【讲堂】拿掉发动机,NVH就so easy了?

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导读


国内大力推广的纯电动汽车似乎在宣告着内燃机时代的没落,抛开情怀不讲,单从NVH角度来看,拿掉了带动机也就意味着去掉了最大的噪声和振动源,貌似NVH会变得简练好多,但实际是这样的吗?

无论是出于所谓的“弯道超车”理论也好,照样更相符下一步的智能驾驶方案也罢,纯电动是国内今朝对照鼓励的成长模式。那么从NVH的角度考虑,纯电动意味着传统的内燃机被驱动电机替代,没有了带动机的振动和噪声,纯电动汽车的NVH会变得很简练吗?

BMW i3组织剖视图

在讨论这个问题之前,先引入个概念——遮掩效应

所谓遮掩效应,就是指听觉系统对一种声音的感知被另一种声音所阻碍的现象。传统内燃机汽车因为有带动机的存在,使得其他噪音不那么光鲜。换句话讲,就是传统汽车中其他噪声很随意被带动机工作的声音遮掩掉。相信对于每一位车迷而言,引擎带动的轰鸣声也算得上一种享受,因为对于人耳而言,带动机运转的声音是对照随意接管的,至少算不上刺耳。然而,纯电动汽车中,因为把带动机拿掉了,被遮掩掉的各类各样的声音就会凸显出来,若是对于纯电动汽车不进行NVH调教,将会使得本应稀奇舒适的驾驶室,显得不那么协调。

那么,对于纯电动汽车而言,其首要的噪声源有哪些呢?其NVH调教又需要在哪些细节上多下功夫呢?

胎噪和路噪

一般来讲,这两个概念不会克意去区分,因为当我们驾驶汽车的过程中,直观感想上都是从车辆下方传来的噪音,然则细究下来,二者照样有不合之处的。

胎噪,顾名思义,即轮胎发生的噪声,这种噪声发生的机理有多少,简略上可以归纳为以下几种:

1、轮胎与地面发生滚压时,轮胎上的橡胶块敲击路面,并引起橡胶块振动,向外辐射噪声;可以想象在平整的柏油路上,驾驶越野汽车(胎面粗拙,轮胎花纹沟槽深)与通俗家用轿车(胎面相对平整,花纹沟槽浅)的胎噪对比景遇。

沟通路眼前提下,胎面越粗拙,噪声相对越大

2、轮胎与地面之间的滑移和摩擦辐射噪声;这种现象的极端景遇就是绕桩试验,可以听到轮胎与地面摩擦发生的尖叫声。

3、“泵气”噪声:轮胎的花纹与路面之间形成空腔,轮胎滚动的时候,空气在花纹与地面形成的封闭空间内被吸入然后被排出,如斯的轮回形成“泵气”的究竟,进而发生泵气噪声。

这个现象就相同于玩口技“B-box”(动次、打次~),经由将气体吸入、呼出,这个过程中发出必然的声音,组合起来就形成了必然的节奏和律动,只不过轮胎形成的这种稀奇的“B-Box”不是人人所进展听到的。

4、轮胎侧壁组织在路面接触面周围络续受到变形,发生振动,进而发生组织声辐射。

胎噪除了与外观花纹、轮胎组织、尺寸、材料等有关以外,还与轮胎的载荷、车速等亲切相关,想必各位在实际驾驶过程中都深有体味。

那么,何谓路噪呢?当汽车行驶在粗拙路面上时,因为路面的不平对轮胎形成冲击,若是底盘隔振调教不好,将会把振动传递给悬架,引起悬架振动发生的噪声。这部门可以称之为路噪。若是各位还记得第一期NVH《教室》里给各位讲的组织噪声和空气噪声的话,这里的路噪属于组织噪声里面的一部门,胎噪属于空气噪声里面的一部门。

Nissan Leaf拿掉了带动机,对底盘仍然有较高的隔振设计需求,以削减底盘振动发生的噪声

在驾驶汽车的过程中,有时会听事实盘因为把握臂或副车架等的振动传来的回音(隆隆的声音),有些车在过减速带时,车轮驶过减速带的同时,能光鲜听到“咚、咚”的声音,这种噪声就是因为底盘隔振设计不理想,将路面的激励传递给悬架发生了冲击噪声。是以,在NVH斥地阶段,隔振元件的设计、底盘零部件的振动特征理会,都是不容忽视的。

风噪

当汽车以较低的车速行驶时(一般低于80km/h),听到的更多的噪音是来自于底盘和轮胎。然而,一旦车速提起来,风噪将会变的稀奇凸起,在失去遮掩效应的纯电动车上将加倍光鲜。

模拟车身气流改变

风噪形成的首要原因是汽车熟行驶时与气流发生相对运动,气流激扰浸染在汽车上遍地,直接或间接地影响车内噪声。从设计的角度来讲,汽车风噪可以分为以下几类:

1、密封不良引起的噪声,比如车门、车窗的密封胶条设计问题,看似组织简练的密封条,在降低风噪的过程中施展着首要的浸染。

2、车身外外观的沟、缝等因为几许不平整度引起的噪声;流线型的组织设计不单可以降低风阻系数,还可以减弱车身外观的气动星散,进而有利于降低风噪。

3、车身外表凸起组织,如雨刷、后视镜、天线、顶棚的行李架等外饰件引起的噪声;这也是Tesla、Porsche等厂商把门把手缩到车身里面的一个首要原因。若不是出于美观、消费者接管水平等的考虑,想必后视镜也被摄像头替代掉了吧~

