很多人可能享受一件事：下班回家，也不急于打開家門，而是喜歡在車里多待一會兒，暫時逃離工作和生活中的煩心事，偷得獨處一點閑。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)在的消費者，買車不僅要看價格、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)動機區(qū)域往往是最嚴峻的“重災(zāi)區(qū)”。本期，就讓我們一起走進北京汽車動力總成研發(fā)基地的發(fā)動機開發(fā)部，了解一下發(fā)動機是如何做到NVH高標準的？
汽車發(fā)動機的NVH設(shè)計難度，與飛機發(fā)動機同理同級
開過車的朋友們都知道，發(fā)動機是一輛車的“心臟”，也是一輛車動力不斷輸出的源泉。汽車的NVH性能是衡量汽車設(shè)計和制造質(zhì)量的一個綜合性能，是一個車型品質(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)動機NVH問題常常居于汽車質(zhì)量問題投訴TOP3，除了因為機油、發(fā)動機皮帶、積碳等外部原因以外，發(fā)動機自身的NVH設(shè)計是從降低噪音的解決方案。
聽著似乎只要把發(fā)動機，NVH設(shè)計做到位就行了，但其實并非易事。通過北汽動力A156T2項目的工程師介紹得知，發(fā)動機噪音的產(chǎn)生包括燃燒噪聲、機械噪聲、流動噪聲，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)，甚至進氣、排氣、風(fēng)扇都會因為氣體的流動而產(chǎn)生噪聲。所以，在研發(fā)發(fā)動機產(chǎn)品的時候，NVH方面的控制和要求都必須是最嚴苛的。
怠速只有57.5分貝，比行業(yè)更高的NVH水平
北京汽車動力當(dāng)前所研發(fā)的發(fā)動機產(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)動機最高熱效率39.2%，最大額定功率138kW。在峰值扭矩上，同級產(chǎn)品的扭矩可以做到280N.m，而A156T2項目的發(fā)動機可以做到300N.m。
在開發(fā)的過程中，團隊更注重關(guān)鍵的幾點：動力經(jīng)濟性、NVH的開發(fā)、標定的開發(fā)和耐久性。而研發(fā)過程都是基于14個場景、1682條指標來定義產(chǎn)品。
其中，關(guān)于發(fā)動機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，在加速的時候又希望聽到澎湃的聲音。這方面就可以通過振動源的控制、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項目就把這個區(qū)域作為主要研究的對象，想著怎么樣才能實現(xiàn)發(fā)動機怠速安靜、加速可以澎湃、車輛啟動點火的瞬間發(fā)動機聲音可以更好聽等等。
在此基礎(chǔ)上，A156T2項目團隊對研發(fā)中關(guān)鍵零部件的性能也會進行重點研究，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)電機這些燃油系統(tǒng)的部件，同時也會研究如何在保證怠速的時候聽不到它的聲音。功夫不負有心人，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項目已經(jīng)做到了57.5分貝。這里需要補充一個背景知識，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
在整個項目中，模擬場景不僅僅是為了追求發(fā)動機產(chǎn)品的NVH效果，而是多維度考慮產(chǎn)品的各項性能。這其中，單單論及發(fā)動機動力的經(jīng)濟性，團隊就要通過四個維度進行保證。既要能實現(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，實現(xiàn)更好的動力輸出。
聽起來似乎有些空洞，范部長還特意做了個對比。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出現(xiàn)機油稀釋的情況。
結(jié)束語：
以場景定義產(chǎn)品，場景設(shè)計要達到什么水平？具體細節(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)自強是最大底氣。北京汽車A156T2發(fā)動機項目的這支團隊，就是中國汽車“自主向上”道路中的可敬的縮影。
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