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[车辆工程] 为什么很多汽车工程师都说【NVH是玄学】?

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发表于 2018-5-28 16:31 | 显示全部楼层 |阅读模式

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  编者按:随着人们对汽车舒适性的要求越来越高,汽车厂商们对汽车NVH问题也越来越重视,各大公司有近20%的研发费用消耗在解决车辆的NVH问题上。然而有很多汽车工程师都说【NVH是玄学】,为什么呢?小编特转载知乎网上网友们的观点,供大家参考。

  凌波微步:
  NVH包括噪声、振动、声震粗糙度三个方面,每一项都不是省油的灯啊!

  如果你是一个NVH工程师,经常会有如下的对话。


  某领导:P工,我们的客户反映在高速上行车速度在70~90之间的时候,方向盘产生较高频率的振动,客户对此非常不满意,嚷嚷着要退车,你分析以下原因,然后出一个整改方案……
  P工:……
  某领导:P工,我们的客户反映我们的车在颠簸路况下,车身左前下方会产生“咔嗒咔嗒”的打铁声,客户觉得该车有严重质量问题,嚷嚷着要退车,你分析以下噪声源在哪里,然后拿出一个整改方案来……
  P工:……
  某领导:P工,我们的客户反映,我公司XXX型号的车型驾驶室隔音性能不好,高速行驶时产生的风噪声严重影响车内乘员体验,客户对此非常抱怨,你组织相关人员分析以下,拿出一个整改方案来……
  P工:……


  NVH为什么难搞,因为,乘员感受到的,车辆存在的问题往往非常直观,比如方向盘抖动、地板“发麻”(我司NVH工程师语),车内噪声大等,是显性的,外露的。但是导致这些问题的原因往往隐藏得比较深,比如方向盘抖动,很可能查来查去,是轮胎的问题;商用车驾驶室、保险杠抖动,有可能是传动轴没做动平衡。导致这些问题的原因是隐性的,就算是专业知识积累过硬,实战经验丰富的工程师,也要经过各种测试,验证,排查才能最终确定原因。

  所以,所谓玄学,就玄在问题根源的探究上,导致NVH问题的原因可能是一个点,但大多数情况是非常复杂的机理造成的。结果好点的最后问题原因找到并并解决了;结果差点的,这个车解决了,下个车又出现,而且用解决上个车的方法解决不了这个车的问题,让你欲哭无泪。我司某车型行车过程中会出现一种“哨鸣”的噪声,捣鼓了这么多年也没弄明白,囧。

  崔磊:
  因为它确实很玄。

  事关车身、地盘等所有部件的结构、材质、装配工艺等等,可以说是一个牵一发而动全身的系统工程。

  当你发现nvh 指标达不到设计要求的时候,全车成千上万的零件啊,到底该提升哪里!?

  就拿噪音高低的这一个指标来说,噪音太大,要解决这个问题怎么办?加隔音材料吧,车重超了。不加隔音材料吧,又不知道怎么改结构。低俗状态噪音达标了吧,中高速可又有奇怪的声音出现。

  而找到彻底解决问题的方法,尤其是对于只会逆向开发的中国厂商来说,几乎是不可能完成的任务。也许仅仅需要把发动起前移或者升高十毫米,噪音问题就能改善,但谁能想到呢?况且,这都是设计定型的状态,改发动机安装位置?开什么玩笑。

  鹭泽:
  蟹妖。

  搞了几年异响,严格来说不算NVH,也还是个新手。正向的CAE分析什么没玩过,都是逆向分析。逆向分析的难度在于找问题点。从这点来说国内的的台架实验弱爆了。我是经常看着milford的四台road simulator咽着口水,国内那台还是阉割过的。

  举几个栗子讲一下异响多玄。

  1. 某车型后门关门之后会有一个轻微的嗡一下。

  如何解决?

  解决方案是把一个后箱钣金的金属挂钩Tab弯折成和车身垂直。

  还不够玄?

