NVH是玄學(xué)?上汽通用泛亞振動(dòng)噪聲試驗(yàn)室體驗(yàn)
【太平洋汽車網(wǎng) 技術(shù)頻道】本來我并沒有準(zhǔn)備為此次活動(dòng)撰寫原創(chuàng)內(nèi)容,本以為只是一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)室參觀,但在和泛亞的工程師交流過之后,讓我意識(shí)到了一些深層次的問題,如此便有了本文。
談到靜音實(shí)驗(yàn)室,很多朋友會(huì)說,這可不稀奇啊,很多自主品牌也有啊,別說半消室了全消室混響室一點(diǎn)兒都不稀奇。上汽通用別克品牌的靜音體驗(yàn)的確有口皆碑,所以今天不光要為大家介紹泛亞的靜音實(shí)驗(yàn)室,還要?jiǎng)冮_表面看本質(zhì),講講為什么許多自主品牌有了同規(guī)格的靜音實(shí)驗(yàn)室之后,為何沒有在NVH上有讓人眼前一亮的表現(xiàn)?實(shí)際上,真正強(qiáng)大的不光是硬件,更重要的是那看不見的軟件,下面讓我們走進(jìn)那屬于NVH的神奇世界。
首先要從最近歐美學(xué)術(shù)界的一件撕逼打假事件說起,英國(guó)著名權(quán)威科學(xué)雜志《自然》(Nature)和美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)出版的學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》(Science),這兩個(gè)世界最權(quán)威的學(xué)術(shù)期刊相信大家都不陌生。首先,Nature指出美國(guó)癌癥專家卡洛·克羅齊(Carlo Croce)的實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)抄襲和數(shù)據(jù)造假,美國(guó)俄亥俄州立大學(xué)出具了一份45頁(yè)調(diào)查報(bào)告,實(shí)錘這個(gè)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)造假論文有11篇,掌門人卡洛·克羅齊整個(gè)學(xué)術(shù)生涯拿過美國(guó)聯(lián)邦政府超過1億美元的學(xué)術(shù)撥款,研究獲得過60多項(xiàng)大獎(jiǎng)。更重要的是,去年已經(jīng)被曝光的這些學(xué)術(shù)造假,時(shí)至今年涉及的期刊論文依舊未撤稿,才惹得Nature今年又來提醒了一下美國(guó)人。
然而,才過了兩天,Science就站了出來,爆出了一個(gè)驚天大秘密。便是驚爆全球的Nature 2006年阿爾茲海默癥論文造假,Science這次算是直接把桌子掀了。該論文將阿爾茲海默癥的成因歸結(jié)于β-淀粉樣蛋白的一個(gè)亞型Aβ*56,給當(dāng)時(shí)陷入困境的阿爾茲海默癥研究指明了方向。但之后卻一直沒有人能夠復(fù)制論文中的實(shí)驗(yàn),無人能夠成功分理出那個(gè)Aβ*56亞型蛋白,但醫(yī)藥領(lǐng)域的巨大利益讓所有人都選擇了暫時(shí)失明,基于這個(gè)假說上的研究今年就鯨吞了16億美元的經(jīng)費(fèi),現(xiàn)實(shí)中以這個(gè)理論為基礎(chǔ)開發(fā)的藥物無一奏效,例如去年美國(guó)FDA批準(zhǔn)治療阿爾茲海默的阿杜那(Aduhelm)。這波造假對(duì)于阿爾茲海默癥研究雖然沒有媒體宣傳的那么爆炸,但對(duì)學(xué)術(shù)界也是個(gè)沉重的打擊。
今天為啥要先講這個(gè)學(xué)術(shù)界的狗血故事呢?它將引出今天我們關(guān)于汽車NVH研究的兩個(gè)問題。
第一,都說NVH是玄學(xué)和腦神經(jīng)學(xué)科很像,研究NVH究竟是如何發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的?
第二,與學(xué)術(shù)研究類似,NVH研究的數(shù)據(jù)、結(jié)論該如何做到互信?有沒有什么權(quán)威標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范NVH?例如國(guó)標(biāo)?
