从细节去了解NVH开发过程中的那些故事

汽车之家

2017汽车行业各类专业培训（见菜单栏）

汽车零部件通信录--（公共账号菜单--技术社区--通信录）

ISO26262功能安全培训

----------------------------------------------------------------------

随着我们生活质量水平的一天天提高，“从吃饱到吃好”这样的问题逐渐成为了我们关注的重点，相信你在购车的过程中同样如此。在十年前，对于我们大多数人来说，能有一台车开便已知足，而现在，负担一台车并不困难，那么我们就会注重一些“潜在价值”的存在，比如这台车开起来的质感如何，这台车的噪声振动表现怎样等等。既然提到了噪声振动问题，那么如何通过优化NVH，使一辆车开起来比较有“高级感”呢？

○ NVH优化了，我们作为消费者能够获得什么？

首先，关于NVH是什么，我就不再过多去赘述了，需要了解的小伙伴请戳以下链接：什么是NVH？从我们直观的角度去聊的话，NVH主要是通过减小噪音、提高声音品质（包括发动机与排气等不可避免的一些声音）、避免零件之间的异响、隔绝噪音振动源等手段，达到让乘员与驾驶者可以在更为舒适的环境下乘车与驾驶，而这种方面的优化，用一个比较抽象的词汇，简单理解为提升了整车的“质感”，或者说是“高级感”。

也就是说，想要让一台车具备这样舒适的行驶与乘坐品质，那么NVH方面的优化是不可被忽视的一个重要方向，这就好比说一位专注于工作的人（像我现在写稿子一样），最为反感的情况便是受到外界打扰。而单从这一优化环境角度而言，诸如噪声和振动等方面的成因也是多方面的，它的优化势必是一要牵扯到很多因素，属于一门综合性很强的学科问题，而这，也正是提升NVH的一个难题。

○ 如何从造型细节入手，优化NVH？

想要做到优秀的NVH表现，那么从这台车研发立项阶段开始，就要着手去做很多NVH优化方面的事。这里我不想用工程语言再去描述它到底从哪几个方面入手，用通俗易懂的语言来说，噪声、振动与异响的控制无外乎就是通过两个大方面去控制，1、源头治理，尽量减小噪音和减少振动的产生；2、减缓或隔绝噪音与振动的传递。

首先从振动、噪声源角度来说，如何减少或减小它们的产生，就是一项十分复杂的问题。振动、噪声的种类有很多，来源也是几乎能够囊括一台车上的所有部件，除了我们常说的发动机抖动与噪声之外，诸如底盘在运动过程中产生的振动与噪声、车身扭动或零件之间的摩擦撞击产生的振动与噪声，还有像内饰件、座椅等组件在设计装配方面所产生的振动和噪声，都可以看做是振动与噪声源，从源头减缓或根治这些问题，是优化NVH当中的关键一步。

上面提到，NVH工程师需要和造型部门与工程部门进行沟通才能实现各种NVH方面的优化，也就是说，NVH的优化工作并非是一个部门的事情，它需要与其它部门实现配合，从而达到两全其美的目的。

通过实现对空气的扰流，进而使得空气更快速地通过侧窗与后视镜后部，减小了后视镜与前侧窗所产生的风噪，并且对于空气动力学方面也有着一点贡献。而通过这一处小细节，我们可以往大了去想：那是不是说明风阻系数越小的车，风噪就越小呢？这不能一概而论，但它们之间确实存在着一定程度的关系。风阻系数小的车，一般来说它的流线型设计会比较多，空气可以较为快速顺畅地流过车身，而这也便使得由于空气所产生的风噪得以减小。

○ NVH部门与工程部门的配合也很重要

除了以上这些与造型部门的配合之外，与工程部门的配合也尤为重要。就比如说在底盘方面，一台车在行驶过程中，底盘势必会产生各种情况的颠簸与运动，而在这过程中，如何减小异响，杜绝振动，减少底盘运动的噪音传递到车厢内，这些都是NVH工程师与底盘工程师所要交流并优化的问题。

