你了解NVH嗎？簡單描述一下就是，廣場舞大媽們歡快的“鳳凰傳奇”旋律向你襲來時(shí)，你戴著BOSE主動(dòng)降噪耳機(jī)享受自己的Beat。而一輛車優(yōu)秀的NVH設(shè)計(jì)可以理解為坐在車?yán)矬w驗(yàn)“與世隔絕”。
很多人可能享受一件事：下班回家，也不急于打開家門，而是喜歡在車?yán)锒啻粫?huì)兒，暫時(shí)逃離工作和生活中的煩心事，偷得獨(dú)處一點(diǎn)閑。一款靜謐的車能夠?qū)⒔诌吋婋s的討論聲、公路上雜亂的車流聲全部隔絕于外，使人身心得到放松。因此現(xiàn)在的消費(fèi)者，買車不僅要看價(jià)格、看顏值、看內(nèi)飾，還要問一句：“你們這車靜音水平怎么樣？”
汽車噪音的來源中，發(fā)動(dòng)機(jī)區(qū)域往往是最嚴(yán)峻的“重災(zāi)區(qū)”。本期，就讓我們一起走進(jìn)北京汽車動(dòng)力總成研發(fā)基地的發(fā)動(dòng)機(jī)開發(fā)部，了解一下發(fā)動(dòng)機(jī)是如何做到NVH高標(biāo)準(zhǔn)的？
汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的NVH設(shè)計(jì)難度，與飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)同理同級(jí)
開過車的朋友們都知道，發(fā)動(dòng)機(jī)是一輛車的“心臟”，也是一輛車動(dòng)力不斷輸出的源泉。汽車的NVH性能是衡量汽車設(shè)計(jì)和制造質(zhì)量的一個(gè)綜合性能，是一個(gè)車型品質(zhì)的體現(xiàn)，它給汽車用戶的感受是最直接和最表面的，因此發(fā)動(dòng)機(jī)NVH問題常常居于汽車質(zhì)量問題投訴TOP3，除了因?yàn)闄C(jī)油、發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶、積碳等外部原因以外，發(fā)動(dòng)機(jī)自身的NVH設(shè)計(jì)是從降低噪音的解決方案。
聽著似乎只要把發(fā)動(dòng)機(jī)，NVH設(shè)計(jì)做到位就行了，但其實(shí)并非易事。通過北汽動(dòng)力A156T2項(xiàng)目的工程師介紹得知，發(fā)動(dòng)機(jī)噪音的產(chǎn)生包括燃燒噪聲、機(jī)械噪聲、流動(dòng)噪聲，具體包括活塞、缸蓋、缸體、凸輪系統(tǒng)、曲軸系統(tǒng)等內(nèi)部系統(tǒng)，甚至進(jìn)氣、排氣、風(fēng)扇都會(huì)因?yàn)闅怏w的流動(dòng)而產(chǎn)生噪聲。所以，在研發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品的時(shí)候，NVH方面的控制和要求都必須是最嚴(yán)苛的。
怠速只有57.5分貝，比行業(yè)更高的NVH水平
北京汽車動(dòng)力當(dāng)前所研發(fā)的發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品相比以往的產(chǎn)品系列而言，綜合性能可以說是最優(yōu)的。1.5升排量的發(fā)動(dòng)機(jī)最高熱效率39.2%，最大額定功率138kW。在峰值扭矩上，同級(jí)產(chǎn)品的扭矩可以做到280N.m，而A156T2項(xiàng)目的發(fā)動(dòng)機(jī)可以做到300N.m。
在開發(fā)的過程中，團(tuán)隊(duì)更注重關(guān)鍵的幾點(diǎn)：動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性、NVH的開發(fā)、標(biāo)定的開發(fā)和耐久性。而研發(fā)過程都是基于14個(gè)場景、1682條指標(biāo)來定義產(chǎn)品。
其中，關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)NVH方面，范部長透露了一些基于用戶需求研發(fā)的典型案例。比如，用戶開車的時(shí)候都希望怠速聲音比較純凈、安靜，或者聲音很小，在加速的時(shí)候又希望聽到澎湃的聲音。這方面就可以通過振動(dòng)源的控制、關(guān)鍵零部件、結(jié)構(gòu)件優(yōu)化降噪技術(shù)等整車匹配的方案來解決。
據(jù)了解，目前中國常用的循環(huán)測試工況是按照聯(lián)合國制定的全球統(tǒng)一輕型車測試規(guī)程，也就是WLTC。日常開車常用的范圍基本都在2500轉(zhuǎn)、250牛米的扭矩以內(nèi)，很少有超過3000轉(zhuǎn)的，也因此，A156T2項(xiàng)目就把這個(gè)區(qū)域作為主要研究的對象，想著怎么樣才能實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速安靜、加速可以澎湃、車輛啟動(dòng)點(diǎn)火的瞬間發(fā)動(dòng)機(jī)聲音可以更好聽等等。
在此基礎(chǔ)上，A156T2項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)對研發(fā)中關(guān)鍵零部件的性能也會(huì)進(jìn)行重點(diǎn)研究，比如，在滿足功能情況下選擇和使用更小的輻射件，包括發(fā)電機(jī)這些燃油系統(tǒng)的部件，同時(shí)也會(huì)研究如何在保證怠速的時(shí)候聽不到它的聲音。功夫不負(fù)有心人，從第三方拿到的數(shù)據(jù)了解到，目前行業(yè)最低的怠速噪音是59分貝，而A156T2項(xiàng)目已經(jīng)做到了57.5分貝。這里需要補(bǔ)充一個(gè)背景知識(shí)，0分貝是人們剛剛能聽到的最弱聲即聽覺下限，10分貝相當(dāng)于微風(fēng)吹落樹葉的沙沙聲，30～40分貝是較理想的安靜環(huán)境，40~60·分貝是正常談話的聲音大小。
模擬場景不止為NVH，更是為自主正名
在整個(gè)項(xiàng)目中，模擬場景不僅僅是為了追求發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品的NVH效果，而是多維度考慮產(chǎn)品的各項(xiàng)性能。這其中，單單論及發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的經(jīng)濟(jì)性，團(tuán)隊(duì)就要通過四個(gè)維度進(jìn)行保證。既要能實(shí)現(xiàn)高效的燃燒、高效的換氣，又要保證摩擦足夠小，熱管理的輔助足夠高效，從而確保低油耗的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)更好的動(dòng)力輸出。
聽起來似乎有些空洞，范部長還特意做了個(gè)對比。在高效燃燒方面，現(xiàn)在研發(fā)中的產(chǎn)品比上一代效率提升了113%，湍動(dòng)能提升了110%；而且，新產(chǎn)品使用了350bar排放系統(tǒng)來降低排放，使碰壁量降低35%，可以保證車輛在冬季不會(huì)出現(xiàn)機(jī)油稀釋的情況。
結(jié)束語：
以場景定義產(chǎn)品，場景設(shè)計(jì)要達(dá)到什么水平？具體細(xì)節(jié)把握到什么地步？這是新一代汽車取得用戶青睞的必由之路。而這背后的創(chuàng)造和努力，技術(shù)自強(qiáng)是最大底氣。北京汽車A156T2發(fā)動(dòng)機(jī)項(xiàng)目的這支團(tuán)隊(duì)，就是中國汽車“自主向上”道路中的可敬的縮影。
