汽车NVH是噪声、振动与声振粗糙度(Noise、Vibration、Harshness)的英文缩写。整车是一个庞大的系统,包括地盘、轮胎、车身等,这个系统中,任一零件出现问题,都会引起NVH问题。如果汽车换上雷神轮胎,胎内设计有吸音棉,可以减少汽车噪声。
我们做汽车音响升级,经常需要做相应的隔音降噪处理,也经常会帮车友处理一些共振和异响,深知NVH为什么被称为玄学。有意思的是,汽车音响也常常被大家冠名玄学(我一直在搞玄学??),个人觉得,之所以称为玄学主要是因为这两者都是和声音这种,看不到、摸不着的因素相关。
虽然看不到、摸不着,但据统计约有三分之一的汽车故障和NVH有关,车企花在NVH上的研发费用大约占总研发费用的五分之一。所以NVH对于车企来讲和故障率息息相关,而故障率会直接影响销量,号称全球第一车企的丰田就是以皮实、耐操、非常稳定的口碑保持自己销量地位的。所以提升NVH表现对于车企来说非常重要。
一、先聊聊和自己专业相关的噪音和共振问题,我是怎么处理的
车辆在行驶过程中噪音源非常多,比如发动机、变速箱、轮胎和路面的摩擦、车身覆盖件和空气的摩擦等等。每一个噪音源的震动也会带动周围的其他部件一起震动,每个部件的共振频率不同,几百个部件设计的时候就要考虑到如何避免共振的问题。所有噪音传入车内后又会有非常复杂的相互干涉,产生新的噪音频率。
有的共振点比较容易找到,比如之前我们给一台英菲尼迪找问题。原厂搭配的是BOSE的音响,原厂有功放,低音重,低频能量很强。车友非常喜欢听重低音的曲子,每次低音打出来的时候主驾驶门板内部就会有共振的异响。找4S店解决,售后拆下门板给加了一小块吸音棉,复位门板后发现没能解决共振,就说这是正常的。车友觉得4S店解决问题的态度比较敷衍,也没深究,就找到我们帮忙排查。拆下门板后很快就找到问题,是门板内侧的原厂止震板处于半脱落状态引起的问题。铲掉原厂止震板,重新做了一下止震处理问题就顺利解决了。
我也遇到过排除起来很曲折的异响。有台车做全车隔音,一切都很顺利,但第二天车友发微信说车子开到五六十码后门板就有明显的共振,我路试之后确实发现了这个问题。然后带上拆车工具去路试,先拆下门饰板,还是有共振。把所有的卡子螺丝底座都用软胶处理一遍,还是有共振。把做过的隔音材料都撕掉,内侧可能产生共振的部件都处理一遍,还是有共振。我有点懵了,该处理的都处理了,手敲击门板也没有异响,就速度跑起来之后才有异响,想不明白。然后我把车停在路边看着窗外的夕阳陷入了自我怀疑,当我目光落在后视镜绑的红布上时恍然大悟!速度慢的时候红布的摆动不足以让门板产生声音,速度快了之后才会敲的门板发出异响。拆了红布再试车,异响果然没了。
所以没什么玄学,说到底都是科学,只是有时候问题比较复杂,从表面看起来没什么逻辑,所以才被调侃成玄学。
二、不计成本的话,NVH是可以做到非常优秀的,但成本是个大问题
之前有分享过凯迪拉克CT6铂金版,为了让NVH达到优秀水准,不仅是在车身结构和隔音材料上下足功夫,就连音响系统,在大声压下可能产生的震动和共振都充分考虑进去。
为了尽可能降低震动,全车除了尾箱有一只10寸低音炮外,其他所有的扬声器都是3.5寸以下的尺寸。而且绝大多数喇叭都设计了独立的腔体,一是能保证喇叭所需的容积,二是可以减少震动。要知道铂金版的CT6全车设计了34只扬声器。
这种非热门车型为了NVH这一项指标,如此大费周章的重新设计、开模,真可谓是不计成本了。
但绝大多数车企,因为车型定位的原因都必须向成本低头,我们作为车主,只能在拿到车后,考虑如何在自己能力范围内,提升NVH的表现。现在的后装市场常用的做法,就是通过做隔音和升级静音胎,来改善NVH的表现。
三、提升NVH事半功倍的做法——从轮胎入手
行车过程中噪音主要有三大类:发动机噪音、风噪、胎噪和路噪。我们来分别来看看:
1.发动机噪音
如果想依赖出厂后解决,难度比较大且费用比较高,所以基本是娘胎里怎么样,就一直怎么样,一些特殊情况不在讨论范围内。
2.风噪
风噪主要是依赖于三点:车身流线型设计、车身密封性,以及隔音材料的使用情况。车身设计没法改变,而密封性,可以通过加密封条来加强密封。这方法,对于一些装配工艺不太好的车型来讲,成本低且收效高。但对于装配工艺好的车型来讲,没有太大作用。
△主机厂往往会借助风洞这样的科技与狠活,来优化风噪。
3.胎噪和路噪
胎噪是广泛困扰广大车主噪音,因为路噪和胎噪的噪音频段很宽,但中高频噪音主要在车外,有很少一部分会通过玻璃、车身间隙和车身两侧覆盖件透进驾驶室。而通过轮胎、悬挂系统和车身传入驾驶室内的主要是中低频噪音,难点就在于怎么处理这些中低频噪音,因为频率越低越难处理。