你也可以把這兩個(gè)問題看做對(duì)于NVH研究的Validity(效度)和Reliability(信度)評(píng)估。
泛亞的靜音工程師給我們講了一個(gè)故事,也是他們解決NVH問題的真實(shí)案例,一個(gè)在方向盤上監(jiān)測(cè)出的Y軸方向的異常振動(dòng)問題,最終在排氣管懸吊上找到了癥結(jié),通過增加質(zhì)量塊改變排氣懸吊剛度,問題最終獲得了解決。還有許許多多這樣的故事,它們都說明了NVH的玄學(xué)屬性,很多問題無法做到頭疼醫(yī)頭腳疼醫(yī)腳,那NVH的問題該如何發(fā)現(xiàn)并解決呢?
首先,這就需要在一個(gè)研究院中具備全天候全周期的全身檢查功能,小到一個(gè)零件,大到整車的耐久、極寒極熱等各種環(huán)境和工況下的全面檢測(cè),實(shí)際運(yùn)行及從用戶角度出發(fā)的全面模擬。通過全方位多模式長(zhǎng)時(shí)間的檢測(cè)先發(fā)現(xiàn)問題,再通過近乎窮舉法來尋找問題的原因。下面讓我們來看看泛亞是怎么做的。
多軸激振異響測(cè)試間
泛亞振動(dòng)噪聲試驗(yàn)室的一期項(xiàng)目建于2006年投資7200萬,具備大空間四轉(zhuǎn)鼓半消室、全消室、混響室等核心實(shí)驗(yàn)室,由于設(shè)施較老目前正在進(jìn)行改建。此次我們近距離參觀的實(shí)驗(yàn)室落成于2016年,是泛亞振動(dòng)噪聲試驗(yàn)室的二期項(xiàng)目,總投資11億人民幣,具有13個(gè)試驗(yàn)室。根據(jù)通用汽車全球試驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、建造,是目前世界上最先進(jìn)、規(guī)格最高的振動(dòng)噪聲試驗(yàn)室。
整車半消聲室
樓內(nèi)所有聲學(xué)試驗(yàn)室均采用“房中房”結(jié)構(gòu),許多其他實(shí)驗(yàn)室只對(duì)全消室做獨(dú)立的基礎(chǔ)澆筑,泛亞振動(dòng)噪聲試驗(yàn)室的二期試驗(yàn)樓還榮獲了上海市建筑白玉蘭獎(jiǎng)。同時(shí)泛亞研究經(jīng)驗(yàn)之豐富也是其他機(jī)構(gòu)望其項(xiàng)背的,可以服務(wù)到通用旗下所有品牌的車型。唯一遺憾的就是沒有風(fēng)洞,同濟(jì)的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室租一下2.8萬一小時(shí)。
整車環(huán)境倉(cāng) -35℃~50℃
如何發(fā)現(xiàn)問題?不同的實(shí)驗(yàn)室具備不用的監(jiān)測(cè)功能,在零件層面,對(duì)于白車身的氣密性監(jiān)測(cè),每一個(gè)零件都可以進(jìn)入混響室放大可能會(huì)產(chǎn)生的噪音,多軸激振異響臺(tái)架可以模擬不同工況來激發(fā)零件可能存在的問題,等等;零部件之后是各個(gè)獨(dú)立系統(tǒng),混響室和全消室相連接墻上預(yù)制的防火墻上可以完美的模擬機(jī)艙的噪音情況,座椅上多軸激振異響測(cè)試臺(tái)測(cè)試各種模擬工況;再之后便是整車環(huán)節(jié),上轉(zhuǎn)鼓模擬行駛過程,上四立柱模擬各種粗糙路況;之后還需要模擬極寒極熱等極端工況下,尋找極端偶發(fā)問題;然后對(duì)于一些工況進(jìn)行測(cè)試,例如開門關(guān)門、座椅通風(fēng)風(fēng)扇、座椅電動(dòng)調(diào)節(jié),任何一個(gè)會(huì)帶來振動(dòng)和噪音影響的環(huán)節(jié)都不能放過。
整車兩轉(zhuǎn)轂測(cè)試間
通過上述一系列的標(biāo)準(zhǔn)流程,能夠很大程度上的對(duì)一臺(tái)車進(jìn)行全方位的NVH測(cè)試,基本上能夠保證覆蓋絕大多數(shù)工況的測(cè)試。目前很多自主品牌已經(jīng)能夠做到上述的大部分測(cè)試與試驗(yàn),但是在可加載的各種模擬數(shù)據(jù)、處理偶發(fā)特殊情況的經(jīng)驗(yàn)方面可能就沒有泛亞這種老牌試驗(yàn)室那么全面了。
模態(tài)測(cè)試
就像阿爾茲海默癥無法通過窮舉的方式來尋找癥結(jié),只能通過合理的假設(shè),遵循假設(shè)的路徑摸索;NVH其實(shí)也一樣,NVH代表的噪音、振動(dòng)、聲振粗糙度,每一項(xiàng)都有著海量的數(shù)據(jù),你也無法窮奇所有,只能盡可能規(guī)范的測(cè)試,盡可能詳盡的模擬,盡可能的檢測(cè)問題解決問題,這個(gè)時(shí)候數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)的積累就尤為重要了,方法和工作流不是隨便可以學(xué)到的。
NVH的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)來說是比較抽象的,很多是以人主觀感受作為評(píng)判依據(jù),也有大量偶發(fā)情況,異響總是發(fā)生在你意想不到的地方。那么從泛亞振動(dòng)噪聲試驗(yàn)室中測(cè)得的數(shù)據(jù),我們?cè)撊绾卧u(píng)判?該如何相信呢?
