2/車外風噪聲測試
除了要得到優秀的風阻系數之外,風噪亦是新車開發時非常非常重要的項目之一,它是氣流在車身表面產生了壓力脈動而形成的。我們都知道汽車開發和設計過程中有一個特別重要的大類叫NVH,也就是噪聲、振動和聲振平順性指標,風噪當然也是NVH中的一項。長安汽車在這個項目上擁有國內最頂尖的工程師團隊,其領導者是國內NVH領域的泰斗級人物龐劍博士。
龐劍(長安汽車工程研究總院副院長和總工程師),曾任武漢船舶設計研究所工程師,Stewart and Stevenson公司高級工程師和技術專家。1999年加盟福特汽車公司,擔任福特汽車公司汽車動力傳遞系統部門高級工程師、噪聲與振動技術專家。
那么風洞實驗室又分為環境風洞和空氣動力學風洞,風噪測試一般要在做過聲學處理的低風噪空氣動力學風洞中進行,同濟大學風洞中心則是國內唯一既能夠提供環境風洞,又可以提供低風噪空氣動力學風洞的測試中心。而測試車外風噪的主要目的在于識別車外風噪的噪聲源,我們常見的車外風噪測量方法有三種,分別是聲源識別測量、聲學聚焦鏡測量以及表面壓力分布測量,另外也有激光測量等不常用的方法,長安歐尚只進行聲源識別測量和表面壓力分布測量。
聲源識別測量時會運用到聲學照相機這一設備,其原理就是將傳聲器陣列放置在遠離流場的地方,聲源的聲波以平面波或者球形波的形式傳遞到陣列的每一個傳聲器上。聲源與每個傳聲器的距離和相對位置不同,每個傳聲器接受到聲波的時間不同。利用這種位置差異和時間差異,經過一定的計算,增加選定方向上的信號而衰減其它方向的信號,在傳聲器陣列中重建噪聲信號,從而識別聲源。
而后在計算時,應用波束形成算法“延遲求和”,對傳聲器陳列中各陣元上測量的信號進行加權、延時、求和等運算,使得各陣元由位置差異引起的信號延時得到補償,形成具有空間指向性的結果,來指示聲源的方位。
而在表面壓力分布測量階段,我們主要測試的就是車輛固定測試位置上的脈動壓力,應用計算流體力學的軟件來研究車輛表面的脈動壓力和表面流態,這樣就可以得出汽車表面的壓力圖以及側窗位置上的壓力曲線圖,然后再把之前通過計算機模擬的數據和試驗得到的數據進行對比分析。
汽車表面的脈動壓力和車輛的表面流態是成正比的,而A柱和前車窗附近的區域是脈動壓力較大的部分,所以我們常會在一些密封不好的車輛上聽到來自A柱的風噪,歐尚的表面壓力分布測量也主要是對這個部位進行不斷的實驗和改進。測試時,工程團隊同樣要對不同風速、不同偏置角度下的車外風噪數據進行提取和分析。
3/車內風噪實驗
說完了車外風噪,那么對于駕駛者來說,真正傳入車內的風噪有多少,對人的影響有多大,這才是最實際的,所以車內風噪的實驗更是和乘坐舒適性息息相關,測量的目的在于識別車內風噪噪聲源以及評估車內風噪水平。那么在車內風噪實驗階段,工程師們常會使用到球形陣列、人工頭測量和傳聲器測量,當然也會親身坐入車內進行主觀評價。
因為我們都知道,人耳對于聲音的敏感度雖然沒有儀器那么高,但對于不同頻率和聲音,其通過耳朵進入大腦后所產生的感觀是完全不同的。舉個例子,高音量的音樂一定比低頻的噪音要更容易讓人接受,這很容易讓人理解吧?所以車內風噪測試不單單是要保證風噪低,而是要讓駕乘人員在乘坐時也不會對噪音感到惱人,這就是主觀評價的重要性。
實際測量的時候,儀器的測量和人工主觀評價會同步進行,其中球形陣列可以有效定位儀表臺中間處的噪聲聲源,人工頭和傳聲器用來模擬不同位置上駕乘人員可以接收到的一切聲源,而工程師團隊的“金耳朵”們則會被“關”在車內好幾個小時來進行主觀評價,這是一個非常痛苦和難熬的階段,但也是一款車輛在用心開發過程中不可避免的階段。
■ 編輯總結:
在結束之前想說的是,由于所有的測試數據均為商業機密,所以我們無法通過結論數據來為大家進一步展現,實在抱歉。而通過風洞中心的反復測試,長安歐尚在開發過程中對自身產品也進行了不斷的技術升級,其光是NVH這塊就已經進行了20多項改進,其中更是有14個項目進行了重點突破,廠家對這臺新車研發過程中的努力可謂是用心良苦。
或許有的朋友會問,一臺車的噪音表現如何,不是還要取決于車身組裝品質、車內用料等方面嗎?我們也就這個問題咨詢了王工程師,對方告訴我們確實是這樣的,而且也同樣重要。不過既然來到了風洞,我們的目的就是把風阻系數和風噪兩方面盡可能做到最好,車輛的開發畢竟是一個整體的工程,只有在單一項目上都盡力做到成本允許內的最佳水準,整車的水平才會有質的提升。正是這種全力以赴把產品做好的精神,讓我們對歐尚這款車充滿了期待,可以透露的是在測試現場我們仔細查看了這臺已接近量產的測試車,確實非常的棒。新車將在8月份正式上市,廠家所作的努力到底會否轉化為用戶的滿意度,到時就會揭曉。(文/圖/攝 汽車之家 黃正橋)
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借力無形間 圖說概念之空氣動力學設計
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