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2005-09-23
最近,國(guó)際汽車(chē)界又制定了一項(xiàng)新標(biāo)準(zhǔn),簡(jiǎn)稱為NVH標(biāo)準(zhǔn),即噪音(Noise)、振動(dòng)(Vibration)、平順性(Harshness)三項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),通俗稱為乘坐轎車(chē)的“舒適感”。
讓車(chē)輛更安靜更舒適
對(duì)汽車(chē)客戶而言,都會(huì)看重一輛車(chē)的駕駛性能。而車(chē)輛的駕駛性能又細(xì)分為駕駛和操縱、靈活性以及NVH(噪聲、振動(dòng)、耐久性)三個(gè)方面。如今汽車(chē)廠商正面臨著越來(lái)越大的市場(chǎng)壓力以滿足消費(fèi)者對(duì)車(chē)輛的NVH要求。一種有著更好NVH性能的汽車(chē)能夠幫助汽車(chē)廠商占據(jù)更多的市場(chǎng)份額,這一點(diǎn)對(duì)豪華轎車(chē)尤為如此。以近年在美國(guó)汽車(chē)市場(chǎng)上的銷(xiāo)售情況為例,日本豐田公司生產(chǎn)的Camry(佳美)牌轎車(chē),本田公司生產(chǎn)的Accord(阿科德)牌轎車(chē)和美國(guó)克萊斯勒公司生產(chǎn)的Tolos牌轎車(chē),三者在市場(chǎng)上的銷(xiāo)售比率都一躍上升為第一位。原因就是它們?cè)贜VH領(lǐng)域里的技術(shù)處于領(lǐng)先地位。
如今,NVH問(wèn)題已經(jīng)成為在車(chē)型開(kāi)發(fā)過(guò)程中各大整車(chē)企業(yè)和零部件企業(yè)關(guān)注的主要問(wèn)題之一。國(guó)外公司的統(tǒng)計(jì)表明,整車(chē)約有1/3的故障問(wèn)題是和車(chē)輛的NVH問(wèn)題有關(guān)的。而各大公司有近1/5的開(kāi)發(fā)費(fèi)用耗費(fèi)在解決車(chē)輛的NVH問(wèn)題上。
而國(guó)內(nèi)現(xiàn)在的實(shí)際情況還只是關(guān)注車(chē)輛的安全性、燃油經(jīng)濟(jì)性等方面,消費(fèi)者還沒(méi)有重視車(chē)輛NVH的性能。不過(guò),國(guó)內(nèi)現(xiàn)在已經(jīng)有很多整車(chē)企業(yè)和零部件企業(yè)開(kāi)始了這方面的技術(shù)儲(chǔ)備。
車(chē)輛的NVH問(wèn)題涉及范圍很廣,其來(lái)源就是典型的機(jī)械負(fù)荷在動(dòng)力學(xué)和聲學(xué)上的反應(yīng)。車(chē)輛的NVH基本上可以分為車(chē)身NVH、發(fā)動(dòng)機(jī)NVH和底盤(pán)NVH三個(gè)部分;類(lèi)型可以細(xì)分為道路NVH、制動(dòng)NVH、空調(diào)系統(tǒng)NVH、空氣動(dòng)力NVH等數(shù)個(gè)部分。
降低NVH的主要措施有:降低NVH源頭處輸入的力、提供隔離措施、對(duì)車(chē)輛進(jìn)行模塊化管理、節(jié)點(diǎn)安裝到位以及動(dòng)態(tài)減震等。在國(guó)外,有車(chē)輛使用傳輸路徑分析器TPA(Transfer Path Analysis)來(lái)進(jìn)行識(shí)別主要的NVH傳播途徑。值得注意的是,降低NVH不只是噪聲的問(wèn)題,也不僅僅只是振動(dòng)的問(wèn)題,是一個(gè)系統(tǒng)性的問(wèn)題。例如有些轎車(chē)行駛時(shí)車(chē)廂噪聲大,經(jīng)查發(fā)現(xiàn),源頭在發(fā)動(dòng)機(jī),那么這一個(gè)噪聲問(wèn)題可能就涉及到三個(gè)部分,一個(gè)是發(fā)動(dòng)機(jī)本身的噪聲大,一個(gè)是發(fā)動(dòng)機(jī)懸置部件減振效果差,一個(gè)是車(chē)廂前圍和地板隔音技術(shù)不好,是一個(gè)互相關(guān)連的系統(tǒng)問(wèn)題。 這個(gè)問(wèn)題要運(yùn)用NVH解決方案,會(huì)涉及發(fā)動(dòng)機(jī)、懸置及車(chē)架等,這就從根本上減少噪聲產(chǎn)生的來(lái)源。因此,NVH問(wèn)題實(shí)質(zhì)是汽車(chē)設(shè)計(jì)中要解決的問(wèn)題,而不是汽車(chē)進(jìn)入市場(chǎng)后要解決的。
遺憾的是,由于國(guó)內(nèi)整車(chē)企業(yè)大都選擇購(gòu)買(mǎi)零部件進(jìn)行組裝,整車(chē)企業(yè)往往不是系統(tǒng)地看待NVH的問(wèn)題,而是普遍關(guān)注某一個(gè)具體問(wèn)題的解決方法。還只是局限在解決某一突出的問(wèn)題上,沒(méi)有一個(gè)系統(tǒng)化的概念。
