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在汽车界有一个术语叫“NVH”。N是Noise即噪音,V是Vibration即振动。那H的Harshness指的是什么呢?
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协调 分段 声振粗糙
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3.声振粗糙
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解析
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汽车行驶时会产生振动(Vibration)。首先会有因为路面凹凸而引起的振动。即使是在平如镜面的路面上行驶,发动机的振动也会从车身传递到人身上。振动又会产生噪音(Noise),振动和噪音都会给乘车人带来不快。
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除了像振动这样的反复冲击,当汽车经过路面的接缝时,也会有一些一次性的冲击。我们把这样的冲击称为声振粗糙(Harshness)。
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减小了NVH(噪音/振动/声振粗糙)就能提高乘坐舒适度,汽车就会成为舒适的交通工具。
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在第6章中我将讲解如何使汽车乘坐起来更加舒适。首先我们要确认行驶中的汽车何处会产生振动和噪音,之后我会讲解如何减小NVH(噪音、振动、声振粗糙)。举个例子来说,可以用弹簧吸收冲击,缓和路面凹凸的影响,但调整弹簧的强度绝非易事。柔软的弹簧虽然可以吸收冲击,但其本身的振动很难停止。如果汽车总是在摇晃,行驶起来就不太稳定。因此为了迅速平复弹簧的振动,汽车生产商们在悬架上安装了减轻振动的减震器。这样一来,在汽车的舒适性方面,如何协调汽车行驶的稳定性等其他要素之间的关系就成为重中之重。因此为了保证汽车的舒适性,就需要让几个功能同时发挥作用。
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减小各种噪音汽车中有各种产生噪音的装置和零件。我将详细解释有哪些噪音,以及如何应对那些噪音。减小噪音能够提高汽车的舒适度。
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减轻振动汽车行驶在凹凸不平的路面上时会产生振动。当产生的振动较严重时,乘坐舒适度当然会降低。悬架用于减轻振动。我将介绍悬架的结构和为改进悬架所做的努力。
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减轻声振粗糙行驶在有断坡1的路面上时,汽车前后会受到冲击,即声振粗糙。我将介绍减轻声振粗糙的方式。
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1 在道路或平坦的地面上呈阶梯式高低不平的地方。——译者注
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汽车是怎样跑起来的 6.1 减小各种噪音
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6.1.1 汽车上处处都是噪声源
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截至第5章,我已经介绍了实现汽车“行驶”、“转向”和“停车”三大要素的装置。这三大要素对汽车来说十分重要,但实际上,乘坐汽车时舒适性也扮演着相当重要的角色。如果一辆汽车的乘坐舒适度很低、噪声很大,那么无论它能多么完美地行驶、转向和停车,也不会受到欢迎。NVH(Noise Vibration Harshness:噪音/振动/声振粗糙)决定了汽车的舒适性,因此接下来我将讲解产生NVH的原因以及如何减小NVH。首先来说说噪声。
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汽车上处处都有噪声。发动机、动力传动系、悬架、轮胎和制动器等装置都会产生噪音(表6.1)。
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表6.1 汽车的主要噪声源及其对策
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噪声源 噪声的内容 对策 发动机 将空气吸入汽缸时的进气音 利用空气净化器阻碍一部分空气的流动,抑制噪声 在凸轮轴和曲轴的连接部分使用金属链时的撞击声 使用在链条内侧薄薄地覆盖着橡胶和树脂的“无声链” 发动机内燃烧的声音 发动机内燃烧的声音用叫做“汽缸体”的金属主体部分包住汽缸吸收噪声。柴油发动机通过分数次进行燃喷射来减小噪声 废气的排出声 用消声器吸收 轮胎 轮胎的触地声 减小轮胎触地面上花纹块的面积,错开触地时间 密闭在轮胎花纹沟里的空气产生的噪声 留出一部分防止空气逃离的花纹沟 轮胎中的空气振动时发出的声音 在轮胎内侧缠绕上海绵状的带子,使空气的振动难以传递到轮胎表面 制动器 制动器的制动盘和制动垫之间的摩擦声 使用更柔软的制动垫 车身 汽车行驶时会形成空气的旋涡,产生风噪 减小空气阻力,去除车门和车窗的接缝和级差 动力传动系 动力传动系中齿轮的啮合声 用润滑油使齿轮平滑地啮合 悬架 悬架上弹簧和底座的接触声 在金属间的接触部分加入树脂 汽车整体 汽车外部的全部噪声 在汽车底盘上方铺上毛毡等隔音材料,用树脂等材料给汽车做表面涂层 其中,乘客感受最大的是来自发动机的噪声。在发动机内,挥发性很高的汽油被压缩并点燃。其燃烧就像爆炸一样迅速,且会发出很大的声音。同时还会混杂着排气的声音和发动机转动的有规律的声音传到乘客耳朵里。发动机排出的废气经过消音器进入空气中,噪音得到了很好的抑制。但行驶中的汽车仍会发出“呜呜”的排气声,且发动机转速越快,排气声越大。
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轮胎也是噪声源。与人们的脚步声一样,轮胎触地时也会发出声音,但不是像脚步声一样“吧嗒吧嗒”的声音。轮胎在转动时会发出“沙沙”或“咕咕”的噪音。
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制动器、制动垫和制动盘在相互摩擦时会产生“咳咳”的刺激性的摩擦音。但由于开发使用了很难产生摩擦音的制动垫,所以只要损耗不是特别严重就不太听得到噪音。
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除此之外人们比较介意的噪声还有风噪,加速时能听到“嗖嗖”或“呼呼”的声音。
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