如果要通过加隔音材料来处理,隔音材料的选择非常重要。
△有些中国品牌,热衷通过加装隔音材料来降噪。
隔音材料分两种,一是止震板,主要作用是加强车身刚性,增大阻尼系数。二是吸音材,料吸收一部分噪音。噪音的传播路径是通过悬挂系统到翼子板再通过底盘传入车内,而这些地方的钢板本身就要比车身两侧的覆盖件更厚,刚性更好。所以止震板想在这些部位有明显作用,就必须要选择厚度更厚、刚性更好、阻尼能力更强的止震板。吸音材料也要根据具体的使用位置来选择,比如一些不太受力的空腔就可以选择一些更蓬松的吸音棉来填充,而在底盘这种需要承受地毯压力的地方就要选择有一定抗压能力的吸音棉,这样在地毯压上去之后不会损失吸音性能。
综上,只有材料选择合适,施工工艺也没问题的情况下才会对噪音有明显的降低。有一部分车友说做隔音没有什么明显作用,要么是对应部位的隔音材料选择有问题,要么是施工工艺不达标。只有材料和工艺都OK的情况下噪音才能有明显的降低。
做隔音属于从隔音路径上阻截噪音,要降低路噪和胎噪也有更简单的方案,就是换静音胎。如今,不少豪华品牌电动车,都是原厂标配静音胎。比如蔚来ES8,就用了倍耐力P ZERO系列静音轮胎。
因为胎噪、路噪本身就是由轮胎和路面的摩擦、挤压形成的,而静音胎就是在轮胎材质和结构上有针对性的优化设计,从而在噪音源头上降低产生的噪音。
比如使用更软的橡胶,碰撞、摩擦的噪音就会更小,比如使用几种节距花纹设计,这样就能避免连续重复的噪音形成,比如一些特别注重静音的轮胎还会给轮胎内增加吸音棉,这样也可以尽可能的降低轮胎产生的噪音。
说到静音胎很多人第一反应就是米其林、然后是马牌。之前我也考虑过这两个品牌,但又觉得略贵,因为这两个品牌的静音轮胎,定位都比较高。它们目前也是在前装市场上给特斯拉、蔚来等高端定位电动车配套为主,一条轮胎价格往往就要两千多,四条下来万把块了,家境劝退。
后来了解了国产静音胎后发现价格非常实惠,甚至四条胎的价格都可以控制在2K以内,而且有的静音胎里还设计有吸音棉。比如推荐比较多的雷神轮胎,整个品牌都是主打静音,新款的静悦PRO系列胎内就设计有吸音棉。在途虎上的评价也很好:
深入研究了一番,基本确定要用这个胎了。
1.简单说说雷神轮胎的静悦Pro,是如何从轮胎上降噪的。
前面已经从原理上说了几种静音轮胎降噪的思路,而雷神轮胎每一条都满足。
作为雷神轮胎的核心降噪技术,聚氨酯静音泡棉是这次Pro版本的升级重点。采用了性能更好的聚氨酯静音棉,厚度更大、密度更高,体积也更大,从而增加吸音面积、带来了更好的降噪效果。
跟车身隔音工程类似,静音棉也是一种物理隔绝手段,那么从物理上优化材料配方和厚度,就能够提升静音性。
△静音棉厚度 算是预告了:我拍了个小视频,后面有完整版。
考虑到轮胎与车身的降噪有不同之处——轮胎所要面临的工作环境,比轮拱之类的位置要复杂得多。
要在5年左右的设计寿命内应对时刻的路面起伏和四季的温度变化,还专门优化了静音棉的黏附性能。这不是简单的用更好的胶水就能做到,补过胎的车友都知道,想要黏附性好,胎内表面处理是很复杂的。只有胎内表面处理好了,黏附性才有保障,更好的胶水才有意义,据说配方优化过的这个胶水在零下20℃到80℃这个范围内的性能表现都非常稳定。
其次,雷神轮胎的静悦Pro系列,相比原来的静悦系列,软化了胎面配方,这样做的好处在于轮胎接触地面的时候产生的噪音就更小。
另外,雷神静悦Pro还采用了全新升级的“多频花纹设计”。
原来的雷神静悦,已经是5频花纹块的设计了,而新的雷神静悦升级为了多频花纹设计。众所周知,单一、连续的噪音频率是恼人的,主动降噪耳机,则是用与噪音频率相反的声音去抵消噪音带来的不适感。雷神轮胎的降噪原理与主动降噪耳机有相似之处,通过多个噪音频率互相抵消,来减少人耳对胎噪的感知。
2.搞四条试试,数据也顺便测一下。
每台车因为车身结构和用料不同,效果也会有差异。测试车为现代领动,原车没有做任何隔音降噪处理,只测试换四条静音胎的效果,
我先文字提炼一下测试结果:
为了确保测试准确性,我一共进行了2次测试,速度是60、80、100km/h。
使用了雷神轮胎之后,全频段平均降噪3dB左右。3dB降低,意味着声功率降低了约1/2、声压上降低约1/3,这个降幅在听感上的变化比很多人理解的数据变化要更大。
换胎后,整个声音频段上的噪音都有明显降低,降噪区间主要集中在500Hz到100Hz之间。
po两张图:
具体测试条件、测试仪器和测试结论,可以参考我的详细测试视频:
【视频链接】
通过这个视频,相信大家已经理解了静音棉轮胎的降噪效果。在降噪效果上,国内的雷神轮胎是轮胎界的翘楚,如果需要更换轮胎的话,建议可以选择雷神轮胎。
核心内容转自知乎博主邓琰