首先,泛亞振動(dòng)噪聲試驗(yàn)室按照通用汽車全球試驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)建造,設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化高,能夠勝任全球車型的研發(fā)測(cè)試與試驗(yàn),獲得的數(shù)據(jù)與通用汽車全球試驗(yàn)室相互通用。在泛亞,國(guó)內(nèi)項(xiàng)目的解決周期一般是一周,全球項(xiàng)目的解決周期是一個(gè)月,上海泛亞振動(dòng)噪聲試驗(yàn)室是能夠完成通用全球項(xiàng)目的試驗(yàn)的。所以,不管你信不信,這座試驗(yàn)室的數(shù)據(jù)老外都是信的,然后要解決面對(duì)同行的置信度問題。
如果說同行評(píng)審在某些學(xué)術(shù)領(lǐng)域的確提供很高的可信度,但是也并非完美無瑕,在競(jìng)爭(zhēng)激烈的商業(yè)領(lǐng)域甚至?xí)?duì)很多創(chuàng)新造成阻礙。采用國(guó)際、國(guó)家或者行業(yè)的通用標(biāo)準(zhǔn)能部分結(jié)局問題,但NVH領(lǐng)域國(guó)標(biāo)在之前并沒有什么可參考的內(nèi)容,那怎么辦呢?上汽通用牽頭起草了一個(gè)全新的國(guó)標(biāo)GB40625,新國(guó)標(biāo)在2021年發(fā)布,于2022年5月1日正式實(shí)施。
標(biāo)準(zhǔn)號(hào):GB/T 40625-2021,汽車加速行駛車外噪聲室內(nèi)測(cè)量方法。這個(gè)全新的國(guó)標(biāo)將對(duì)汽車的NVH測(cè)量予以規(guī)范,從此汽車行業(yè)擁有了專屬的聲學(xué)測(cè)試國(guó)標(biāo),而不在需要老舊的基于普通聲學(xué)要求出發(fā)的GB 6882。
為啥老美信任泛亞中國(guó)的數(shù)據(jù)?簡(jiǎn)單來說就是統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)室、同樣的測(cè)試方式,在相同環(huán)境下獲得的數(shù)據(jù)就高度可信。新國(guó)標(biāo)GB40625中最主要的就是對(duì)于測(cè)量?jī)x器、試驗(yàn)室要求、測(cè)功機(jī)要求以及測(cè)量程序、測(cè)試方法、測(cè)試報(bào)告,硬件與軟件兩方面都作出了規(guī)范,同樣的場(chǎng)地做同樣的測(cè)試,用同樣的方法輸出同樣的報(bào)告。
自此之后,NVH將不再是玄學(xué),而是有據(jù)可循的硬指標(biāo),未來大家買車就像買家電一樣,認(rèn)準(zhǔn)執(zhí)行的國(guó)標(biāo)準(zhǔn)字,別克將自家的靜音基因注入到了國(guó)標(biāo)之中,由其牽頭的NVH國(guó)標(biāo)從整體拉高了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),不光對(duì)整個(gè)汽車行業(yè)是件大事,對(duì)消費(fèi)者更是一件好事。
(圖/文/攝:太平洋汽車網(wǎng) 洪曉峰)
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