你了解NVH吗?简单描述一下就是,广场舞大妈们欢快的“凤凰传奇”旋律向你袭来时,你戴着BOSE主动降噪耳机享受自己的Beat。而一辆车优秀的NVH设计可以理解为坐在车里体验“与世隔绝”。

很多人可能享受一件事:下班回家,也不急于打开家门,而是喜欢在车里多待一会儿,暂时逃离工作和生活中的烦心事,偷得独处一点闲。一款静谧的车能够将街边纷杂的讨论声、公路上杂乱的车流声全部隔绝于外,使人身心得到放松。因此现在的消费者,买车不仅要看价格、看颜值、看内饰,还要问一句:“你们这车静音水平怎么样?”

汽车噪音的来源中,发动机区域往往是最严峻的“重灾区”。本期,就让我们一起走进北京汽车动力总成研发基地的发动机开发部,了解一下发动机是如何做到NVH高标准的?

汽车发动机的NVH设计难度,与飞机发动机同理同级

开过车的朋友们都知道,发动机是一辆车的“心脏”,也是一辆车动力不断输出的源泉。汽车的NVH性能是衡量汽车设计和制造质量的一个综合性能,是一个车型品质的体现,它给汽车用户的感受是最直接和最表面的,因此发动机NVH问题常常居于汽车质量问题投诉TOP3,除了因为机油、发动机皮带、积碳等外部原因以外,发动机自身的NVH设计是从降低噪音的解决方案。

听着似乎只要把发动机,NVH设计做到位就行了,但其实并非易事。通过北汽动力A156T2项目的工程师介绍得知,发动机噪音的产生包括燃烧噪声、机械噪声、流动噪声,具体包括活塞、缸盖、缸体、凸轮系统、曲轴系统等内部系统,甚至进气、排气、风扇都会因为气体的流动而产生噪声。所以,在研发发动机产品的时候,NVH方面的控制和要求都必须是最严苛的。

怠速只有57.5分贝,比行业更高的NVH水平

北京汽车动力当前所研发的发动机产品相比以往的产品系列而言,综合性能可以说是最优的。1.5升排量的发动机最高热效率39.2%,最大额定功率138kW。在峰值扭矩上,同级产品的扭矩可以做到280N.m,而A156T2项目的发动机可以做到300N.m。

在开发的过程中,团队更注重关键的几点:动力经济性、NVH的开发、标定的开发和耐久性。而研发过程都是基于14个场景、1682条指标来定义产品。

其中,关于发动机NVH方面,范部长透露了一些基于用户需求研发的典型案例。比如,用户开车的时候都希望怠速声音比较纯净、安静,或者声音很小,在加速的时候又希望听到澎湃的声音。这方面就可以通过振动源的控制、关键零部件、结构件优化降噪技术等整车匹配的方案来解决。

据了解,目前中国常用的循环测试工况是按照联合国制定的全球统一轻型车测试规程,也就是WLTC。日常开车常用的范围基本都在2500转、250牛米的扭矩以内,很少有超过3000转的,也因此,A156T2项目就把这个区域作为主要研究的对象,想着怎么样才能实现发动机怠速安静、加速可以澎湃、车辆启动点火的瞬间发动机声音可以更好听等等。

在此基础上,A156T2项目团队对研发中关键零部件的性能也会进行重点研究,比如,在满足功能情况下选择和使用更小的辐射件,包括发电机这些燃油系统的部件,同时也会研究如何在保证怠速的时候听不到它的声音。功夫不负有心人,从第三方拿到的数据了解到,目前行业最低的怠速噪音是59分贝,而A156T2项目已经做到了57.5分贝。这里需要补充一个背景知识,0分贝是人们刚刚能听到的最弱声即听觉下限,10分贝相当于微风吹落树叶的沙沙声,30～40分贝是较理想的安静环境,40~60·分贝是正常谈话的声音大小。

模拟场景不止为NVH,更是为自主正名

在整个项目中,模拟场景不仅仅是为了追求发动机产品的NVH效果,而是多维度考虑产品的各项性能。这其中,单单论及发动机动力的经济性,团队就要通过四个维度进行保证。既要能实现高效的燃烧、高效的换气,又要保证摩擦足够小,热管理的辅助足够高效,从而确保低油耗的同时,实现更好的动力输出。

听起来似乎有些空洞,范部长还特意做了个对比。在高效燃烧方面,现在研发中的产品比上一代效率提升了113%,湍动能提升了110%;而且,新产品使用了350bar排放系统来降低排放,使碰壁量降低35%,可以保证车辆在冬季不会出现机油稀释的情况。

结束语:

以场景定义产品,场景设计要达到什么水平?具体细节把握到什么地步?这是新一代汽车取得用户青睐的必由之路。而这背后的创造和努力,技术自强是最大底气。北京汽车A156T2发动机项目的这支团队,就是中国汽车“自主向上”道路中的可敬的缩影。