣壓力，減少滯燃期，在有利于助燃的同時，降低噪聲；四是對于燃燒室的設計和選擇，要遵循型號和尺寸相統一，減少燃燒室對噪音的影響；五是盡可能的減少供油提前角，不同的供油提前角，會影響著火遲期時情況燃料噴射量的，從而對發動機的功率、消耗以及噪聲都會產生一定的影響；六是利用雙彈簧噴嘴進行預噴，其本質在于一次性噴完的燃油分兩次進行噴射，且第一次噴射較少，這樣就會在主噴前進行點燃的預反應，以此減少滯燃期內可點燃的燃料，達到降低燃燒噪音的目的。

1.4其他噪聲

對于其他類型的噪聲，最有效、最可行的辦法就是控制噪聲的傳播途徑。機械類的噪聲主要是靠空氣和固體進行傳播，尋找噪聲的源頭及傳播途徑，進而采用適當的材料，應用彈性連接，阻止聲音的傳播。

2.汽車的振動控制

如果將汽車整體作為一個研究系統，那么汽車 本身就是個具有質量、彈簧和阻尼的振動系統。由于汽車各部分的的固有頻率不同，汽車在行駛過程中，汽車的車輪、發動機和傳動系統都會產生振動，進而影響駕駛員的舒服感，甚至將會縮短汽車的使用壽命。

對于汽車振動來說，其控制主要從汽車各個系統的設計上進行。發送機的振動控制主要利用隔離控制技術，即隔報技術。在發送機的設計上，要控制好發送機懸置的問題，使懸置起到隔離作用。除此之外，在設置過程中，還應注意在各種約束的條件下，發動機缸體振動的運動耦合和頻率問題，就可以優化發送機的的懸置系統，從而起到隔振的作用。在氣門的設計中改善氣門的固有頻率，合理設計凸輪的形線，氣門彈簧，采用變圈式彈簧都是控制氣門振動的有效措施。

3.汽車的NVH性能

NVH性能的提高主要可以從兩方面著手，即：樣車NVH開發和系統設計、平衡的NVH開發。具體內容如下：

（1）樣車NVH性能的提高有許多可以發揮的優點，例如：技術人員可以進行試駕、測試，對汽車的性能進行中肯的評價，如果相關人員全部在場，就可以對問題進行分析、總結、研究，進而解決問題。但是此類開發手段解決的問題有限，對于改善車型的問題幫助不大。強硬的利用此開發方法進行改進車型，不僅浪費巨大資金，而且后期產品無法上市。因此，該方法不適合開發新型車型。

（2）系統設計和平衡的開發可大致分為兩部分：一是先期的系統平衡設計，二是后期的系統精細設計和系統評定。先期的系統設計包括外形、內部分布、車身、底盤以及汽車性能等方面。此過程主要負責性能的指標的制定、檢驗、分析等工作。中后期主要負責精細設計，根據客戶的需求，設計、改良出性價比高的、滿足市場需求的車型。

總之，汽車的NVH的性能對于商家和客戶都很有分析價值，是汽車研究和設計的重要組成部分，這就要求汽車的研究工作者不斷開發出可以滿足客戶要求的新車型。

4.結果

根據研究結果，汽車的性能受到噪聲、振動以及NVH性能的影響，其控制方法不盡相同，但是這對于改善乘坐舒適度和保護環境都有很大幫助?？偠灾?，解決汽車噪聲、振動以及NVH性能問題，對于解決當下我國汽車領域所面臨的問題，有著重要的作用。

5.討論

長期以來，發達國家對于汽車技術的研究遠遠高于發展中國家。一些比較先進的技術，發展國家只能高資引進發達國家的技術，這就會導致發展中國家汽車領域較依賴于發達國家，沒有一定的創新性。但是相比于汽車減噪和汽車NVH性能的研究，發達國家也不具有優勢，即：發達國家在汽車領域的NVH性能的研究也談不上精湛，甚至可以說對于先進技術和大量理論，仍然處于空白狀態。這就為發展中國家提高汽車領域技術的研究提供了發展方向。汽車領域的這種現狀，就要求像我國這樣的發展中國家，不斷跟蹤學習國外先進技術，努力實現自主創新，力求能在短時間內實現自我突破，從而帶動汽車領域NVH性能的整體發展，改善目前汽車領域的現狀。

參考文獻

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作者簡介：

劉蕾（1982.5--），女，漢族，山東德州，講師，學士，主要從事汽車維修工程教育 。