车辆NVH特性在改进汽车乘坐舒适性中的应用

李 晗

（辽宁省交通高等专科学校，辽宁 沈阳 110122）

车辆在使用过程中出现的三分之一问题都与车辆的NVH有关，因此车辆NVH特性不但仅影响着车辆的乘坐舒适性，同时也决定着车辆的性能品质。根据车辆NVH问题的系统性，可以按照问题的来源把车辆NVH归结为发动机NVH、车身NVH和底盘NVH三大种类，如果再细化，可以发现在空气动力、空调系统、道路行驶、制动系统等多个方面也存在NVH问题。可以说，NVH的研究范畴很广，无论是汽车零部件强度和寿命，还是车辆的乘坐舒适性，都属于这一研究范畴。从NVH的角度来看，由千万个零部件组合在一起、相互配合工作，结构复杂、控制精准的汽车包含了噪声振动源（发动机、变速器等）、噪声振动传递装置（悬架系统及连接件等）和噪声发射器（车身）。因此从车辆的NVH特性方面研究提高乘坐舒适性的方法，就必须针对噪声振动的源头、噪声振动的传递及噪声振动的吸收3个方面分析。

1 车辆的NVH特性

NVH是三个英文单词的缩写，即Noise（噪声），是很多消费者关注的一项指标，在进行新车测试时，使用噪声仪测试车辆在不同工况下的噪音，通过这项测试可以反映出车辆整车NVH的匹配程度；Vibration（振动），过多的振动可以导致人们的烦躁，通常噪音的激励源也是振动的激励源；Harshness（声振粗糙度），指噪声和振动的程度，由于振动和噪声会使车辆乘坐者有不舒服的感觉及使人产生极不舒适的瞬态响应，因此声振粗糙度也被称为不平顺性和冲击特性。

噪声、震动及声振粗超度在汽车的使用中往往是同时出现的，且联系紧密，因此通常把这三个问题放在一起进行研究。在研究过程中，首先要利用CAE（Computer Aided Engineering）技术建立汽车动力学模型，常用的较成熟理论方法有多体系统动力学方法、有限元方法、边界元方法和统计能量分析方法。

2 优化车辆NVH、提升车辆乘坐舒适性的手段

车辆的振动和噪声的种类有很多，如发动机抖动与噪声、底盘各部件在车辆行驶过程中产生的振动与噪声以及车身零件之间产生的振动与噪声，同时汽车内饰件、汽车座椅等在设计装配方面及使用过程中所产生的振动和噪声也是优化车辆NVH的关键环节。

2.1 基于NVH的车辆内饰优化

汽车的内饰不但能够起到美观、装饰的作用，同时也具有较强的吸音与隔振能力。内饰材料的选用可以适当地减小噪音、提高声音品质、降低零件之间的异响的传递等，达到让乘员与驾驶者可以在乘车与驾驶过程中具有更为舒适、愉悦的体验。而这种方面的优化，提升了整车的“质感”。这种感觉一方面是由设计决定的，而另一方面，在驾驶体验与乘坐体验方面，选用材料和噪声振动的控制都是影响其舒适度的关键，如图1所示。

2.2 基于NVH的车辆后视镜的优化

后视镜的一个很小的细节处理，可以实现对空气的流动进行干扰，从而使得空气通过侧窗与后视镜后部的速度提升，这样减小了后视镜与前侧窗所产生的风噪，进而减少噪声，如图2所示。

图1 宝马1系与宝马7系内饰对比

图2 后视镜内侧扰流设计

2.3 基于NVH的车辆前风挡玻璃边缘的优化

对于前风挡玻璃边缘的设计，断差和角度会影响整车在行驶过程中的风噪表现。这一断差与角度数据的确定，需要依赖于CFD（模拟计算流体力学）软件在造型方面的模拟计算来实现，而后通过实验进行二次调整以达到优化A柱风噪的效果，如图3所示。

图3 A柱内侧断差

3 结语

汽车噪声源于振动，而汽车乘坐的舒适性又与汽车的振动、噪声息息相关。优化汽车的NVH特性，应从两个方面入手：一是控制源头，及对振动源和噪声源进行控制，这就需要改善相关零部件的结构，改善其振动特性，避免零部件间产生共振；二是控制振动和噪声传递的路径，这就需要对振动和噪声传递特性进行分析并改进结构，使振动和噪声得到一定程度的衰减。