汽车噪声与振动的特征
在汽车界,人们谈论噪声与振动时,通常采用一个词NVH,即是噪声(Noise)、振动(Vibration)和不舒适(Harshness)三个英文单词首字母的简写。人的耳朵是一个非线性结构,对不同频率噪声的听觉是不一样的。人对振动的敏感程度是与频率、姿势和方向有关的。
噪声与振动能让顾客直接感受到一部车是否舒适,所以他们在购买汽车时,对此特别关注。因此,在汽车开发过程中,汽车公司投入大量人力和物力来减小噪声与振动。
在制定一部汽车的噪声与振动指标时,要考虑到四方面的因素:第一是政府法规。目前,政府对噪声与振动的法规只有一项-通过噪声标准(pass-by noise)。在欧洲,通过噪声为74dB(A);在美国,通过噪声为78dB(A)。第二是顾客要求。在汽车开发之前,往往要做市场调查,了解市场上需要怎么样的车,噪声与振动的水准是多少。在汽车开发过程中,都是以满足顾客的需求为中心的。第三是竞争对手的车。如果确定了将要开发的车在市场中的定位,就可以将竞争对手相应的车拿来测试与分析,使得自己开发的新车在市场上具有强烈的竞争力。第四是公司的技术能力。
当这四方面的要求都满足的时候,就可以制定整车层次的噪声与振动目标,包括驾驶员和乘客耳朵处的噪声大小、方向盘的振动、地板的振动和椅子上的振动。然后将整车噪声振动目标分解。首先是分解到系统层次,如动力系统、车身系统等。然后继续分解到子系统,如将动力系统目标分解到发动机子系统、进气子系统、排气子系统等等。最后子系统噪声与振动目标分解到零部件,如排气系统日标分解到消声器的传递损失、挂钩隔振器的传递率等。汽车噪声振动有两个特点。一是与发动机的转速和汽车行驶速度有关,二是不同的噪声振动源有不同的频率范围。图1-8表示汽车噪声源与行驶速度的关系。在低速时,发动机是主要噪声与振动源;在中速时,轮胎与路面的摩擦是主要噪声与振动源:而在高速时,车身与空气之间的摩擦变成了最主要的噪声与振动源。图1-9表示噪声源与频率的关系。低频时,发动机是主要噪声与振动源,路面与轮胎摩擦和车身与空气摩擦的贡献随着频率增加而增加;中频时,变速箱和风激励噪声占主导成分;高频时,主要考虑的问题是说话和听话的声音是否清晰,即所谓声品质问题。