目前,NVH問(wèn)題不僅影響到汽車(chē)公司,也影響到了汽車(chē)零部件企業(yè)。外國(guó)各大公司是從上世紀(jì)70年代中期開(kāi)始重視車(chē)輛的NVH問(wèn)題的。原先,都是各整車(chē)廠自己獨(dú)立解決有關(guān)問(wèn)題,但是近年來(lái),隨著行業(yè)分工細(xì)化,整車(chē)企業(yè)已經(jīng)逐漸將大部分的工作移交給零部件企業(yè)來(lái)做了。盛行的“模塊化”生產(chǎn)方式把汽車(chē)裝配生產(chǎn)線上的部分裝配勞動(dòng)轉(zhuǎn)移到裝配生產(chǎn)線以外的地方去進(jìn)行。對(duì)于不少零部件企業(yè)而言,設(shè)計(jì)者考慮的問(wèn)題也不單純是零部件本身,而是零部件與零部件之間,零部件與整車(chē)之間的關(guān)系。能否有效地消除自己產(chǎn)品的NVH負(fù)面影響,已經(jīng)成為影響他們生存的第一大問(wèn)題。對(duì)國(guó)內(nèi)零部件企業(yè)來(lái)說(shuō),這一點(diǎn)也是已經(jīng)無(wú)法回避的問(wèn)題。以汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)懸置總成為例,國(guó)內(nèi)企業(yè)很難進(jìn)入歐美日大企業(yè)的供貨圈。原因就是這個(gè)部件牽涉到發(fā)動(dòng)機(jī)的NVH問(wèn)題。如果懸置總成不能夠有效地減輕發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng),則振動(dòng)會(huì)傳到車(chē)體上,然后再進(jìn)入車(chē)廂,車(chē)內(nèi)噪聲就會(huì)升高。如果橡膠材料和阻尼材料的頻率選擇失當(dāng)?shù)脑?,就有可能引發(fā)與發(fā)動(dòng)機(jī)的共振,會(huì)嚴(yán)重影響汽車(chē)的駕駛舒適性。
巨大的市場(chǎng)潛質(zhì)
中國(guó)的NVH市場(chǎng)潛質(zhì)很大。據(jù)估計(jì),僅用于汽車(chē)減噪和防震泡棉及橡膠組件而言,中國(guó)的NVH市場(chǎng)潛質(zhì)價(jià)值就高達(dá)25億元人民幣。國(guó)際主要的NVH組件生產(chǎn)商到現(xiàn)在都還沒(méi)有在中國(guó)設(shè)廠,多數(shù)公司是通過(guò)代理和分銷(xiāo)商把產(chǎn)品銷(xiāo)售到中國(guó)的。不過(guò)他們對(duì)中國(guó)虎視眈眈,時(shí)機(jī)一成熟便會(huì)到中國(guó)設(shè)廠。NVH產(chǎn)品對(duì)技術(shù)的要求較高,采用的是較大型的機(jī)器、非標(biāo)準(zhǔn)型的模具,及特殊的切割技術(shù)。此外,國(guó)內(nèi)公司還必須建立產(chǎn)品的測(cè)試機(jī)制和品管設(shè)施。
滿足最佳NVH性能的合適參數(shù)卻經(jīng)常與其他性能相矛盾,如疲勞性能和動(dòng)力學(xué)性能,而通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)的方式解決起來(lái)既費(fèi)時(shí)又耗力。這就需要設(shè)計(jì)者在開(kāi)發(fā)過(guò)程中用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行模擬測(cè)試,再與樣車(chē)測(cè)試對(duì)比,最后決定是否正式生產(chǎn)。這樣就節(jié)省了時(shí)間、人力和財(cái)力。目前國(guó)外巳有用于研究汽車(chē)噪音與振動(dòng)的軟件工具,幫助設(shè)計(jì)者識(shí)別、隔離和排除可能的噪聲源。國(guó)際上對(duì)于額外地降低NVH 還只是停留在對(duì)車(chē)輛有著更高精度要求的設(shè)計(jì)研究階段,這是因?yàn)楸憷腘VH分析還有一定的限制。目前全球分析NVH更多的是針對(duì)裸車(chē),這使得其需要更大的發(fā)展。目前NVH分析的激振頻率的上邊界限制在250~300Hz,為了降低更多的NVH,更多的汽車(chē)廠商希望在未來(lái)幾年里能夠?qū)⒋诉吔缟仙?00Hz。這一些都使得計(jì)算NVH所需要的模塊參數(shù)更多、更大。這對(duì)于國(guó)內(nèi)的廠商來(lái)說(shuō),也是一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
目前用于NVH分析的軟件主要有LMS Virtual.Lab、MSC.NVH Manager 、VPG(Virtual Proving Ground)虛擬試驗(yàn)場(chǎng)和Samrt Office 等。