NVH材料在汽車中的應(yīng)用

1、NVH材料在汽車中的應(yīng)用     噪聲、振動(dòng)和舒適性是衡量現(xiàn)代汽車制造水平的綜合性技術(shù)指標(biāo)，特別是對(duì)于轎車而言，車內(nèi)噪聲狀況更是衡量轎車檔次的標(biāo)準(zhǔn)之一。近年來(lái)，世界汽車業(yè)各大整車制造企業(yè)和零部件企業(yè)對(duì)汽車NVH問(wèn)題尤為關(guān)注。為了提高車輛的舒適性，各大汽車公司都對(duì)汽車的NVH水平制定了嚴(yán)格的控制標(biāo)準(zhǔn)，并將汽車NVH技術(shù)作為重要的研究方向。    眾所周知，NVH是指Noise（噪聲）、Vibration（振動(dòng)）和Harshness（聲振粗糙度），其中聲振粗糙度是指噪聲和振動(dòng)的品質(zhì)。由于聲振粗糙度描述的是振動(dòng)和噪聲使人不舒適的感覺，因此有

2、人稱Harshness為不平順性。振動(dòng)可以引起噪聲，噪聲也可以引起結(jié)構(gòu)共振.考慮到NVH產(chǎn)生的原因相同，且經(jīng)常相互作用，故將其作為一個(gè)整體進(jìn)行研究。    從本質(zhì)上講，汽車NVH技術(shù)的研究就是解決汽車的振動(dòng)和噪聲問(wèn)題，這研究不僅僅適用于汽車新產(chǎn)品的整個(gè)開發(fā)過(guò)程，而且適用于改進(jìn)現(xiàn)有車型的乘坐舒適性。同時(shí)，由于汽車NVH特性的研究基本上是與汽車產(chǎn)品的整個(gè)設(shè)計(jì)、開發(fā)過(guò)程同步進(jìn)行的，所以發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題可以及時(shí)得到修改，不必等到生產(chǎn)出樣車之后，從而節(jié)省了大量的時(shí)間和資金。    噪聲源、傳播途徑和接收者是噪聲控制中須考慮的3個(gè)環(huán)節(jié)，研究各種聲源的發(fā)

3、聲機(jī)理、控制和減少噪聲的產(chǎn)生是根本性措施。但由于技術(shù)條件等因素的限制，控制噪聲源往往難以辦到，且需花費(fèi)大量時(shí)間和人力，而對(duì)于接受者進(jìn)行控制則更為不現(xiàn)實(shí)。因此，目前噪聲控制中一種簡(jiǎn)單適用的方法就是切斷噪聲傳播途徑，圖1為噪聲在汽車內(nèi)部的形成過(guò)程。    由圖1可知，振動(dòng)通過(guò)結(jié)構(gòu)件傳播至車身，引起車身振動(dòng).再由車身板壁振動(dòng)將噪聲輻射至車內(nèi)，形成車內(nèi)噪聲?？諝鈧鞑t將各種噪聲源所    輻射的噪聲通過(guò)空氣、由車身的縫隙或孔洞傳播至車內(nèi)，形成車內(nèi)噪聲。因此，綜合運(yùn)用不同的材料減弱汽車的振動(dòng)、避免共振，同時(shí)利用密封材料填堵汽車車體的孔隙、阻斷氣

4、流，才能達(dá)到降低噪聲的目的。常用的 NVH材料主要有以下幾種。    1 密封材料    汽車上用的密封材料主要有膠粘劑和密封條等。汽車用膠粘劑是指在汽車生產(chǎn)過(guò)程中用到的各種粘接劑和密封膠，包括汽車焊裝、涂裝、總裝發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤零部件和制造工藝用到的五大類。密封材料不僅在密封、防腐蝕、防滲漏、減振阻尼、隔音隔熱、外觀改進(jìn)等方面具有獨(dú)特的作用，而且用于車身時(shí)可以代替部分焊接，減輕了車身結(jié)構(gòu)質(zhì)量。汽車用密封條有聚氯乙烯、天然橡膠、三元乙丙橡膠以及熱塑性彈性體等材料，主要用于汽車的門窗、倉(cāng)蓋等存在制造間隙的部位，起密封、減振、隔音和裝飾作用，

