車輛NVH特性在改進汽車乘坐舒適性中的應用

李 晗

（遼寧省交通高等專科學校，遼寧 沈陽 110122）

車輛在使用過程中出現的三分之一問題都與車輛的NVH有關，因此車輛NVH特性不但僅影響著車輛的乘坐舒適性，同時也決定著車輛的性能品質。根據車輛NVH問題的系統性，可以按照問題的來源把車輛NVH歸結為發動機NVH、車身NVH和底盤NVH三大種類，如果再細化，可以發現在空氣動力、空調系統、道路行駛、制動系統等多個方面也存在NVH問題。可以說，NVH的研究范疇很廣，無論是汽車零部件強度和壽命，還是車輛的乘坐舒適性，都屬于這一研究范疇。從NVH的角度來看，由千萬個零部件組合在一起、相互配合工作，結構復雜、控制精準的汽車包含了噪聲振動源（發動機、變速器等）、噪聲振動傳遞裝置（懸架系統及連接件等）和噪聲發射器（車身）。因此從車輛的NVH特性方面研究提高乘坐舒適性的方法，就必須針對噪聲振動的源頭、噪聲振動的傳遞及噪聲振動的吸收3個方面分析。

1 車輛的NVH特性

NVH是三個英文單詞的縮寫，即Noise（噪聲），是很多消費者關注的一項指標，在進行新車測試時，使用噪聲儀測試車輛在不同工況下的噪音，通過這項測試可以反映出車輛整車NVH的匹配程度；Vibration（振動），過多的振動可以導致人們的煩躁，通常噪音的激勵源也是振動的激勵源；Harshness（聲振粗糙度），指噪聲和振動的程度，由于振動和噪聲會使車輛乘坐者有不舒服的感覺及使人產生極不舒適的瞬態響應，因此聲振粗糙度也被稱為不平順性和沖擊特性。

噪聲、震動及聲振粗超度在汽車的使用中往往是同時出現的，且聯系緊密，因此通常把這三個問題放在一起進行研究。在研究過程中，首先要利用CAE（Computer Aided Engineering）技術建立汽車動力學模型，常用的較成熟理論方法有多體系統動力學方法、有限元方法、邊界元方法和統計能量分析方法。

2 優化車輛NVH、提升車輛乘坐舒適性的手段

車輛的振動和噪聲的種類有很多，如發動機抖動與噪聲、底盤各部件在車輛行駛過程中產生的振動與噪聲以及車身零件之間產生的振動與噪聲，同時汽車內飾件、汽車座椅等在設計裝配方面及使用過程中所產生的振動和噪聲也是優化車輛NVH的關鍵環節。

2.1 基于NVH的車輛內飾優化

汽車的內飾不但能夠起到美觀、裝飾的作用，同時也具有較強的吸音與隔振能力。內飾材料的選用可以適當地減小噪音、提高聲音品質、降低零件之間的異響的傳遞等，達到讓乘員與駕駛者可以在乘車與駕駛過程中具有更為舒適、愉悅的體驗。而這種方面的優化，提升了整車的“質感”。這種感覺一方面是由設計決定的，而另一方面，在駕駛體驗與乘坐體驗方面，選用材料和噪聲振動的控制都是影響其舒適度的關鍵，如圖1所示。

2.2 基于NVH的車輛后視鏡的優化

后視鏡的一個很小的細節處理，可以實現對空氣的流動進行干擾，從而使得空氣通過側窗與后視鏡后部的速度提升，這樣減小了后視鏡與前側窗所產生的風噪，進而減少噪聲，如圖2所示。

圖1 寶馬1系與寶馬7系內飾對比

圖2 后視鏡內側擾流設計

2.3 基于NVH的車輛前風擋玻璃邊緣的優化

對于前風擋玻璃邊緣的設計，斷差和角度會影響整車在行駛過程中的風噪表現。這一斷差與角度數據的確定，需要依賴于CFD（模擬計算流體力學）軟件在造型方面的模擬計算來實現，而后通過實驗進行二次調整以達到優化A柱風噪的效果，如圖3所示。

圖3 A柱內側斷差

3 結語

汽車噪聲源于振動，而汽車乘坐的舒適性又與汽車的振動、噪聲息息相關。優化汽車的NVH特性，應從兩個方面入手：一是控制源頭，及對振動源和噪聲源進行控制，這就需要改善相關零部件的結構，改善其振動特性，避免零部件間產生共振；二是控制振動和噪聲傳遞的路徑，這就需要對振動和噪聲傳遞特性進行分析并改進結構，使振動和噪聲得到一定程度的衰減。