将门把手缩到车身里以降低风阻和风噪的方案,已逐渐被各大主机厂采用。 

在车身设计阶段,既要兼顾美观,又要考虑风噪,这充足造型师和NVH工程师一番激烈的“讨(si)论(bi)”了~

驱动电机噪声

纯电动车型上,行使电机替代了带动机,没有了相对卤莽的燃烧过程,但驱动电机也不是“省油的灯”。

Renault Zoe传动系统分化图:1、电控单元;2、定子;3、转子;4、单级变速箱和差速器

电机驱动带来的噪声首要有电磁噪声(以永磁同步电机为例,因为气隙中的电磁力浸染在外定子或外转子上,使外定子或外转子发生振动并向外辐射噪声而发生的,首要与电磁力、电机组织、电机壳体声辐射特征有关,是永磁同步电机噪声的首要组成部门);机械噪声(轴承引起的噪声以及转子动不平衡力发生的振动和噪声);空气动力噪声(如涡流噪声:电机内部温度较低的空气在扭转外观形成扭转的气堕胎生的)。

这些噪声的直接施展就是急加速时的高频噪声,这些噪声不合于带动机的噪音,凭证实际乘坐体验,纯电动驱动系统这种高频噪声给人的直观感触令人很焦躁。是以非常需要对其进行把握。

齿轮啸叫声

齿轮啸叫是因为在齿轮传动过程中,因为齿轮的加工精度以及受力发生弹性变形的原因,在齿轮传动过程中,导致轮齿干预、触犯,进而发生激振力,引起传念头构及箱体的振动而发生的。

BMW i8电驱动系统,把握电机噪声的同时,传动系统的噪声同样不容忽视

对于纯电动车,减、差速器是发生振动噪声的首要供献部件之一。也恰是因为没有了内燃机的遮掩效应,这些在内燃机上没那么光鲜的噪声问题,一旦到了电动车上,就会显得稀奇的凸起。

当然,上述几种噪声是电动汽车首要的噪声源,还有一些如雨刮器的噪声、空调压缩机的噪声,即使响度不大,然则也足以让乘客感应焦躁。此处就不再具体给人人展开了,人人可以自行试驾感想。

电动汽车NVH若何调教?

经由上面一波理会,看起来电动汽车的NVH问题并不比燃油车少,为了给消费者带来更好的乘坐体验,主机厂也在竭尽全力的调教,那么事实是若何做的呢?对于我们通俗的车主而言,在平时的维护中应该留意哪些问题呢?

在关于NVH的第一篇《教室》里跟人人讲过,激励、传递特征、响应,是系统的三大件。对于胎噪和路噪问题,一般来讲,路面的激励我们是无法进行改变的,事实柏油路不是咱自己修的~所以首要从传递路径这个角度考虑。

马牌CC6静音轮胎,其轮胎花纹雕刻处处施展“黑科技”

对于胎噪而言,轮胎的花纹组织、胎面材料、气压等都对胎噪有着首要的影响,是以,米其林,普利司通等都斥地出了静音轮胎,车主可以经由静音轮胎降低胎噪。当然,好的品质也意味着高的成本~具体静音事理可以参考下面给出的注释。

CC6静音事理。这里的“亥姆霍兹共振器”事理可以简练懂得为:经由稀奇的组织设计,形成气体共振,行使共振消费噪声能量,相同于工程上的动力吸振器,对特定频率的振动能量领受。

此外,平时的使用中,留意检测并保证胎压正常(胎压不足会光鲜增加胎噪,常开车的同伙都有体味)以及进行合理的轮胎动平衡及四轮定位(保证合理的轮胎定位参数,削减轮胎的磨损,进而降低胎噪);

对于路噪而言,经由合理的底盘调教,如调整悬架衬套刚度、阻尼,以及在设计阶段充实考虑各零部件振动特征,即所谓的“模态理会”:经由实验或仿真进行角力组织的固有频率,以避开激励频率,进而避免共振,降低路噪。此外,经由改善车身组织的设计,如采用高强钢等提升车身刚度,降低振动和噪声的传递。

Volvo V40车身用材估中采用铝、高强钢、超高强钢等材料,同时知足不合机能需求

上述法子都可以削减路噪传递到驾驶室。当然,在白车身上合理安置阻尼垫,既可以衰减振动,又可以削减声音的透射。此外,驾驶室内的顶棚材料也不容小觑,里面的多孔组织能够很好的起到吸声的浸染,使得声音的能量在多孔材料里面被耗散掉。

针对风噪的把握,今朝首要采用的是优化车身组织,流线型设计,削减阻力,削减气动噪声,降低风噪;对于驱动电机噪声的把握,可以从组织设计、把握等角度出发,经由优化电机的开槽形式等体式实现减振降噪,今朝一些高校和企业都在做这方面的起劲;针对齿轮的啸叫,可以经由优化齿轮组织,对齿轮进行轮齿的微观修形,改善齿面的啮合误差,从而减小传递误差的幅值和波动,从来源上减小齿轮啸叫现象的发生,这种解决方案在传统内燃机汽车上也有采用。针对更随意露出噪声的纯电动汽车而言,上述法子显得更有需要了。

对于纯电动汽车而言,除了续航、里程焦虑以外,NVH的调教真没那么简练。至于纯电动汽车事实能“跑”多远,要看消费者的实际体验了。

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028期丨要平顺照样要迅捷,问问液力变矩器吧?

027期从手艺理论上说,水氢带动机是否是幻梦成空?

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撰文丨杨仕祥

版式丨老贾

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