導言:
人們 對一輛車的好感,往往來自一次完整而舒服的駕乘體驗。比如,發動機啟動時沒有一絲多余的抖動;又比如駛過坑洼路面時,座艙內依舊平穩安靜。可以說,防振設計做到位,是一輛好車的基礎,也是邁向豪華 級 的第一步。
當一臺 車 產生 振動,很多人第一反應就是尋找振動的源頭,接著, 一般 通過更換零部件、調校底盤懸架來解決振動問題。這樣做確實有效,但更多是屬于針對已經發生的振動進一步處理。比如 安裝 空氣懸架,雖然能改善乘坐舒適性,但本質上是在振動產生之后,用來調節的輔助裝置。而真正意義上的防振設計則來自于汽車出廠前的整體構造。
振動的來源
在了解汽車是如何防振的之前,我們先要弄清楚汽車的振動從何而來。 當汽車在路上行駛時,遇到坑洼路面,或者受到發動機運轉和傳動系統工作的影響,都會產生各種振動。這些振動再通過車輪、懸架和車架傳遞到車身,使車身和座艙內產生振動。
發動機運轉會產生振動
此外,由于車身是由金屬板和結構件構成,具備一定的彈性,所以本身會有自己固定的振動頻率。而當外部 或發動機 傳來的振動頻率和車身的 固有 頻率接近時,就會產生共振現象。 例如, 發動機曲軸在運轉過程中產生約15Hz的振動頻率,而車身某一結構的固有頻率恰好也這一頻率范圍內 時 就可能 產生 共振。 此時,原本微弱的振動會被放大, 當 傳遞到座艙內 時, 振動也會變得更加明顯,從而影響乘坐的舒適 感 。
汽車行駛在坑洼路面產生振動
如何降低內部振動
剛剛提到微弱的振動之所以會變明顯,是由于外部因素或汽車零部件產生的振動頻率和車身某部分板材的固有頻率重合所導致。所以要想降低整車振動,在車身設計階段就要避免 車身 選材的固有振動頻率和未來汽車使用過程中,汽車因外部因素或者汽車零部件所產生的振動頻率發生一致。 如果振動來源于汽車自身的零部件,比如發動機的曲軸、傳動軸、排氣系統等,它們在運轉時往往會產生振動。
汽車門板上做了隔音處理
為了避免車身和這些振動源產生共振, 工程師在車身結構設計階段,會通過調整板材的厚度、剛度,或者在關鍵部位添加加強筋等方式來改變結構 件 的 固有頻率 。 不僅如此 , 工程師還會在 例如 車門、車頂或地板等板殼結構上粘貼阻尼材料 增加車身結構的阻尼 來減弱共振幅度 。 以此來 盡可能避免和零部件或者外部因素產生共振。
如何降低 外 來 振動
我們已經知道如何降低車身和零部件 之間 產生的共振,那么在行駛過程中來自坑洼路面 引起 的振動又要如何 隔離呢? 坑洼路面引起的 振動通常會經過車輪、懸架系統和車架傳入到整個車身結構和座艙內。 所以 要想 降低 振 動傳遞的強度,工程師會在懸架和傳動結構上采用更為柔軟的材料 ,盡量讓振動 在傳遞 的 過程中逐步被吸收掉 。 其中一個常見的做法,就是大家熟知的副車架結構。
紅色部件為汽車副車架
副車架相當于是車架和車身之間的“緩沖平臺”,它和主車架之間是通過橡膠材質的連接件相連,這樣一來,來自地面的沖擊在傳遞到車身之前,先被副車架和橡膠元件過濾一遍。此外,工程師在設計這些橡膠連接件時,還可以控制它們的軟硬程度。例如為了吸收路面帶來的顛簸振動,上下方向的連接設計得會更柔軟一些;而為了避免副車架在激 烈駕駛時出現移位,保證行駛穩定性,左右方向則設計得偏硬一些 , 這些都是汽車結構設計中的細節。
如何降低 振動 噪音
振動不僅會讓駕乘人員在體感上不適,還可能轉化為噪音給聽覺帶來 困擾 。例如,風噪來自于氣流的振動,機械噪音來自零部件運行的振動,而路噪則是車輪與路面接觸產生的振動。 雖然前面提到的通過優化車身結構、提升阻尼、調整剛度等方式可以降低來自四面八方振動的同時,也可以達到降噪的效果。但是為了進一步提升車內靜謐程度,工程師還是會從降噪方面更專業的角度同時發力。
綠色區域都采用了不同類型的消音設計
例如在車身造型上采用更符合空氣動力學的流線設計,減少突出部件,可以讓氣流更順暢地貼著車身滑過,從而減少風噪;在車身密封上,地板、前圍板、線束孔等細節位置,都會采用橡膠圈、密封膠條、吸音涂層等材料封住噪音可能傳播的縫隙。與此同時,車內還會布置大量吸音、隔音和緩沖材料,讓噪音在傳播的過程中直接被隔離或吸收。例如在車頂,除了鋼板以外還有浸瀝青板、人造革 和 加強板 等 多層結構;地板也不只有地毯,還有隔音墊、毛氈、防震鋼板;車門內部、輪拱、儀表臺背后,也都填充著纖維棉、礦渣棉等吸聲材料。
結語
在這個以顏值論英雄的時代, 平 時大家更多關注汽車外觀是否出眾、夠不夠酷,卻很少注意那些解決行駛中 影響駕乘舒適度的幕后設計。
但其實,正是因為這些設計才能讓一臺車脫穎而出,劃分到更高的層級。所以,越是在 看不見摸不著 的地方下功夫, 越能體現 一個 企 業造車的 工藝和 誠意 。
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