NVH是玄學?上汽通用泛亞振動噪聲試驗室體驗

2022-08-05 00:10:22 作者:洪曉峰

  【太平洋汽車網 技術頻道】本來我并沒有準備為此次活動撰寫原創內容,本以為只是一個簡單的實驗室參觀,但在和泛亞的工程師交流過之后,讓我意識到了一些深層次的問題,如此便有了本文。

  談到靜音實驗室,很多朋友會說,這可不稀奇啊,很多自主品牌也有啊,別說半消室了全消室混響室一點兒都不稀奇。上汽通用別克品牌的靜音體驗的確有口皆碑,所以今天不光要為大家介紹泛亞的靜音實驗室,還要剝開表面看本質,講講為什么許多自主品牌有了同規格的靜音實驗室之后,為何沒有在NVH上有讓人眼前一亮的表現?實際上,真正強大的不光是硬件,更重要的是那看不見的軟件,下面讓我們走進那屬于NVH的神奇世界。

NVH是玄學?上汽通用泛亞振動噪聲試驗室體驗

一個小故事讓我們嚴謹起來

  首先要從最近歐美學術界的一件撕逼打假事件說起,英國著名權威科學雜志《自然》(Nature)和美國科學促進會出版的學術期刊《科學》(Science),這兩個世界最權威的學術期刊相信大家都不陌生。首先,Nature指出美國癌癥專家卡洛·克羅齊(Carlo Croce)的實驗室發現抄襲和數據造假,美國俄亥俄州立大學出具了一份45頁調查報告,實錘這個實驗室學術造假論文有11篇,掌門人卡洛·克羅齊整個學術生涯拿過美國聯邦政府超過1億美的學術撥款,研究獲得過60多項大獎。更重要的是,去年已經被曝光的這些學術造假,時至今年涉及的期刊論文依舊未撤稿,才惹得Nature今年又來提醒了一下美國人。

NVH是玄學?上汽通用泛亞振動噪聲試驗室體驗

  然而,才過了兩天,Science就站了出來,爆出了一個驚天大秘密。便是驚爆全球的Nature 2006年阿爾茲海默癥論文造假,Science這次算是直接把桌子掀了。該論文將阿爾茲海默癥的成因歸結于β-淀粉樣蛋白的一個亞型Aβ*56,給當時陷入困境的阿爾茲海默癥研究指明了方向。但之后卻一直沒有人能夠復制論文中的實驗,無人能夠成功分理出那個Aβ*56亞型蛋白,但醫藥領域的巨大利益讓所有人都選擇了暫時失明,基于這個假說上的研究今年就鯨吞了16億美元的經費,現實中以這個理論為基礎開發的藥物無一奏效,例如去年美國FDA批準治療阿爾茲海默的阿杜那(Aduhelm)。這波造假對于阿爾茲海默癥研究雖然沒有媒體宣傳的那么爆炸,但對學術界也是個沉重的打擊。

NVH是玄學?上汽通用泛亞振動噪聲試驗室體驗

  今天為啥要先講這個學術界的狗血故事呢?它將引出今天我們關于汽車NVH研究的兩個問題。

  第一,都說NVH是玄學和腦神經學科很像,研究NVH究竟是如何發現問題并解決問題的?

  第二,與學術研究類似,NVH研究的數據、結論該如何做到互信?有沒有什么權威標準來規范NVH?例如國標?

  你也可以把這兩個問題看做對于NVH研究的Validity(效度)和Reliability(信度)評估。

VALIDITY 效度

  泛亞的靜音工程師給我們講了一個故事,也是他們解決NVH問題的真實案例,一個在方向盤上監測出的Y軸方向的異常振動問題,最終在排氣管懸吊上找到了癥結,通過增加質量塊改變排氣懸吊剛度,問題最終獲得了解決。還有許許多多這樣的故事,它們都說明了NVH的玄學屬性,很多問題無法做到頭疼醫頭腳疼醫腳,那NVH的問題該如何發現并解決呢?

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  首先,這就需要在一個研究院中具備全天候全周期的全身檢查功能,小到一個零件,大到整車的耐久、極寒極熱等各種環境和工況下的全面檢測,實際運行及從用戶角度出發的全面模擬。通過全方位多模式長時間的檢測先發現問題,再通過近乎窮舉法來尋找問題的原因。下面讓我們來看看泛亞是怎么做的。

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多軸激振異響測試間

  泛亞振動噪聲試驗室的一期項目建于2006年投資7200萬,具備大空間四轉鼓半消室、全消室、混響室等核心實驗室,由于設施較老目前正在進行改建。此次我們近距離參觀的實驗室落成于2016年,是泛亞振動噪聲試驗室的二期項目,總投資11億人民幣,具有13個試驗室。根據通用汽車全球試驗室標準設計、建造,是目前世界上最先進、規格最高的振動噪聲試驗室。