○ 声音品质：主观评价是如何实现的

以上的很多实验，都是可以通过实验数据量化而完成的NVH优化。那么在减振降噪之外，针对一些声音品质方面的提升，很大程度上就要通过主观感受来进行调整。举个例子来说，现阶段的长安CS95还需要依赖汽油发动机提供动力，那么发动机、进气与排气的声音，在不可能完全避免的情况下，就要做到“不扰民”。

这样的主观评价并非纯靠“臆想”，首先，声音评价员需要有敏锐的听觉能力，甚至于对于一些经验丰富的评价员来说，他们仅仅通过声音就能判断出这个声音的问题出现在了车辆的哪一位置，另外除了正常的声音分贝需要控制之外，语言清晰度也是他们关注的重点，这是因为不同的车型、不同的工况下，车内声音并非是处在一个固定频率，部分中频噪音有时虽然声音不大，但很影响车内乘员的正常交流，所以在主观评价声音品质方面，不是仅仅通过“好不好听”、“声音大不大”就能够简单得出结论的。

虽然仅仅是简单参观了一下长安的NVH实验室，但在庞博士的带领下，我知道了很多关于NVH背后研发的小细节与小知识。NVH是一项综合性很强的学科，它需要与诸多部门的配合才能完成的工作，而非几个简单的隔音棉和止振垫就能完全避免。另外据了解，长安将要在明年建成完工一个全新的NVH实验室，届时我们会带领着大家一同参观那里，看看长安的新NVH实验室的水平究竟如何。

NVH

NVH特性研究在改进汽车乘坐舒适性中的应用

NVH特性的研究不仅仅适用于整个汽车新产品的开发过程，而且适用于改进现有车型乘坐舒适性的研究。这是一项针对汽车的某一个系统或总成进行建模分析，找出对乘坐舒适性影响最大的因素，通过改善激励源振动状况(降幅或移频)或控制激励源振动噪声向车室内的传递来提高乘坐舒适性。

汽车动力总成悬置系统的隔振研究以及发动机进排气噪声的研究是改善整车舒适性的重要内容，动力总成液压悬置系统的发展与完善使这一问题得到较好的解决。悬架系统和转向系统对路面不平度激励的传递和响应对驾驶员及乘客的乘坐舒适性有很大影响，分析悬架系统的动力学特性可以改善它的传递特性，减少振动和噪声；通过对转向操纵机构和仪表板进行有限元分析，可以使转向柱管、方向盘的固有频率移出激励频率范围并保证仪表板的响应振幅最小。汽车制动时产生的噪声严重影响了车室内乘员的舒适性，实验证明制动噪声主要是由于制动器摩擦元件磨损不均匀造成的，通过对制动盘等元件进行有限元分析以及它的磨损特性对产生噪声的影响等问题的研究，可以改善制动工况下的整车NVH特性。另外，随着车速的不断提高，高速流动的空气与车身撞击摩擦产生的振动噪声已经成为车室噪声的重要来源。

汽车在使用一段时间之后，一些元件（如传动系的齿轮、联轴节、悬架中的橡胶衬套、制动器中的制动盘等）的磨损将对整车的NVH特性产生重要影响，它们的强度、可靠性和灵敏度分析是研究整车特性的重要工作，这也就是所谓高行驶里程下汽车NVH特性的研究。

详细说明

1.对于汽车而言，NVH问题是处处存在的，根据问题产生的来源又可分为发动机NVH、车身NVH和底盘NVH三大部分，进一步还可细分为空气动力NVH、空调系统NVH、道路行驶NVH、制动系统NVH等等。声振粗糙度又可称为不平顺性或冲击特性，与振动和噪声的瞬态性质有关，描述了人体对振动和噪声的主观感受，不能直接用客观测量方法来度量。乘员在汽车中的舒适性感受以及由于振动引起的汽车零部件强度和寿命问题都属于NVH的研究范畴。从NVH的观点来看，汽车是一个由激励源（ 发动机、变速器等）、振动传递器（由悬架系统和连接件组成）和噪声发射器（车身）组成的系统。汽车NVH特性的研究应该以整车作为研究对象， 但由于汽车系统极为复杂，因此，经常将它分解成多个子系统进行研究，如发动机子系统（包括动力传动系统）、底盘子系统（主要包括悬架系统）、车身子系统等。