  2. 某车型急加速油门后车顶传出呼呼声。

  解决方案是后箱天窗排水孔加了个泡棉。

  如果还觉得不玄的,都想明白原理的,私信我。我们缺少异响分析工程师。

  反正我经常和客户说,异响这个东西是心理学问题不是车辆工程学问题(忽悠)。一般如果车没有毛病就是人有毛病。客户们纷纷点头。

  王海:
  NVH: Noise Vibration&Harshness,是涉及汽车乘坐舒适性、平顺性和整车噪声控制的一门研究方向,评价主要是从主观感受、客观数据进行评价的。

  我校汽车方向特色就是这个,在下不才,说说“玄”在哪里:

  研究方法:CAE模拟仿真、振动学测试、整车振动试验等等方法对于NVH的分析不像很多研究那样“因果分明”,往往结果很复杂多样,各处部件相互影响导致分析很繁琐,模拟不容易得出正确结论。

  噪声源:整车在某一频率出现的问题可能涉及到从轮胎到发动机、底盘各个部件,更有可能出现部件互相影响产生共振,牵一发动全身的效果,很难测试出振动源并进行改进。

  工况复杂:振动在汽车的复杂工况下会面临不同的激振频率、振幅,很难说一套解决方案不会在另一个工况下也保持良好效果,只能尽量满足需求。

  测试复杂:没有长期的实践,一部车的NVH性能很难得到认证,不见老化后是否还能保持良好的平顺性等问题是模拟不出来的,而且不拿车当回事的消费者说不定一个改动就毁了上千次NVH实验的成果。

  评价方法多样:并不是所有的声音都要消除,人耳对噪音的反应也不是和声压级成正比的(请自行百度A计权),所以在评价、分析结果的时候要从主观感受来讲,根据需求解决问题,比如一些性能车会向车内导入引擎声,一些商务用车会调整到最佳舒适噪声,就使得NVH更加蒙上了一层“玄学”的影子。

  GearDing:
  讲几个段子,你们感受下:

  1,某车型试驾时,前面一切顺利,直到第二排的乘客下去,坐在第三排的x总发现一个严重的问题:空着的第二排座椅很抖。众领导体验后纷纷表示这是一个严重的NVH问题。工程师各种分析测试找原因和解决方案不表,两个月后,无解。只好再次试驾评审,大老板Y总亲自出马,感受一下后觉得抖是有点抖,但也没那么严重,问题关闭。

  2,A工的邻居买了一辆我司的新车,开起来很贴心。某日路遇A工,大大的表扬了一下,尤其是称赞了一下“太安静了”,A工微微一笑,指出此车在3000转,60km/h的工况下会有异响。邻居回去一试果然如此,此后越听越难以忍受,退车了事。

  3,我司NVH专家某次搭我的车回家,下车时对我指出排气管锈穿,左前门密封条破了,轮胎需要做动平衡,门铰链得上油等等问题,检查后果然如此。

  4,做某混动项目的H工最大的挑战是纯电动模式下油箱内油液晃动的噪音,不同液面高度还有不同的噪音。H工常常哀叹没有发动机之后,什么杂七杂八的声音都清晰可见了。

  知乎用户A:
  NVH指的是Noise(噪声)、Vibration(噪声)与Harshness(声振粗糙度)

  噪声和振动两者密切相关,研究方法也有相似之处,而声振粗糙度国内很少有企业有相关测试方案。 本科阶段曾经跟过一个关于制动尖叫噪声(brake squeal)的项目,接触过国内一些企业关于NVH研究的现状。 自己就来抛砖引玉一下,说说噪声这一块吧。