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整車半消聲室

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  樓內所有聲學試驗室均采用“房中房”結構,許多其他實驗室只對全消室做獨立的基礎澆筑,泛亞振動噪聲試驗室的二期試驗樓還榮獲了上海市建筑白玉蘭獎。同時泛亞研究經驗之豐富也是其他機構望其項背的,可以服務到通用旗下所有品牌的車型。唯一遺憾的就是沒有風洞,同濟的風洞實驗室租一下2.8萬一小時。

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整車環境倉 -35℃~50℃

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  如何發現問題?不同的實驗室具備不用的監測功能,在零件層面,對于白車身的氣密性監測,每一個零件都可以進入混響室放大可能會產生的噪音,多軸激振異響臺架可以模擬不同工況來激發零件可能存在的問題,等等;零部件之后是各個獨立系統,混響室和全消室相連接墻上預制的防火墻上可以完美的模擬機艙的噪音情況,座椅上多軸激振異響測試臺測試各種模擬工況;再之后便是整車環節,上轉鼓模擬行駛過程,上四立柱模擬各種粗糙路況;之后還需要模擬極寒極熱等極端工況下,尋找極端偶發問題;然后對于一些工況進行測試,例如開門關門、座椅通風風扇、座椅電動調節,任何一個會帶來振動和噪音影響的環節都不能放過。

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整車兩轉轂測試間

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  通過上述一系列的標準流程,能夠很大程度上的對一臺車進行全方位的NVH測試,基本上能夠保證覆蓋絕大多數工況的測試。目前很多自主品牌已經能夠做到上述的大部分測試與試驗,但是在可加載的各種模擬數據、處理偶發特殊情況的經驗方面可能就沒有泛亞這種老牌試驗室那么全面了。

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模態測試

  就像阿爾茲海默癥無法通過窮舉的方式來尋找癥結,只能通過合理的假設,遵循假設的路徑摸索;NVH其實也一樣,NVH代表的噪音、振動、聲振粗糙度,每一項都有著海量的數據,你也無法窮奇所有,只能盡可能規范的測試,盡可能詳盡的模擬,盡可能的檢測問題解決問題,這個時候數據和經驗的積累就尤為重要了,方法和工作流不是隨便可以學到的。

RELIABILITY 信度

  NVH的數據標準相對來說是比較抽象的,很多是以人主觀感受作為評判依據,也有大量偶發情況,異響總是發生在你意想不到的地方。那么從泛亞振動噪聲試驗室中測得的數據,我們該如何評判?該如何相信呢?

NVH是玄學?上汽通用泛亞振動噪聲試驗室體驗

  首先,泛亞振動噪聲試驗室按照通用汽車全球試驗室標準設計建造,設計標準化高,能夠勝任全球車型的研發測試與試驗,獲得的數據與通用汽車全球試驗室相互通用。在泛亞,國內項目的解決周期一般是一周,全球項目的解決周期是一個月,上海泛亞振動噪聲試驗室是能夠完成通用全球項目的試驗的。所以,不管你信不信,這座試驗室的數據老外都是信的,然后要解決面對同行的置信度問題。

NVH是玄學?上汽通用泛亞振動噪聲試驗室體驗

  如果說同行評審在某些學術領域的確提供很高的可信度,但是也并非完美無瑕,在競爭激烈的業領域甚至會對很多創新造成阻礙。采用國際、國家或者行業的通用標準能部分結局問題,但NVH領域國標在之前并沒有什么可參考的內容,那怎么辦呢?上汽通用牽頭起草了一個全新的國標GB40625,新國標在2021年發布,于2022年5月1日正式實施。

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  標準號:GB/T 40625-2021,汽車加速行駛車外噪聲室內測量方法。這個全新的國標將對汽車的NVH測量予以規范,從此汽車行業擁有了專屬的聲學測試國標,而不在需要老舊的基于普通聲學要求出發的GB 6882。

NVH是玄學?上汽通用泛亞振動噪聲試驗室體驗

  為啥老美信任泛亞中國的數據?簡單來說就是統一標準的試驗室、同樣的測試方式,在相同環境下獲得的數據就高度可信。新國標GB40625中最主要的就是對于測量儀器、試驗室要求、測功機要求以及測量程序、測試方法、測試報告,硬件與軟件兩方面都作出了規范,同樣的場地做同樣的測試,用同樣的方法輸出同樣的報告。

NVH是玄學?上汽通用泛亞振動噪聲試驗室體驗

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編輯點評

  自此之后,NVH將不再是玄學,而是有據可循的硬指標,未來大家買車就像買家電一樣,認準執行的國標準字,別克將自家的靜音基因注入到了國標之中,由其牽頭的NVH國標從整體拉高了行業標準,不光對整個汽車行業是件大事,對消費者更是一件好事。

(圖/文/攝:太平洋汽車網 洪曉峰)

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    洪曉峰 編輯

    熟練掌握從滑板車到賽斯納172R駕駛技術,8年駕齡未扣一分,這才是真正的老司機。

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