Để thiết kế, xác định và tối ưu hóa âm thanh ô tô, các kỹ sư dựa vào một lĩnh vực gọi là nghiên cứu độ ồn – độ rung – ngưỡng chịu đựng lắc trên xe.
Hỏi một người nào đó âm thanh của ô tô và câu trả lời điển hình là “vroom-vroom!” Hãy hỏi một kỹ sư ô tô cùng một câu hỏi, và câu trả lời sẽ phức tạp hơn nhiều. Từ tiếng gió lướt qua gương chiếu hậu đến khả năng tăng tốc của xe điện, nhiều âm thanh mà xe tạo ra đều rất quan trọng đối với trải nghiệm lái tổng thể. Để thiết kế, xác định và tối ưu hóa âm thanh ô tô, các kỹ sư dựa vào một lĩnh vực gọi là nghiên cứu độ ồn – độ rung – ngưỡng chịu đựng lắc trên xe (Noise, Vibration and Harshness – NVH).
NVH là gì?
Tiếng ồn, độ rung và ngưỡng chịu đựng (NVH) là nghiên cứu và đo lường phản hồi âm thanh và xúc giác trong một đối tượng. Vì âm thanh có thể vừa gây khó chịu vừa mang lại lợi ích, phân tích “NVH” giúp xác định âm thanh phát ra từ đâu và tại sao lại phát ra âm thanh đó. Sau đó, các kỹ sư có thể giảm hoặc loại bỏ tiếng ồn không mong muốn, cũng như tăng cường âm thanh có lợi, chẳng hạn như tiếng ầm ầm đặc trưng của mô tô thông qua sự kết hợp giữa phương pháp mô phỏng và thử nghiệm vật lý.
NVH có nghĩa là gì?
Ba phần của “NVH” bao gồm một loạt các chỉ báo về âm thanh, âm thanh được nghe như thế nào, cảm giác của âm thanh đó như thế nào và âm thanh đó được cho là dễ chịu hay khó chịu.
- Tiếng ồn: sự lan truyền âm thanh do một đối tượng cụ thể gây ra, chẳng hạn như tiếng kêu của cửa sổ trời đang mở, động cơ, cửa bị đóng sầm, hệ thống HVAC (Hệ thống điều hòa không khí) hoặc tiếng khóa dây an toàn.
- Rung động: dao động xảy ra ở một tần số nhất định. Trong ô tô, có thể cảm nhận được các rung động ở các tốc độ khác nhau thông qua vô lăng, ghế ngồi, tay vịn, sàn xe và bàn đạp.
- Ngưỡng chịu đựng: chất lượng chủ quan liên quan đến tiếng ồn và độ rung. Mặc dù cả tiếng ồn và độ rung đều là các phép đo có thể định lượng được, nhưng ngưỡng chịu đựng liên quan đến cảm giác khó chịu khi nghe những âm thanh khó chịu. Những gì khắc nghiệt với một người có thể không khắc nghiệt với người khác.
NVH trên ô tô là gì?
- Các kỹ thuật “NVH” được áp dụng trong nhiều ngành khác nhau, nhưng chúng bắt đầu trong ngành ô tô để giải quyết tiếng ầm ầm, tiếng gõ và tiếng nghiến do động cơ đốt trong tạo ra.
- “NVH” hiện là chỉ báo hiệu suất chính trong ngành ô tô, đặc biệt khi ngày càng nhiều nhà sản xuất ô tô bắt đầu điện khí hóa đội xe của họ. Hiệu suất “NVH” của xe có thể dễ dàng tạo ra hoặc phá vỡ hình ảnh thương hiệu, vì vậy điều quan trọng là phải giải quyết sớm các vấn đề về “NVH” trong giai đoạn thiết kế.
- Đọc “Cách mô phỏng giúp bạn vượt qua các thử thách thiết kế NVH máy điện” để tìm hiểu thêm.
Nguồn “NVH” Trên Ô Tô
Có ba nguồn “NVH” trong xe:
- Khí động học: Quạt “HVAC”, gió vào thân xe.
- Cơ khí: ma sát phanh, hoạt động của động cơ, lốp xe tiếp xúc với đường.
- Điện: cảnh báo lái xe, biến tần trong ô tô điện.
- Khả năng xác định âm thanh phát ra từ các nguồn như động cơ, phanh, thân xe và nội thất giúp các kỹ sư có được bức tranh âm thanh đầy đủ về chiếc xe. Sau khi hiểu được nguồn gốc của một âm thanh cụ thể, các kỹ sư có thể xác định các kỹ thuật kiểm soát âm thanh phù hợp, chẳng hạn như thay thế vật liệu, thay đổi luồng tương tác hoặc cài đặt các rào cản âm thanh.
Để tạo ra trải nghiệm lái xe tổng thể tốt nhất và đạt được lợi thế cạnh tranh, các công ty ô tô có nhiều mục tiêu hợp lý mà “NVH” giúp họ giải quyết, bao gồm:
- Tăng sự thoải mái cho người lái và hành khách.