  一、研究方法:
  1. CAE分析
  根据实物建模,模拟台架试验,通过理论计算得出试验噪声,在理论基础上提出改进方案,方案会在试验上进行验证。

  2. 试验
  1) 台架试验:对样件做噪声台架试验,得出噪音结果。试验工程师根据试验结果,基于经验提出相关方案,通常会尝试很多种方案,直到得出满意结果。

  2) 整车道路试验:对样件做整车路试,得出噪音结果,基于结果提出方案。前期的台架试验以及CAE有效方案最终也会在路试上验证。

  二、主要难点:
  1.基于复模态分析的理论分析只能模拟台架试验,理论计算结果与测试结果相差较大,需要继续改进,或提出新的算法。

  2.CAE手段准确性不高,常常难以捕捉正确的试验噪声,许多参数难以测量,材料很难以准确地模拟。CAE分析难以减少试验次数,很难起到缩短试验周期的作用。

  3.台架试验方案尽管基于经验,但是每个项目不同,没有一个明确的方向

  4.台架试验结果与路试结果相差较大。

  结论:
  NVH的“玄”主要在于涉及相关的零部件众多,各种参数与工况条件较为复杂,理论分析(复模态分析)与CAE分析的准确性不高,台架试验结果又与路试结果有出入,没有一个明确的方向指导。为了得到一个好的测试结果,很多时候有“碰运气”的成分。

  知乎用户B:
  简单做过几个月的CAE,但是没怎么实操过NVH。

  不太理解为什么是玄学,如果他说仿真玄,那我可能理解是因为量化指标不好评价?还是说经常被一些水平不高的分析误导?

  就我个人理解,仿真对工程设计是一个正确的方向,每个公司只要有钱、有人员都应该向这个方向进行积累,但仿真本身也是需要积累的,不是说请个博士,软件用的熟练就一定会有好的效果。

  仿真有一个特别好的地方就是,可以把一些微小的改变,用软件模拟出具体的影响效果,而实验本身基本上是不可能再现的。

  我理解你朋友所说的玄,可能就是因为很多NVH给出的指导方向,无法通过实际验证证明有效。

  但是,这个是一个循环解释的问题,如果你有很多的实验积累,你一定会慢慢相信基于实验数据输入(约束)进行的仿真,并会据此制定一些系统解决方案。

  如果你的实验水平有限,据此进行的仿真可能结果就很难说明问题,甚至仿真结果因为消除噪音的需要,导致结果偏离。

  仿真本身去过多的追求精确性可能得不偿失,相对准确、可量化的比较才是其价值所在。

  我们遇到的例子:

  风阻对油耗的模拟,仅改变外后视镜的部分外观,以改变气流方向,减少阻力。在试验场根本不可能测试出来,但仿真很明显可以看出来,这个变化对风阻的改善。OK,这就证明我们的改善方向正确了,且大体可以得出改善的幅度。然后结合其他的改善项目,一点点累积,制作一个系统的改善方案,即达到了整体改善经济型的目标。

  哎呀,说不清楚感觉。肚里货不多,仅知道个大概真不该出来献丑。

  事实甚于雄辩:我在BYD的时候,很多仿真结果就不会相信;等我来到现在的公司,仿真的结果往往能解答无数我们实验无法评价的结论,自然就信了,能评价了还玄啥。

  梓晓杉:
  因为国内搞不好。

  1.整车厂没有技术,也没有动力去搞技术,既然车能买能赚钱,为什么要花大力气去搞一个性价比极其低的NVH?

  2.大学老师都在赚钱,没多少人在搞工程实际,既然忽悠企业可以赚钱,为什么要认真帮他们做?即使有想认真做的老师,拿项目本领不强,也没经费支持他做。

  3.理论也难。一般理论用到定常系统的随机振动分析。一来定常系统是一般复杂系统的简化,认为物理系统参数恒定,肯定对结果有影响。二来汽车整体理论上有无数个自由度,完全分析其振动情况完全是不可能的,只能作为刚体来简单计算其模态,然而白车身上放发动机,各种玻璃,和底盘对其模态有如何的影响?不得而知。

  个人经历得出的观点,仅供参考。

  本文整理自知乎精选“为什么很多汽车工程师都说「NVH 是玄学」? ”一文。

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发表于 2018-6-12 22:24 | 显示全部楼层
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