汽车NVH试验：打造舒适驾乘体验的关键步骤
一、NVH试验的重要性
汽车在行驶过程中，会产生各种噪声和振动，这些看似微不足道的细节，却能极大地影响驾乘者的感受。NVH试验的目的，就是通过一系列科学严谨的测试，找出这些噪声和振动的源头，分析其传递路径，从而采取有效的措施进行优化和改进，提升汽车的舒适性和品质感。
二、NVH试验的主要内容
（一）振动试验
振动试验涵盖了白车身、整车及零部件模态试验、振动响应测量、异响识别以及隔振器刚度、隔振率测量等多个方面。通过这些试验，工程师们可以详细了解汽车在不同工况下的振动特性，为后续的设计优化提供有力的数据支持。
（二）噪声测试
噪声测试是NVH试验的核心内容之一，包括声腔模态、车内噪声、通过噪声、进排气系统噪声、动力总成辐射噪声、壳体辐射噪声等多个项目。这些测试项目全面覆盖了汽车在各种使用场景下可能产生的噪声源，确保汽车在行驶过程中能够为驾乘者提供一个安静舒适的环境。
（三）灵敏度测量
灵敏度测量包括声学灵敏度测量、振动灵敏度测量、声传递损失测量等。通过这些测量，可以评估汽车各部件对噪声和振动的敏感程度，以及声传递的效率，从而为NVH性能的优化提供更精准的数据支持。
三、关键试验详解
（一）模态试验
模态分析是研究汽车振动特性的重要手段，一般分为四个步骤：建立测试系统、测量被测系统的响应数据、进行模态参数估计、模态模型验证。在试验前，需要准备动态信号采集仪、激振器、加速度传感器、力传感器及电荷适调器等仪器，并预先规定好车辆坐标系。测点布置时，要保证所有测点连接起来可以描绘出被测对象的轮廓形状，传感器的布置方向应与预先规定的方向一致，且在刚度弱的部件处多布置测点以反映局部振动情况。激振点则应选择各阶振型位移较大的地方。
（二）车内噪声值测试
车内噪声标杆值测试的目的是获取竞争车型或设计新车型的车内噪声量值，为新车型车内噪声目标值设定提供参考依据，同时验证开发的车型车内噪声值是否达到设计要求。试验时，要保证试验重复性、可靠性、可比性，对试验对象、测试环境、测点位置、测试工况等进行严格设计定义。以M1类汽车测试为例，一般选取驾驶员右耳和右后座乘员左耳的位置为测量点。车内噪声测试的试验工况分为定置工况和路试工况，其中定置工况主要测试发动机在怠速和不同转速下的车内噪声量值；路试工况主要测试匀速行驶、加速行驶、减速行驶、急加速工况下的车内噪声量值。此外，进行车内噪声目标值测试时，还会选择粗糙路面、光滑路面和冲击路面等典型路面进行测试。车内噪声的评价主要关注噪声量值大小和声品质，噪声量值用dB（A）表示，频率特性采用声功率密度函数分析，频率分辨率要求达到1 Hz。声品质则包括响度、音色、音调、尖锐度、粗糙度、抖晃度、语音清晰度等指标。
（三）异响识别试验
汽车出现NVH问题时，主要包括整车或零部件出现各种不明的、异常的噪声振动，系统或零部件的NVH目标值没有达到设计要求。NVH故障诊断的主要途径是从查找噪声振动源、分析噪声振动传递路径入手，找出问题的原因，提出解决方案。异响识别试验分析分为主观评价、试验设计、数据采集、数据分析、得出结论等步骤。试验工况分为路试工况和定置工况，测点选取遵循近场测量的原则，并结合信号处理的方法对异响进行测量分析。如果认定该异响噪声与发动机、变速箱密切相关，就在发动机、变速箱近场布置传声器和加速度传感器，同时在驾驶室内布置相应的输出传声器。
制定获取异响噪声的试验工况，分为路试工况和定置工况，如表1和表2
表1路试工况
表2定置工况
测点选取遵循近场测量的原则，再结合信号处理的方法对异响进行测量分析。如果认定该异响噪声与发动机、变速箱密切相关，就在发动机、变速箱近场布置传声器和加速度传感器，同时在驾驶室内布置相应的输出传声器，主要位置包括驾驶员左右耳、副驾驶左右耳、后排座右乘员左右耳、后备厢，具体测点位置如图所示。
（四）动力总成辐射噪声测试
测试动力总成辐射噪声通常是在发动机运转时，在距离发动机1 m处用声功率计测试。动力总成可以安装在台架上，在发动机消声室内测试，也可以在车载状态下测试。测试的位置一般包括发动机上方、进气侧、排气侧和底部。
（五）进气噪声测试
进气噪声测试在消声内进行，样车左右两侧前轮停放在转鼓上，转鼓用来模拟实际道路阻力。在将进气系统与节气门体安装之前，首先要在发动机舱上面铺上隔音材料，如铅板和隔音垫，以隔离发动机舱内的噪声。一般情况下，隔离后发动机舱内传出的噪声要小于3～5dB。在进气口的轴线上距离进气口100mm，与中心线垂直的角度放置一个传声器来测量。试验时，发动机、驱动系统等按正规式样，冷却系统保持关闭状态。测试应在带底盘驱动电机的消声室内进行。
（六）排气噪声测试
排气噪声测试在排气管500 mm处以45°入射角进行，需要关注总的声压级和发动机点火阶次声压级。排气噪声可以在试验台架上进行，也可以在实车上进行。实车测试时，应采取必要的措施以排除进气噪声、路面噪声的影响。
（七）路面噪声测试
路面噪声主要是指轮胎噪声，影响因素包括路面、轮胎类型、车速等。汽车在高速行驶时，路面噪声占车内噪声的主导地位。对路面噪声的测试以及路面噪声对车内噪声的影响研究，有助于优化轮胎设计和车辆底盘调校，降低车内噪声水平。
（八）风噪声测试
风噪声测试一般在声学风洞试验室内进行，汽车静止不动，由风洞产生不同速度的气流，模拟风噪声对汽车的影响。测试结果主要关注车外流场分布、车外特定点的空气压力和速度、车体振动和车内噪声。通过风噪声测试，可以优化汽车的车身造型设计，减少风噪声对驾乘舒适性的影响。
（九）通过噪声测试
通过噪声测试大多数在露天试验场进行，试验场包括一个长20m、宽20 m的主体部分，10 m长的驶入道路和10 m长的驶出道路，这两条道路的宽度至少为3 m。在驶入和驶出的道路两边还要有与之连接的道路，以便汽车开进和离开试验场地。通过噪声的试验场必须满足声场条件、背景噪声、路面条件、天气条件等要求。传声器的位置、测量次数、汽车的速度等都有严格规定。露天测试通过噪声虽然方便、成本低，但受到自然因素的限制。因此，一些公司建立了室内通过噪声试验室，模拟汽车运动状况，进行更稳定、可靠的测试。
四、结语
汽车NVH试验是一项复杂而精细的工作，涵盖了多个方面的测试和分析。通过这些试验，工程师们能够深入了解汽车在各种工况下的声振表现，从而不断优化设计，提升汽车的舒适性。下次当你坐在车内，享受着安静舒适的驾驶环境时，不妨想想背后那些默默付出的NVH试验工程师们，正是他们的努力，让我们的汽车之旅变得更加美好。