5、可以有效防止外部風(fēng)雨、塵土等有害物質(zhì)侵入車內(nèi)，減小汽車在行駛過(guò)程中門、窗等部位產(chǎn)生的振動(dòng)，以保持車內(nèi)的乘坐舒適性和清潔性，并使被密封部位或裝置的工作環(huán)境得到改善，工作壽命得以延長(zhǎng)。     2 阻尼材料    阻尼材料主要是將機(jī)械振動(dòng)的能量轉(zhuǎn)變成熱能或其他可以損耗的能量，從而達(dá)到減振的目的。衡量材料阻尼特性的參數(shù)是材料損耗因子，大多數(shù)材料的損耗因子隨環(huán)境條件的變化而變化，特別是溫度和振動(dòng)頻率對(duì)損耗因子有重要影響。針對(duì)不同的車型和部位，從材料、工藝、設(shè)計(jì)等各方面發(fā)揮阻尼材料的減振作用，以提高機(jī)械結(jié)構(gòu)的抗振性、降低機(jī)械產(chǎn)品的振動(dòng)、增強(qiáng)機(jī)械

6、與機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，減少因機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生的聲輻射、降低機(jī)械噪聲?，F(xiàn)在常用的阻尼材料有瀝青類阻尼材料和橡膠類阻尼材料，瀝青類阻尼材料主要以瀝青和可塑性樹脂以及熱硬化性樹脂為主體，再加進(jìn)橡膠化合物、填充劑等均勻混合，富有加熱融粘性。橡膠類阻尼材料是利用橡膠本身所具有的粘彈性對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行阻尼減振，可分為自由阻尼處理和約束阻尼處理。前者是在結(jié)構(gòu)表面貼一層阻尼橡膠，當(dāng)結(jié)構(gòu)振動(dòng)時(shí)，橡膠分子鏈之間的粘性內(nèi)摩擦消耗部分振動(dòng)能，減小了振動(dòng)；后者是在結(jié)構(gòu)表面貼一層阻尼橡膠，外面再貼一層約束板，當(dāng)結(jié)構(gòu)振動(dòng)時(shí)，阻尼材料受剪切作用，一部分振動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能而起減振作用。目前，橡膠類阻尼材料已廣泛用于汽車，隨著其性能的提高

7、，在車用減振降噪方面必將有更大貢獻(xiàn)。    3 吸聲材料    采用吸聲材料進(jìn)行聲學(xué)處理是汽車最常用的一種降噪措施。目前在汽車上使用的吸聲材料為多孑L性吸聲材料，多孑L吸聲材料種類很多，主要吸收中、高頻噪聲，大量研究和試驗(yàn)表明，多孔性吸聲材料，如礦棉、超細(xì)玻璃棉等，只要適當(dāng)增加厚度和容重，并結(jié)合吸聲結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其低頻吸聲性能也可以得到明顯改善。吸聲材料在汽車上的應(yīng)用主要有兩方面。    （1）在發(fā)動(dòng)機(jī)降噪中的應(yīng)用。主要用在發(fā)動(dòng)機(jī)殼體上，以吸收和降低其聲輻射效率。在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)罩殼體的內(nèi)側(cè)表面使用吸聲材料時(shí)，在500 Hz以上的區(qū)域，車室內(nèi)噪聲可降低2-3 dBA。發(fā)動(dòng)機(jī)罩的內(nèi)側(cè)吸聲層一般是以玻璃纖維和毛氈系為基體的吸聲材料。    （2）車內(nèi)頂棚、底板和側(cè)壁內(nèi)飾襯墊都裝有吸聲材料。    4 隔音材料    目前常用的隔音板材有木纖維板、塑料板、鋼板等，這幾種材料各有其優(yōu)缺點(diǎn)。由隔音理論可知，隔音材料的隔音性能決定于質(zhì)量定律，即材料面密度越大，隔音效果越好。為控制車內(nèi)噪聲，通常采用不同