内外饰NVH零部件设计

定义：NVH是指noise（噪声），vibration（振动）和harshness（声振粗糙度），由于以上三者在汽车等机械振动中是同时出现且密不可分，因此常把它们放在一起进行研究。声振粗糙度是指噪声和振动的品质，是描述人体对振动和噪声的主观感觉，不能直接用客观测量方法来度量。

由于声振粗糙描述的是振动和噪声使人不舒适的感觉，因此有人称harshness为不平顺性。又因为声振粗糙度经常用来描述冲击激励产生的使人极不舒适的瞬态响应，因此也有人称harshness为冲击特性。

总的说来，声振粗糙度描述是振动和噪声共同产生的使人感到极度疲劳的感觉。简单地讲，乘员在汽车中的一切触觉和听觉感受都属于汽车NVH特性研究的范畴，此外，还包括汽车零部件由于振动引起的强度和寿命等问题。

噪声的种类

车内噪声主要来自发动机噪声、风噪、车身共振、悬挂噪声及胎噪五个方面。

车辆行驶中，发动机高速运转，其噪声通过防火墙、底盘等传入车内；汽车在颠簸路面行驶产生的车身共振，或高速行驶时开启的车窗产生共振都会成为噪声。由于车内空间狭窄，噪声不能有效地被吸收，互相撞击有时还会在车内产生共鸣现象。

行驶中，汽车的悬挂系统产生的噪声以及轮胎产生的噪声都会通过底盘传入车内。悬挂方式不同、轮胎的品牌不同、轮胎花纹不同、轮胎气压不同产生的噪声也有所区别；车身外形不同、行驶速度不同，产生的风噪大小也不同。在一般情况下，行驶速度越高，风噪越大；由于设计的原因，汽车风阻系数无法改变，也很难彻底有效地降低风噪。

如何减小车内噪声

减小车内噪声首先要找到发声源，并找出声音传播的路径和方式，然后通过减小声音的传播量，从而减小车内噪声，如风噪主要是通过车身传播的，解决方案在车身关键部位填充隔音泡沫，阻断了声音的传播路径，达到减小风噪的目的，如下图所示：

阻断声音传播的路径或者是吸收声音的能量，主要是靠内外饰的一些零部件来实现的，如：发动机吸音垫、前挡板内外减震垫、翼子板海绵、地毯和地板减震垫、轮罩吸音垫、行李箱地毯等部件，所以内外饰零部件的材料定义和设计对整车NVH性能的影响非常大。

发动机盖吸音垫

此件装在发动机仓盖上，主要作用是吸收发动机产生的噪声，目前我公司此件的材料为无纺布+回纺棉，模压成型，厚度约为5mm，吸音效果较差。为了提高吸音性能，材料应该定义为无纺布+玻纤+无纺布，或者是无纺布+轻质海绵（HP）+无纺布，厚度为20-30mm。

此件安装在前挡板外侧钣金上，主要作用是吸收发动机的噪声，材料定义和厚度定义与发动机盖吸音垫基本一致，不同的地方是由于这个地方的温度很高，所以在外表面上需要粘贴一层铝箔，为了不影响吸音效果，铝箔必须要透气（开空）。

翼子板海绵

此件安装在前轮罩后侧钣金中，主要作用是吸收前轮的胎噪，材料为PU发泡，发泡密度为50Kg/m3，厚度按照钣金的型面。由于此件没有专门的固定点，且安装在一个并不密封的环境中，所以此件的表面需要有一层薄膜，防止海绵吸水后脱落。

前挡板内侧减震垫

此件安装在前挡板钣金的内侧，主要作用是吸收和阻隔发动机噪声，材料为EVA+PU（开孔泡沫），EVA面密度约为7Kg/m2，发泡密度为50Kg/m3，发泡厚度为25mm左右，目前我公司此件设计的主要问题是面积太小，没有延伸到两侧的钣金上，噪声很容易从两侧传到车厢内，另外此件的设计需要考虑和踏板之间的关系，需要预留足够大的空间，以防止踏板在极限位置时和地毯干涉。

前地板地毯

地毯是内饰件中面积较大的零部件，它对整车的NVH有较大的影响，主要是吸收和阻隔路面和传动系统的噪声，为了提高它的NVH性能，通常会将地板减震垫直接发泡在地毯上。材料定义为PET面料+EVA（EPDM）+PU（开孔泡沫），或者是PET面料+EVA（EPDM）+废纺毡，PU（废纺毡）厚度约为25mm，重涂层厚度为2mm。由于地毯面积较大，所以整个零部件的重量很大，为了方便装配，此种结构的地毯通常设计成两段。

目前一些公司的产品为了进一步提高地毯的NVH性能，在面料和重涂层之间又增加了一层厚度约为3mm的吸音层，结构如下图所示：

影响地毯吸音效果的另外一个原因是减震垫必须要和钣金完全贴合，不能产生空腔，且发泡体是等密度的。

门板和立柱护板

门板和立柱护板内粘贴吸音棉也可以改善整车的NVH性能，材料通常选用PP吸音棉或者是废纺毡，PP吸音棉的吸音效果要好于废纺毡，但是价格较贵。

座椅

座椅是对吸收车厢内噪声贡献最大的零部件，所以座椅内部的PU发泡体应该是开孔泡沫。

顶棚

顶棚的设计要考虑他的吸音功能，材料为针织布+PU+无纺布，背面有隔热棉，为了保证它的吸音效果，顶棚应该设计成能透气的结构。

厚6mm密度为800gr/m2的顶棚的吸音系数如下表所示：

行李箱平地毯

行李箱平地毯的材料通常为PET面料+纤维板（PP蜂窝板）+无纺布+废纺毡（PP吸音棉）。背面的废纺毡（PP吸音棉）主要作用是吸音和减震，防止地毯和钣金之间由于振动而产生噪音。

行李箱左右轮罩装饰

行李箱内部的噪声主要是排气噪声和胎噪，所以轮罩装饰也需要设计成可吸音的结构，通常是在背面粘贴废纺毡或者是PP吸音棉，厚度约20-25mm。

后轮罩吸音垫

胎噪对整车的NVH性能影响很大，解决方案是在轮罩钣金上面包覆一层吸音材料EVA+PU或EVA+PP吸音棉，厚度为20-25mm。

外轮罩

目前大部分车的外轮罩材料是塑料件，车辆在行驶的时候轮胎会扬起一些沙子或者是石块，打在轮罩上会发出很大的声音，直接传到车厢中去。解决方案是更改轮罩的材料，使用PET+废纺毡模压成型，厚度约为5mm，密度约为900g/m2。需要注意的是轮罩不能吸水，否则容易脱落或损坏。

沥青板

沥青板的主要作用是增加钣金的刚度，防止车身钣金振动而产生噪声，安装在如前挡板、地板、车门、顶棚、行李箱等位置，厚度为3-5mm。

整车内饰件NVH开发流程

主观评价竞争车型的NVH性能

定义各个零部件的参数，如材料、密度、厚度等。

测量竞争车型的NVH性能，如：发动机噪声的减少量、胎噪的减少量、进气和排气噪声的减少量、风噪的减少量等。即计算有多少噪声通过车身传入车厢。

设定开发车型的目标值，如：发动机噪声的减少量、胎噪的减少量、进气和排气噪声的减少量、风噪的减少量等。

开始零部件的设计和开发。

测量整车的噪声是否符合所设定的目标值。

NVH的测试方法

测试方法见Q/SQR.04.468和Q/SQR.04.506。