【讲堂】眼瞅着缸数越来越少了，NVH还不赶紧了解下？（1）

有朋友和我开玩笑，说每次读踢车帮《讲堂》栏目的文章，都有冲动翻抽屉——去寻找自己的毕业证——需要仔细看看那上面的章是否是真的。我说，是否被思灏同学的新能源和电池系列打击了？...





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有朋友和我开玩笑，说每次读踢车帮《讲堂》栏目的文章，都有冲动翻抽屉——去寻找自己的毕业证——需要仔细看看那上面的章是否是真的。我说，是否被思灏同学的新能源和电池系列打击了？

别灰心，来，我们又开始说NVH了，这一系列文章的讲师来自于吉林大学的杨仕祥teacher。

汽车的发展和人们对车辆的需求早已过了“4个轮子+2个沙发+1个铁壳子”的时代。如今影响消费者购车意愿的，除了动力性、油（电）耗、设计等以外，还有一个非常关键的NVH特性，而NVH与大多数需求都不同的是，普通人不太容易理解和量化。相信很多喜欢汽车的朋友经常听到：“我觉得这款车的NVH特性……”，但是NVH特性到底是个啥？它到底是如何产生的？各大主机厂又是如何调教NVH特性以迎合消费者需求？本期《讲堂》为你细细道来。

 1、NVH到底代表什么？

NVH，三个单词的缩写：Noise、Vibration、Harshness；翻译过来就是噪声、振动、声振粗糙度。

噪声和振动的概念好理解，无非就是驾驶员在驾驶这辆车的过程中，感受到的噪声和振动水平。在学术研究中，这些数据都是可以通过加速度传感器和专用的声学麦克测试得来。车门上面布置的PCB加速度传感器，单个售价在2万RMB左右，这还没有包括测试数据用的前端设备，动辄几十到上百万……搞NVH也是个烧钱的活儿

当然，为了便于直观对比不同车型的NVH特性，可用声级计测量驾驶室内的噪声水平，即可初步判断其NVH特性。那么，刚才提到的声振粗糙度（Harshness）又该如何理解呢？

其实，这个指标通常强调的是一种主观感受，在试驾过程中，媒体经常会讲到类似“这车行驶起来比较静”、“几乎感受不到振动”、“很高的行驶品质”。

这个“行驶品质”，就对应这里的“声振粗糙度（Harshness）”。当然，在一些学术研究中，还可以用具体的客观指标（如冲击、顿挫、声音粗糙刺耳程度）去衡量和计算这种声振粗糙度。想必通过上述一番讲解，大家对这个NVH的概念已经有了较为清晰的认识，终于搞明白了我们所关注的NVH性能，到底是个什么意思了。

对于消费者而言，在购车试驾过程中，人往车上一坐，拉出去开一圈，就可大致判断其NVH性能如何。当然，每个人的驾驶风格不同，敏感程度不同，因此在评价上可能会存在多多少少的差别，而对于主机厂而言，是要拿数据说话的。

测试数据可以很大程度上反映一款车的NVH水平如何，毕竟NVH好不好，对其销量有着很大的影响。所以，这也是各大主机厂不惜重金建设NVH实验室，进行产品NVH特性开发的主要原因。半消声室：墙上铺设吸声材料，车轮放在转鼓上，可模拟汽车行驶工况并测其NVH特性

2、NVH问题是如何产生的呢？

了解了NVH到底是个什么，那么汽车的NVH问题到底是怎么产生的？内部到底存在怎样的机理？这些机理又能为汽车NVH问题的改善提供怎样的参考？

NVH问题的产生，自然离不开“三件套”：激励源、系统、响应。有点懵？不着急，看个图就明白了！任何物体都可以看作一个系统，而系统的响应则与激励的大小和系统的传递特性有关。以最简单的系统为例进行说明。当系统一定时，响应与激励源之间存在如下关系：

