噪声振动控制和NVH性能在汽车的开发

【摘要】随着我国经济的发展和社会的进步，汽车已走进人们的生活，逐渐变成人们生活中必不可少的一部分。如今，汽车性能改进、提高的开发已成为汽车领域研究的主旋律，其中NVH为主要研究方向。本文主要针对汽车行驶过程中的噪声、振动和NVH性能进行研究，阐述噪声、振动产生的原因和控制方法，以及NVH性能对汽车开发的具体影响。

【关键字】噪声振动 控制 NVH性能 汽车开发

引言

众所周知，NVH是评价汽车性能的重要指标之一，其是指Noise（噪声）、Vibration（振动）、Harshness（声振粗糙度）。声振粗糙度具体是指噪声和振动的品质，用来描述人对声音的主观感觉程度。由于声音粗糙度时常给人带来不舒服的感觉，会有一定的冲击感受，因此其也被称之为冲击特性。

随着人们生活质量的提高，人们对于汽车乘坐的舒适性的要求，也变得越来越高。在当下，汽车市场竞争十分激烈，如何改善汽车质量、降低成本价格，提高NVH性能，已成为商家的重大卖点，而且NVH性能的好坏直接影响汽车的整体性能。因此，要想从根本上改善目前汽车领域的状态，解决汽车乘坐舒适性的问题，首先需要关注的问题就是汽车振动和噪声。

1.汽车的噪声控制

1.1车内噪声

所谓车内的噪声，主要是指发动机的噪声。解决这一问题的主要办法涉及到各个方面的技术问题，其中就包括发动机的材料、结构，工艺等。据科学研究表明：声源控制是解决机械类噪声的根本方法，其主要方法是隔声、消声、隔振等，通过选取合适的材料，达到降低噪声的目的。因此，对于由发动机引起的噪声问题，常用的解决方法有：在发动机和水固定架上安装一定程度的减振设备，使机械能以热能的形式消耗；发动机舱的内部应尽量减少凹凸不平，采用合适的材料对车身上的所有骨架采取封闭措施，以避免有液体渗漏，加大车内噪声。

1.2轮胎噪声

轮胎噪声主要是由于轮胎和地面的摩擦引起的，是导致底盘噪声的重要因素。实践表明：在比较干燥的路面上行驶，当车速达到100公里/小时，轮胎的噪音将盖过所有噪音，变为主要噪音来源。而在湿路面上，即便车速较慢，轮胎摩擦地面带来的噪音都将成为主要噪声源头。据此，轮胎噪音可大致分为三部分：一是轮胎四周空气和轮胎花纹缝隙空气噪音，二是轮胎和花纹带来的部分振动引起的震动噪音，三是路面不平带来的路面噪音。由此看来，解决轮胎噪声主要方法有：改善轮胎的形状，改变轮胎橡胶的材质，提高路面行驶状况，阻隔轮胎噪音向驾驶室传播。

1.3降低燃烧噪声

所谓燃烧噪声，就是指柴油机在燃烧过程中产生的噪声，其在汽车总体的噪声中所占比例最大。对于燃烧噪声来说，其控制的根本方法在于缩短滞燃期，具体方法如下：一是利用隔热活塞来提高燃烧室的温度，缩短滞燃期，进而控制汽车柴油机在燃烧时带来的噪声；二是废气循环，所谓废气循环就是将发动机的产生的废气送回气缸，循环利用，这样有利于提高进气和燃烧的温度，从而降低燃烧过程中产生的噪声；三是采用增压技术，提高空气充气量，增加空气压力，减少滞燃期，在有利于助燃的同时，降低噪声；四是对于燃烧室的设计和选择，要遵循型号和尺寸相统一，减少燃烧室对噪音的影响；五是尽可能的减少供油提前角，不同的供油提前角，会影响着火迟期时情况燃料喷射量的，从而对发动机的功率、消耗以及噪声都会产生一定的影响；六是利用双弹簧喷嘴进行预喷，其本质在于一次性喷完的燃油分两次进行喷射，且第一次喷射较少，这样就会在主喷前进行点燃的预反应，以此减少滞燃期内可点燃的燃料，达到降低燃烧噪音的目的。

