汽车制造商花大量时间关注噪音、振动和刺耳度(NVH)。这是因为许多消费者要求车辆尽可能安静。

操作条件和频率范围通常因车辆而异。例如,豪华轿跑传统上要比紧凑型掀背车安静得多。

“我们都认同NVH,”IAV汽车工程公司(IAV Automotive Engineering Inc.)汽油和替代燃料业务部门主管Chi La说,“它能让我们对车辆的性能做出即时反应。当你跨进一辆豪华轿车时,你不会期望获得跑车那样的感官体验。”

所有车辆的潜在噪音罪魁祸首包括车门、排放系统、发动机、风扇、暖通空调系统、仪表板、座椅、悬挂、轮胎、变速器、窗户和座椅。许多其他部件也会产生声音干扰,如发动机和变速器支架、头条、消声器、油泵和水泵、支柱轴、后桥差速器、转向轭和排气管。

汽车工程师试图通过使用各种类型的绝缘和隔音材料,如泡沫塑料或密封剂,来应对这些挑战。隔音玻璃、车门密封件和车身结构内的泡沫嵌件可以帮助解决基本的NVH问题。

此外,压敏胶带和结构粘合剂是螺母、螺栓和其他可能引起振动相关干扰的紧固件的流行替代品。

汽车车架是令人讨厌的吱吱声、嘎嘎声和嗡嗡声的常见来源。

La说:“轻量化的材料,如铝和高强度钢,已经帮助工程师们制造出比过去更坚固的底盘和车身结构。”“增加的刚性有助于减少主要噪音。它还有助于辅助驾驶特性,这是指路面上的小缺陷造成的刺耳和噪音。

La解释说:“在动力系统方面,汽车制造商正在采用更多的材料,具有更高的内部减震效果。“像铸铝油盘这样的东西正在被碳纤维复合部件所取代。镁外壳正在取代冲压钢外壳。”

然而,减重会对NVH性能产生不利影响。这是由于它的质量和对力的反应惯性更小。更轻的设计也可能会损害结构性能。

今天,室内外声学变得比以往任何时候都更加重要。随着汽车工业的电气化程度越来越高,由来已久的对抗刺耳噪音的斗争正在升温。

从理论上讲,用电力传动系统取代传统的内燃机意味着噪音和振动水平将会降低。但在现实中,传统引擎屏蔽声音的消失可能会暴露出其他噪音问题,而这些问题以前对驾驶者来说并不明显。

电动马达也会产生噪音和振动,而电动架构需要额外的执行器和元件,这些元件都有独特的NVH问题。

“它们都有自己独特的声学特性,在某些情况下,还会产生新的效果,”Bernd Findeisen博士说,他是IAV NVH和力学、动力学和仿真部门的负责人。例如,当负载过重时,电动机会发出一种内燃机所没有的典型的呜呜声。

Findeisen补充道:“当内燃机和电动机同时用于混合动力系统时,挑战就变得尤为复杂。”“在任何可能的情况下,居住者都不允许注意内燃机何时关闭或关闭。在特别安静的全电动操作期间,必须将迄今为止听不见的噪音,如空气、风、滚动或与传输相关的噪音,排除在客舱之外。”

随着汽车行业向全自动驾驶汽车发展,NVH将变得更加重要。

La说:“当人们不再控制汽车时,NVH可能需要通过工程技术和新材料的使用来进一步完善。”“主动噪音控制可能变得更加重要。例如,音频系统可以发出一种声音,抵消任何令人讨厌的噪音问题。”