- Giảm các hỏng hóc do rung động.
- Tạo âm thanh hoặc độ rung mong muốn.
- Tuân thủ các quy định về tiếng ồn.
- Giảm thiểu tạp âm.
- Đảm bảo độ tin cậy của kết cấu và nâng cao tuổi thọ.
- Giảm thiểu sự mệt mỏi của người vận hành bằng cách cung cấp một môi trường yên tĩnh.
Phân tích “NVH” được tiến hành như thế nào?
Tiếng lốp xe vo ve, tiếng gió rít, tiếng cần gạt nước kêu cót két – có hàng chục nguồn âm thanh trong ô tô có thể được cảm nhận bằng âm thanh, hình ảnh và chiến thuật. Phân tích “NVH” có thể giúp giảm thiểu hoặc loại bỏ những điều không mong muốn. Để tối ưu hóa âm thanh theo các tiêu chí mong muốn, các kỹ sư có thể sử dụng bộ giải âm thanh để mô phỏng tiếng ồn của xe ở nhiều cấp độ thiết kế.
- Cấp độ mô phỏng âm học độ toàn xe
- Tiếng ồn được tạo ra bởi toàn bộ chiếc xe đang chuyển động.
- Cấp độ hệ thống
- Tiếng ồn phát ra từ các máy làm việc cùng nhau.
- Cấp tiểu hệ thống
- Tiếng ồn phát ra từ một loại máy cụ thể, chẳng hạn như động cơ điện tử cấp thành phần
- Tạo tiếng ồn từ một yếu tố riêng lẻ, chẳng hạn như tiếng bấm dây an toàn.
Để hoàn thành phân tích “NVH” dựa trên các mức mô phỏng khác nhau, trước tiên, các kỹ sư phải tạo một mô hình mô phỏng thể hiện chính xác hệ thống hoặc thành phần vật lý. Có thể sử dụng các công cụ của Ansys như Ansys Mechanical, Ansys LS-DYNA, Ansys Fluent, Ansys Motor-CAD và Ansys Maxwell để mô phỏng và lập mô hình các thành phần cần thiết, đồng thời có thể thực hiện xử lý hậu kỳ trong Ansys Sound.
Xem “Lắng nghe âm thanh mô phỏng của bạn” để tìm hiểu thêm về quy trình âm thanh của Ansys.
Những thách thức của việc mô phỏng “NVH”
Một sai lầm phổ biến mà các kỹ sư mắc phải khi mô phỏng “NVH” là họ bắt đầu ngay với các mô phỏng rất phức tạp và tốn kém về mặt tính toán. Đây là một vấn đề vì những mô hình đó thường không khớp với hành vi thể chất. Kết quả là, thời gian và nguồn lực bị lãng phí cho một phân tích không phù hợp với kết quả kiểm tra vật lý.
Điều quan trọng là các đại lượng cơ bản của mô hình mô phỏng như khối lượng tổng thể, độ cứng và ma trận giảm xóc phải tương quan tốt với thử nghiệm vật lý bằng cách sử dụng các tham số như tiêu chí đảm bảo phương thức (MAC), tiêu chí đảm bảo phương thức phối hợp (CoMAC) và tiêu chí đảm bảo đáp ứng tần số (FRAC) trước đây chạy các phân tích rất phức tạp.
Bắt đầu với “NVH”
Gần như mọi yếu tố trong thiết kế ô tô đều có thể hưởng lợi từ phân tích “NVH”. Hiểu nguồn tiếng ồn và cách tối ưu hóa chúng là một trong những cách tốt nhất để đảm bảo thiết kế ô tô của bạn sẽ đáp ứng nhu cầu của người mua và tiêu chuẩn ngành. Thực hiện mô phỏng càng sớm càng tốt trong giai đoạn thiết kế và ý tưởng sẽ giúp đảm bảo rằng các vấn đề về “NVH” được giải quyết càng sớm càng tốt trước khi bắt đầu tạo mẫu vật lý.
Bài viết gốc: https://www.ansys.com/blog/what-is-automotive-nvh
Công ty chúng tôi luôn luôn mong muốn được trở thành đối tác tin cậy và là nhà cung cấp thiết bị, giải pháp hàng đầu cho sự thành thành công của Quý Khách hàng. Mọi thông tin chi tiết Quý Khách vui lòng liên hệ:
Công ty Cổ phần Công nghệ MITAS Hà Nội
Địa chỉ: Tầng 5, tòa nhà C’Land, Số 81 Lê Đức Thọ, Nam Từ Liêm, Hà Nội
Web: https://mitas.vn | ĐT: (+84) 243 8585 111 | Email: sales@mitas.vn
Sự ủng hộ tin yêu của Quý Khách hàng là động lực và tài sản vô giá đối với tập thể công ty chúng tôi. Chúng tôi xin trân trọng cảm ơn./.