1.4其他噪声

对于其他类型的噪声，最有效、最可行的办法就是控制噪声的传播途径。机械类的噪声主要是靠空气和固体进行传播，寻找噪声的源头及传播途径，进而采用适当的材料，应用弹性连接，阻止声音的传播。

2.汽车的振动控制

如果将汽车整体作为一个研究系统，那么汽车 本身就是个具有质量、弹簧和阻尼的振动系统。由于汽车各部分的的固有频率不同，汽车在行驶过程中，汽车的车轮、发动机和传动系统都会产生振动，进而影响驾驶员的舒服感，甚至将会缩短汽车的使用寿命。

对于汽车振动来说，其控制主要从汽车各个系统的设计上进行。发送机的振动控制主要利用隔离控制技术，即隔报技术。在发送机的设计上，要控制好发送机悬置的问题，使悬置起到隔离作用。除此之外，在设置过程中，还应注意在各种约束的条件下，发动机缸体振动的运动耦合和频率问题，就可以优化发送机的的悬置系统，从而起到隔振的作用。在气门的设计中改善气门的固有频率，合理设计凸轮的形线，气门弹簧，采用变圈式弹簧都是控制气门振动的有效措施。

3.汽车的NVH性能

NVH性能的提高主要可以从两方面着手，即：样车NVH开发和系统设计、平衡的NVH开发。具体内容如下：

（1）样车NVH性能的提高有许多可以发挥的优点，例如：技术人员可以进行试驾、测试，对汽车的性能进行中肯的评价，如果相关人员全部在场，就可以对问题进行分析、总结、研究，进而解决问题。但是此类开发手段解决的问题有限，对于改善车型的问题帮助不大。强硬的利用此开发方法进行改进车型，不仅浪费巨大资金，而且后期产品无法上市。因此，该方法不适合开发新型车型。

（2）系统设计和平衡的开发可大致分为两部分：一是先期的系统平衡设计，二是后期的系统精细设计和系统评定。先期的系统设计包括外形、内部分布、车身、底盘以及汽车性能等方面。此过程主要负责性能的指标的制定、检验、分析等工作。中后期主要负责精细设计，根据客户的需求，设计、改良出性价比高的、满足市场需求的车型。

总之，汽车的NVH的性能对于商家和客户都很有分析价值，是汽车研究和设计的重要组成部分，这就要求汽车的研究工作者不断开发出可以满足客户要求的新车型。

4.结果

根据研究结果，汽车的性能受到噪声、振动以及NVH性能的影响，其控制方法不尽相同，但是这对于改善乘坐舒适度和保护环境都有很大帮助。总而言之，解决汽车噪声、振动以及NVH性能问题，对于解决当下我国汽车领域所面临的问题，有着重要的作用。

5.讨论

长期以来，发达国家对于汽车技术的研究远远高于发展中国家。一些比较先进的技术，发展国家只能高资引进发达国家的技术，这就会导致发展中国家汽车领域较依赖于发达国家，没有一定的创新性。但是相比于汽车减噪和汽车NVH性能的研究，发达国家也不具有优势，即：发达国家在汽车领域的NVH性能的研究也谈不上精湛，甚至可以说对于先进技术和大量理论，仍然处于空白状态。这就为发展中国家提高汽车领域技术的研究提供了发展方向。汽车领域的这种现状，就要求像我国这样的发展中国家，不断跟踪学习国外先进技术，努力实现自主创新，力求能在短时间内实现自我突破，从而带动汽车领域NVH性能的整体发展，改善目前汽车领域的现状。

参考文献

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[3]杨春.浅析汽车噪声控制振动和NVH性能的开发[J].武汉航海职业技术学院，2012，16（20）：422-423.

作者简介：

刘蕾（1982.5--），女，汉族，山东德州，讲师，学士，主要从事汽车维修工程教育 。