拿掉發動機，NVH就so easy了？

國內大力推廣的純電動汽車似乎在宣告著內燃機時代的沒落，拋開情懷不講，單從NVH角度來看，拿掉了發動機也就意味著去掉了最大的噪聲和振動源，貌似NVH會變得簡單許多，但實際是這樣的嗎？

無論是出於所謂的“彎道超車”理論也好，還是更符合下一步的智能駕駛方案也罷，純電動是國內目前比較鼓勵的發展模式。那麽從NVH的角度考慮，純電動意味著傳統的內燃機被驅動電機替代，沒有了發動機的振動和噪聲，純電動汽車的NVH會變得很簡單嗎？

在討論這個問題之前，先引入個概念——掩蔽效應

所謂掩蔽效應，就是指聽覺系統對一種聲音的感知被另一種聲音所阻礙的現象。傳統內燃機汽車由於有發動機的存在，使得其他噪音不那麽明顯。換句話講，就是傳統汽車中其他噪聲很容易被發動機工作的聲音掩蔽掉。相信對於每一位車迷而言，引擎發動的轟鳴聲也算得上一種享受，因為對於人耳而言，發動機運轉的聲音是比較容易接受的，至少算不上刺耳。然而，純電動汽車中，由於把發動機拿掉了，被掩蔽掉的各種各樣的聲音就會凸顯出來，如果對於純電動汽車不進行NVH調教，將會使得本應特別安靜的駕駛室，顯得不那麽和諧。

那麽，對於純電動汽車而言，其主要的噪聲源有哪些呢？其NVH調教又需要在哪些細節上多下功夫呢？

一、胎噪和路噪

一般來講，這兩個概念不會刻意去區分，因為當我們駕駛汽車的過程中，直觀感受上都是從車輛下方傳來的噪音，但是細究下來，二者還是有不同之處的。

胎噪，顧名思義，即輪胎產生的噪聲，這種噪聲產生的機理有很多，大致上可以歸納為以下幾種：

1、輪胎與地面產生滾壓時，輪胎上的橡膠塊敲擊路面，並引起橡膠塊振動，向外異塵餘生噪聲；可以想象在平整的柏油路上，駕駛越野汽車（胎面粗糙，輪胎花紋溝槽深）與普通家用轎車（胎面相對平整，花紋溝槽淺）的胎噪對比情況。

2、輪胎與地面之間的滑移和摩擦異塵餘生噪聲；這種現象的極端情況就是繞樁試驗，可以聽到輪胎與地面摩擦產生的尖叫聲。

3、“泵氣”噪聲：輪胎的花紋與路面之間形成空腔，輪胎滾動的時候，空氣在花紋與地面形成的封閉空間內被吸入然後被排出，如此的循環形成“泵氣”的效果，進而產生泵氣噪聲。

這個現象就類似於玩口技“B-box”（動次、打次~），通過將氣體吸入、呼出，這個過程中發出一定的聲音，組合起來就形成了一定的節奏和律動，只不過輪胎形成的這種特殊的“B-Box”不是大家所希望聽到的。

4、輪胎側壁結構在路面接觸面附近不斷受到變形，產生振動，進而產生結構聲異塵餘生。

胎噪除了與表面花紋、輪胎結構、尺寸、材料等有關以外，還與輪胎的載荷、車速等密切相關，想必各位在實際駕駛過程中都深有體會。

那麽，何謂路噪呢？當汽車行駛在粗糙路面上時，由於路面的不平對輪胎形成衝擊，如果底盤隔振調教不好，將會把振動傳遞給懸架，引起懸架振動產生的噪聲。這部分可以稱之為路噪。如果各位還記得第一期NVH《講堂》裡給各位講的結構噪聲和空氣噪聲的話，這裡的路噪屬於結構噪聲裡面的一部分，胎噪屬於空氣噪聲裡面的一部分。

在駕駛汽車的過程中，有時會聽到底盤由於控制臂或副車架等的振動傳來的回音（隆隆的聲音），有些車在過減速帶時，車輪駛過減速帶的同時，能明顯聽到“咚、咚”的聲音，這種噪聲就是由於底盤隔振設計不理想，將路面的激勵傳遞給懸架產生了衝擊噪聲。因此，在NVH開發階段，隔振元件的設計、底盤零組件的振動特性分析，都是不容忽視的。

二、風噪

當汽車以較低的車速行駛時（一般低於80km/h），聽到的更多的噪音是來自於底盤和輪胎。然而，一旦車速提起來，風噪將會變的特別突出，在失去掩蔽效應的純電動車上將更加明顯。

風噪形成的主要原因是汽車在行駛時與氣流發生相對運動，氣流激擾作用在汽車上各處，直接或間接地影響車內噪聲。從設計的角度來講，汽車風噪可以分為以下幾類：

1、密封不良引起的噪聲，比如車門、車窗的密封膠條設計問題，看似結構簡單的密封條，在降低風噪的過程中發揮著重要的作用。

2、車身外表面的溝、縫等由於幾何不平整度引起的噪聲；流線型的結構設計不僅可以降低風阻系數，還可以減弱車身表面的氣動分離，進而有利於降低風噪。

3、車身外表突出結構，如雨刷、後視鏡、天線、頂棚的行李架等外飾件引起的噪聲；這也是Tesla、Porsche等廠商把門把手縮到車身裡面的一個重要原因。若不是出於美觀、消費者接受程度等的考慮，想必後視鏡也被攝影頭替代掉了吧~