2. NVH问题是系统性的。例如有些轿车行驶时车厢噪声大，查源头在发动机，那么这一个噪声问题可能就涉及到三个部分，一个是发动本身的噪声大，一个是发动机悬置部件减振效果差，一个是车厢前围和地板隔音技术不好，是一个互相关连的系统问题。

3. 当遇到车厢噪声大时，人们一般考虑加强车厢隔音技术和材料，而对真正的噪声发生源-发动机则是无能为力，这只能是“亡羊补牢”，无法从根本上解决问题。但如果运用NVH解决方案，就会涉及发动机、悬置及车架等，从根本上减少噪声产生的来源。因此，NVH问题实质是汽车设计中要解决的问题，而不是汽车进入市场后要解决的问题。

4. 汽车的发动机和车身都通过弹性元件支承在车桥和轮胎上，构成一个弹性振动系统，整个系统按照各总成部件又分成多个“弹性振动子系统”。当汽车因路面凸凹不平、发动机及传动系抖动或车轮不平衡而受激振动时，各“弹性振动子系统”发生振动且互相关联。

5.振动是噪声产生的根源之一，行驶时振动大的车辆往往噪声也大。因此，从汽车NVH问题的角度看，解决噪声不能头痛治头，脚痛治脚，而应该考虑到整车其他方面的问题，例如要考虑到车身、发动机、轮胎、弹性支承等诸方面。

零部件生产企业

1.随着专业化分工，整车制造企业已经逐渐将大部分零部件交给零部件生产企业来做。盛行的“模块化”生产方式把汽车装配生产线上的部分装配劳动转移到装配生产线以外的地方去进行。这样，零部件生产企业必然遇到NVH问题。设计者考虑的问题也不单纯是零部件的本身，而是零部件与零部件之间，零部件与整车之间的关系。

2.例如在解决车身NVH问题上，长春合成材料有限公司产品具有国内较先进的产品研发及其生产技术，同时可以协同各汽车厂商开展同步开发工作。

3.例如在解决发动机NVH问题时，CooperStandard发动机公司为了获得更好的降噪效果，对发动机做降噪处理外，还对车辆的发动舱、车厢内部设计结构都进行了声学研究，以求最好的解决方案。轮胎也是噪声的主要来源之一，一些厂商除选用低噪声轮胎外，对车轮罩衬垫进行声学特性设计，使其起阻隔噪声的作用。

研究和评价

研究汽车的NVH特性首先必须利用CAE技术建立汽车动力学模型，已经有几种比较成熟的理论和方法。

1.多体系统动力学方法：将系统内各部件抽象为刚体或弹性体，研究它们在大范围空间运动时的动力学特性。在汽车NVH特性的研究中，多体系统动力学方法主要应用于底盘悬架系统、转向传动系统低频范围的建模与分析。

2.有限元方法(FEM)：是把连续的弹性体划分成有限个单元，通过在计算机上划分网格建立有限元模型，计算系统的变形和应力以及动力学特性。由于有限元方法的日益完善以及相应分析软件的成熟，使它成为研究汽车NVH特性的重要方法。一方面，它适用于车身结构振动、车室内部空腔噪声的建模分析；另一方面，与多体系统动力学方法相结合来分析汽车底盘系统的动力学特性，其准确度也大大提高。

3.边界元方法(BEM)：与有限元方法相比，边界元方法(BEM)降低了求解问题的维数，能方便地处理无界区域问题，并且在计算机上也可以轻松地生成高效率的网格，但计算速度较慢。对于汽车车身结构和车室内部空腔的声固耦合系统也可以采用边界元法进行分析，由于边界元法在处理车室内吸声材料建模方面具有独特的优点，因此正在得到广泛的应用。

