Skip to Main Content

      

ANSYS BLOG

April 13, 2023

什麼是汽車NVH?

當我們問孩子,汽車會發出什麼聲音?典型的答案是 “咻咻咻” , 但如果是問汽車工程師同樣的問題,回答會更加複雜。從風吹過側鏡的風切聲到電動車加速的聲音,汽車發出的眾多聲音對整體駕駛體驗至關重要。為了設計、識別和優化汽車的聲音,工程師們依賴一個叫做NVH的領域。

Car soundwave

什麼是NVH?

噪音、振動和聲振粗糙度(NVH)是對物體的聽覺和觸覺回饋進行研究和測量的一門學問。由於聲音既可以是一種困擾也可以是一種優勢,NVH分析有助於識別聲音來源和原因。工程師們可以通過模擬和實物測試方法來減少或消除不需要的噪音,並增強有益的聲音,例如摩托車的標誌性的聲響。

NVH是什麼的縮寫?

NVH的三個部分涵蓋了一系列的聲音指標 - 聲音如何被聽到、如何被感覺到,以及它是否被視為愉快或惱人。

噪音 (Noise):由特定物體引起的聲音傳播,例如天窗打開時的嗡嗡聲、引擎聲、門關上時砰的聲音、暖通空調系統或安全帶扣上的聲音。

振動 (Vibration):發生在特定頻率下的震動。在汽車中,震動可以通過方向盤、座椅、扶手、地板和踏板在不同速度下感覺到。

聲振粗糙度 (Harshness):與噪音和振動相關的主觀質量。雖然噪音和振動都可以量化測量,但刺激涉及到聽到不愉快聲音時的不適感。對一個人來說感到不適的聲音可能對另一個人來說並不會感到不適。

Transparent vehicle

汽車中的NVH是什麼?

雖然NVH技術在各種行業中都有應用,但它最初起源於汽車行業,用於解決燃燒引擎產生的隆隆聲、敲擊聲和研磨聲。

NVH目前是汽車行業的關鍵績效指標,特別是隨著越來越多的汽車製造商開始電氣化其車隊。車輛的NVH表現很容易決定品牌形象的成敗,因此在設計階段及早解決NVH問題至關重要。

閱讀《如何通過模擬,幫助您克服電機NVH設計挑戰》了解更多資訊。

汽車中的NVH來源

汽車中的NVH來源有三個:

氣動性:暖通空調風扇、風對車身的作用(風切聲)

機械性:剎車摩擦、引擎運轉、輪胎與路面的接觸

電氣性:駕駛員警報、電動汽車中的逆變器

能夠辨識來自引擎、剎車、車身和車內等來源的聲音,讓工程師對車輛的聲音有一個完整的了解。一旦了解了特定聲音的來源,工程師可以確定適當的聲音控制技術,例如替換材料、改變作動流程或安裝聲音屏障。

Structure borne

為了獲得最佳的駕駛體驗並在競爭中取得優勢,汽車公司在NVH方面設定了許多基於聲音的目標,包括:

  • 提高駕駛員和乘客的舒適度。
  • 減少基於振動的故障。
  • 創造所需的聲音或振動。
  • 遵從噪音法規。
  • 最小化音調噪音
  • 確保結構可靠性並提高使用壽命。
  • 通過提供寧靜環境減少操作員疲勞。

如何進行NVH分析?

汽車中有許多聲音來源,例如輪胎嗡鳴、風吹的哨聲、雨刷發出的尖銳聲等,這些聲音可以通過聽覺、視覺和觸覺來感知。NVH分析可以幫助減少或消除不被接受的聲音。為了根據期望的標準優化聲音,工程師可以使用聲學模擬工具在多個設計層次上模擬車輛噪音。

聲學模擬級別

  • 整車層次
    噪音來自行駛中的整個汽車。
  • 系統層次
    噪音來自協同工作的機械設備。
  • 子系統層次
    噪音來自特定機械設備,例如電動馬達。
  • 元件層次
    噪音來自個別元件,例如安全帶的扣上的聲音。

為了完成不同模擬層次的NVH分析,工程師必須首先創建一個準確代表物理系統或元件的模擬模型。可以使用Ansys工具,例如Ansys MechanicalAnsys LS-DYNAAnsys FluentAnsys Motor-CADAnsys Maxwell來模擬對必要的元件進行建模,並在Ansys Sound中進行後處理。

觀看“聆聽您的模擬聲音”以了解更多有關Ansys聲學工作流程的資訊。

模擬NVH的挑戰

在模擬NVH時,工程師們常常犯的一個錯誤是,立即進行高度複雜且計算需求較大的模擬。這是一個問題,因為這些模型通常無法與實際行為相符。也因此,時間和資源被浪費在與實際測試結果不符的分析上。

在進行高度複雜的分析之前,重要地是確保模擬模型的基本量化指標,如整體質量、剛度和阻尼矩陣,與物理測試相關,使用如模態保證標準(MAC)、坐標模態保證標準(CoMAC)和頻響應保證標準(FRAC)等參數。

開始進行NVH分析

幾乎汽車設計的每個元素都可以從NVH分析中受益。了解噪音來源以及如何對其進行優化,是確保汽車設計符合買家需求和行業標準的最佳方法之一。在概念和設計階段盡早實施模擬,將有助於確保在實際原型制作開始之前解決NVH問題。

在我們的全新 Acoustics LinkedIn上關注我們,以獲取有關 NVH 工作流程和模擬技巧的最新信息。

查看 Ansys 的服務與產品

立即聯絡我們

* = 必填欄位

感謝您聯絡我們!

We’re here to answer your questions and look forward to speaking with you. A member of our Ansys sales team will contact you shortly.

Footer Image