將門把手縮到車身裡以降低風阻和風噪的方案，已逐漸被各大主機廠採用。

在車身設計階段，既要兼顧美觀，又要考慮風噪，這足夠造型師和NVH工程師一番激烈的“討（si）論（bi）”了~

三、驅動電機噪聲

純電動車型上，利用電機替代了發動機，沒有了相對粗暴的燃燒過程，但驅動電機也不是“省油的燈”。

電機驅動帶來的噪聲主要有電磁噪聲（以永磁同步電機為例，由於氣隙中的電磁力作用在外定子或外轉子上，使外定子或外轉子產生振動並向外異塵餘生噪聲而產生的，主要與電磁力、電機結構、電機殼體聲異塵餘生特性有關，是永磁同步電機噪聲的主要組成部分）；機械噪聲（軸承引起的噪聲以及轉子動不平衡力產生的振動和噪聲）；空氣動力噪聲（如渦流噪聲：電機內部溫度較低的空氣在旋轉表面形成旋轉的氣流產生的）。

這些噪聲的直接體現就是急加速時的高頻噪聲，這些噪聲不同於發動機的噪音，根據實際乘坐體驗，純電動驅動系統這種高頻噪聲給人的直觀感覺令人很煩躁。因此非常必要對其進行控制。

四、齒輪嘯叫聲

齒輪嘯叫是由於在齒輪傳動過程中，由於齒輪的加工精度以及受力發生彈性變形的原因，在齒輪傳動過程中，導致輪齒干涉、衝撞，進而產生激振力，引起傳動機構及箱體的振動而產生的。

Bmw i8電驅動系統，控制電機噪聲的同時，傳動系統的噪聲同樣不容忽視。

對於純電動車，減、差速器是產生振動噪聲的主要貢獻部件之一。也正是由於沒有了內燃機的掩蔽效應，這些在內燃機上沒那麽明顯的噪聲問題，一旦到了電動車上，就會顯得特別的突出。

當然，上述幾種噪聲是電動汽車主要的噪聲源，還有一些如雨刮器的噪聲、空調壓縮機的噪聲，即使響度不大，但是也足以讓乘客感到煩躁。此處就不再詳細給大家展開了，大家可以自行試駕感受。

五、電動汽車NVH如何調教？

經過上面一波分析，看起來電動汽車的NVH問題並不比燃油車少，為了給消費者帶來更好的乘坐體驗，主機廠也在不遺余力的調教，那麽到底是如何做的呢？對於我們普通的車主而言，在日常的維護中應該注意哪些問題呢？

在關於NVH的第一篇《講堂》裡跟大家講過，激勵、傳遞特性、響應，是系統的三大件。對於胎噪和路噪問題，一般來講，路面的激勵我們是無法進行改變的，畢竟柏油路不是咱自己修的~所以主要從傳遞路徑這個角度考慮。

對於胎噪而言，輪胎的花紋結構、胎面材料、氣壓等都對胎噪有著重要的影響，因此，米其林，普利司通等都開發出了靜音輪胎，車主可以通過靜音輪胎降低胎噪。當然，好的品質也意味著高的成本~具體靜音原理可以參考下面給出的解釋。

CC6靜音原理。這裡的“亥姆霍茲共振器”原理可以簡單理解為：通過特殊的結構設計，形成氣體共振，利用共振消耗噪聲能量，類似於工程上的動力吸振器，對特定頻率的振動能量吸收。

此外，日常的使用中，注意檢測並保證胎壓正常（胎壓不足會明顯增加胎噪，常開車的朋友都有體會）以及進行合理的輪胎動平衡及四輪定位（保證合理的輪胎定位參數，減少輪胎的磨損，進而降低胎噪）；

對於路噪而言，通過合理的底盤調教，如調整懸架襯套剛度、阻尼，以及在設計階段充分考慮各零組件振動特性，即所謂的“模態分析”：通過實驗或仿真進行計算結構的固有頻率，以避開激勵頻率，進而避免共振，降低路噪。此外，通過改進車身結構的設計，如採用高強鋼等提升車身剛度，降低振動和噪聲的傳遞。

上述措施都可以減少路噪傳遞到駕駛室。當然，在白車身上合理布置阻尼墊，既可以衰減振動，又可以減少聲音的透射。此外，駕駛室內的頂棚材料也不容小覷，裡面的多孔結構能夠很好的起到吸聲的作用，使得聲音的能量在多孔材料裡面被耗散掉。

針對風噪的控制，目前主要採用的是優化車身結構，流線型設計，減少阻力，減少氣動噪聲，降低風噪；對於驅動電機噪聲的控制，可以從結構設計、控制等角度出發，通過優化電機的開槽形式等方法實現減振降噪，目前一些高校和企業都在做這方面的努力；針對齒輪的嘯叫，可以通過優化齒輪結構，對齒輪進行輪齒的微觀修形，改善齒面的齧合誤差，從而減小傳遞誤差的幅值和波動，從源頭上減小齒輪嘯叫現象的產生，這種解決方案在傳統內燃機汽車上也有採用。針對更容易暴露噪聲的純電動汽車而言，上述措施顯得更有必要了。

對於純電動汽車而言，除了續航、裡程焦慮以外，NVH的調教真沒那麽簡單。至於純電動汽車到底能“跑”多遠，要看消費者的實際體驗了。

本文作者為踢車幫 楊仕祥