以汽车这个系统为例，NVH问题主要表现为驾驶室内部的噪声、座椅、方向盘以及地板等部件的振动。我们以驾驶室的噪声表现（响应）为例进行详细说明。

激励源主要有以下几个：动力总成的振动激励、路面的振动激励、风噪激励、进排气噪声激励、胎噪激励等。上述激励经过汽车这个系统进行传递之后，引发驾驶室内部的噪声。这个噪声可以分为两部分，一部分为结构声，另一部分为空气声。

所谓结构声，是指在动力总成、路面等振动的激励下，振动经过连接件传递最终引起驾驶室钣金件振动辐射出来的噪声。而所谓空气声，则是指风噪、进排气噪声、胎噪等噪声直接经过空气传播到驾驶室内部的噪声。这两部分，构成了驾驶室内部的噪声问题。可能部分读者有点迷糊，别着急，咱看图说话。上图是以动力总成的振动激励源为例，对结构声的传递过程进行说明。动力总成的激励经过发动机基座（学名叫动力总成悬置）传递到承载式车身上，引起车身的振动，进而引发噪声并传递到驾驶员和乘客的耳部，这部分噪声，即为由动力总成这一激励源引起的噪声；而这些振动是通过各部件之间的连接最终到传递到车身上的。当然，这并不是我们希望看到的。因此，减振的“重担”就交给了各个橡胶件等减振元件。如发动机的基座、悬架的橡胶衬套等。

这些减振元件的刚度值设计、悬置点位置的布置都是相当讲究的，不是随便拿一个安上就能用的，这些设计都是改善一款车NVH性能的关键点，也是各大主机厂比较关注的地方。因此，还真不能小看了这些不起眼的结构。设想一下，如果一款车的发动机直接用螺栓连接到车身上，人坐到车里会是多么“酸爽”的体验！

刚讲完了结构声，另外一部分噪声则为空气声。动力总成产生的噪声、进排气噪声、轮胎滚动产生的噪声以及风噪等噪声，透过车门、玻璃、车身等，传播到驾驶室内部，这部分噪声称之为空气声。空气声与结构声，二者共同作用，则会引起驾驶室内部的噪声。结合上文中简单的系统模型，驾驶室内部的噪声可以写成下面这种形式：

3、搞NVH不能光纸上谈兵！

NVH是解决工程实践问题，自然不能光纸上谈兵。公式放这儿了，它到底有什么用呢？那就来看看主机厂是如何将这个公式与实际的产品开发设计过程结合起来，从而实现对NVH性能的调教的。

由上面的公式可知，想要减小噪声值，主要可以考虑从两个方面入手：那么具体对应措施都有哪些呢？

以使用直列三缸发动机的BMW i8为例。目前使用越来越广泛的三缸机，其优势在于排量小，节能环保且重量轻。

但是由三缸发动机最大的诟病莫过于其振动噪声特性较差（主要是由旋转惯性力矩以及一、二阶往复惯性力矩导致，后续的文章会对其振动机理进行说明）。试想一下，这样一个振动源安到车上如果不进行适当的改进，那么其NVH问题一定会特别突出。

因此宝马公司通过安装平衡轴的方式，其目的是通过加装平衡配重来平衡三缸发动机的不平衡惯性力矩，以衰减发动机的振动，让整车更加平稳舒适。当然，三缸机的振动问题还有很多解决方案，各大厂家也在考虑成本、效果采取不同的手段。

好了，写到这儿想必大家已经对汽车NVH问题的概念、产生机理以及控制手段有了清楚的认识。

为了方便大家的理解，本篇文章是从一个大的角度进行说明的。因为毕竟NVH作为一个涉及汽车、声学、机械振动、材料等多学科交叉的难点问题，绝不是一两句话就能说明白的。如果NVH问题就这么简单地通过“修修补补”就能解决，那么它也不会成为困扰主机厂的一大难题了。因此，后续的文章将会结合理论和实践情况，为大家详细讲述针对NVH问题的各种解决手段及方法，以帮助大家从讲堂中get更多的“姿势”！

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撰文丨杨仕祥

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