4.统计能量分析(SEA)方法：以空间声学和统计力学为基础的统计能量分析(SEA)方法是将系统分解为多个子系统，研究它们之间能量流动和模态响应的统计特性。它适用于结构、声学等系统的动力学分析。对于中高频（300HZ）的汽车NVH特性预测，如果采用FEM或BEM建立模型，将大大增加工作量而且其结果准确度并不高，因此这时采用统计能量分析方法是合理的。有人利用SEAM软件对某皮卡车建立了SEA模型，分析了它在250Hz以上的NVH特性并研究了模型参数对它的影响，得到令人满意的结果。

控制措施

汽车振动和噪声的产生并不是相互独立，而是紧密联系的。可以说，噪声源于振动，振动、噪声和舒适性这三者是密切相关的。既要减小振动、降低噪声，又要提高乘坐舒适性、保证产品的安全性、环保性以及使用性能。

要改善汽车的NVH特性，首先是对其振动源和噪声源的控制。这就需要改善产生振动和噪声的零部件的结构，改善其振动特性，避免产生共振；改进旋转元件的平衡；提高零部件的加工精度和装配质量，减小相对运动元件之问的冲击与摩擦；改善气体或液体流动状况，避免形成涡流；改善车身结构，提高刚度；施加与噪声源振幅相当而相位相反的声音等。其次要控制振动和噪声传递的途径。这就需要对结构的振动和噪声传递特性进行分析并改进，使之对振动和噪声具有明显的衰减作用而不是放大；优化对发动机悬置的设计，降低发动机向车身传递的振动；对悬架系统进行改进，阻断振动的传递；采用适合于平面振动的阻尼材料、适合于旋转轴类的扭振减振器以及针对其它线振动的质量减振器；分析和改进结构，特别是车身的密封状况，提高密封性能；各种吸音材料、隔音材料和隔音结构的研究及应用，提高汽车内部的吸音和隔音性能等。[1]

---------------------------------------------------------------

汽车工程师之家

汽车零部件销售采购群 561235315

1. 综合群 389019142

234636259(已满)

2.发动机2群169037072

发动机1群495736432 （已满）

4.生产工艺 464977382

5.大众维修群 339847458

475080760（已满）

通用维修群 482337093

日产维修群 472698328

482397139（已满）

本田维修群 478679991

丰田维修群 131294462

163706446（已满）

福特维修群 600988415

202525389（已满）

国产车维修群 306079096

长安维修群 142807226

汽车维修技术群1 464994289（满）

汽车维修技术群2 489027970 （满）

汽车维修技术群3 244150620

6. 汽车NVH1 464999206(已满)

汽车NVH2 549775224

7.汽车变速器技术交流群 557641422

8.汽车试验技术交流群 329789345

9.汽车内饰1群 314251920（已满）

汽车内饰2群 552101856

10.汽车底盘技术交流群二537797882

汽车底盘技术交流群一263852001(已满)

11.电动汽车技术交流群三581805446

电动汽车技术交流群二 535040109(已满)

12.汽车生产工艺1 464977382(已满)

汽车生产工艺2 564922694

13. AVL suite交流群 466625292

14. GT suite 交流群 478689325

15. Catia汽车应用3： 575480051

16.汽车电子交流群：321514802

17.汽车总布置群：497112454

18.汽车车身群：497137620

19. 柴油发动机设计--- 553423779

20.客车群423315360

21.货车专用车群553063887

22.Advisor技术群553460850

23.MATLAB-Simulink群130269675

24.ADAMS汽车群- 191565006

25.汽车模具设计群- 253062906

汽车工程师之家手机APP：

------------------------------------------

郑重声明：此文内容为本网站转载企业宣传资讯，目的在于传播更多信息，与本站立场无关。仅供读者参考，并请自行核实相关内容。