開發(fā)性能卓越的卡車以滿足日益嚴(yán)格的噪聲標(biāo)準(zhǔn)
卡車制造商們面臨日益嚴(yán)格的噪聲法規(guī)，因此，沃爾沃卡車公司正致力于改進(jìn)各種車型的車外噪聲。沃爾沃卡車公司的NVH試驗(yàn)室的工程師們使用LMS NVH測試系統(tǒng)，在不同的測量工況下，系統(tǒng)地測量、分析和優(yōu)化卡車車外噪聲。沃爾沃卡車公司的NVH專家特別關(guān)注如何減小動力總成引起的噪聲，包括發(fā)動機(jī)、進(jìn)/排氣系統(tǒng)、變速箱和傳動裝置。借助于LMS試驗(yàn)系統(tǒng)，沃爾沃卡車公司全面地分析并減少傳動子系統(tǒng)對車外噪聲整體的貢獻(xiàn)量，有助于開發(fā)更安靜的卡車，更高效的柴油機(jī)動力總成，同時(shí)能夠滿足嚴(yán)格的噪聲法規(guī)要求。
沃爾沃卡車 —“世界旅行家”卡車品牌
沃爾沃卡車公司為全球130多個國家提供產(chǎn)品和服務(wù)，是世界第二大重型卡車制造公司。隨著國際市場對道路運(yùn)輸需求的增加，沃爾沃卡車公司為了進(jìn)一步加強(qiáng)其市場優(yōu)勢，將集中開發(fā)更經(jīng)濟(jì)、更環(huán)保的卡車。在這一開發(fā)戰(zhàn)略中，減少燃料消耗，降低噪聲排放是主要內(nèi)容之一。
由于車外噪聲法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格，沃爾沃卡車公司致力于控制每個影響新車型整體車外噪聲的關(guān)鍵因素。當(dāng)卡車加速到50km/h時(shí)，卡車的車外噪聲主要由其動力總成引起。因此，沃爾沃卡車公司嚴(yán)格控制動力總成的整體噪聲貢獻(xiàn)量，并積極開發(fā)更安靜的傳動部件。隨著卡車運(yùn)行速度增加，輪胎將成為最主要的噪聲源，因此，沃爾沃卡車公司還致力于控制輪胎產(chǎn)生的噪聲。沃爾沃公司通過評估新型輪胎類型及其輪廓，進(jìn)一步減少動力總成子系統(tǒng)噪聲。
逐步降低傳動子系統(tǒng)的噪聲
作為減少動力總成系統(tǒng)噪聲策略的一部分，沃爾沃公司的工程師們對每個動力總成子系統(tǒng)都進(jìn)行了各種聲學(xué)試驗(yàn)。排氣系統(tǒng)是通過噪聲的主要噪聲源，同時(shí)排氣噪聲法規(guī)常根據(jù)試驗(yàn)條件和允許噪聲級的不同，有著很大的差別，所以沃爾沃公司的工程師對排氣系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)系統(tǒng)的研究。此外，在發(fā)動機(jī)開發(fā)項(xiàng)目執(zhí)行的過程中，沃爾沃的工程師對發(fā)動機(jī)樣機(jī)進(jìn)行了大量的試驗(yàn)，來評估發(fā)動機(jī)的聲學(xué)性能。工程師在配備了底盤測功機(jī)的專業(yè)半消音發(fā)動機(jī)試驗(yàn)室內(nèi)，對沃爾沃直列6缸（9升至16升）柴油發(fā)動機(jī)進(jìn)行了測試。在試驗(yàn)室內(nèi)，工程師可以精確控制發(fā)動機(jī)的工況，并測量發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的噪聲。在發(fā)動機(jī)試驗(yàn)中，經(jīng)常要考慮發(fā)動機(jī)和變速箱之間的相互作用，因此在試驗(yàn)裝置中增加變速箱組件，并將其連接至發(fā)動機(jī)，從而自動進(jìn)行換擋操作。典型的發(fā)動機(jī)/變速箱總成試驗(yàn)，需要在升速/降速工況下，進(jìn)行各種測試。對于上述試驗(yàn)，工程師使用一套16通道LMS試驗(yàn)系統(tǒng)，采集并處理以半球狀分布于試驗(yàn)部件周圍的麥克風(fēng)信號。通過這些試驗(yàn)，沃爾沃動力總成工程師可以正確評價(jià)聲壓級大小和噪聲的輻射方向。
The LMS systems support Volvo Truck in carefully analyzing and minimizing the contribution of driveline subsystems to the overall exterior noise.
“使用LMS試驗(yàn)設(shè)備，我們可以盡可能的了解在真實(shí)工作條件下，發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)和聲學(xué)性能。”位于瑞典Gothenburg的沃爾沃動力總成試驗(yàn)部變速箱試驗(yàn)工程師Hans Kask先生解釋。“LMS系統(tǒng)的各種測試功能可以幫助我們在初始試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，靈活改變試驗(yàn)策略，例如進(jìn)行更詳細(xì)的試驗(yàn)或者快速轉(zhuǎn)換到其它類型的試驗(yàn)。LMS系統(tǒng)另一方面的優(yōu)勢是其測量功能的高穩(wěn)定性，測量誤差始終小于0.1dB。包括聲學(xué)試驗(yàn)在內(nèi)，LMS系統(tǒng)還可以測量變速箱裝置的工作變形（ODS），這樣可以更好的了解部件的運(yùn)動情況以及部件之間的相互作用。
一旦我們獲得足夠信息，并進(jìn)行深入研究，就可以對這些結(jié)果進(jìn)行比較分析，并綜合考慮相關(guān)的設(shè)計(jì)、制造和成本制約等方面因素。在進(jìn)行有效的設(shè)計(jì)修改時(shí)，我們常常還要考慮設(shè)計(jì)師和工程師們的專家經(jīng)驗(yàn)、體驗(yàn)和判斷等。最終，我們將試驗(yàn)室采集的數(shù)據(jù)應(yīng)用于LMS聲學(xué)仿真軟件創(chuàng)建的聲學(xué)發(fā)動機(jī)模型中，進(jìn)行驗(yàn)證和更新。”
卡車整車車外噪聲性能測試
當(dāng)卡車整車樣機(jī)可以進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，卡車的車外噪聲性能需要在專業(yè)半消聲試驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行通過噪聲試驗(yàn)。室內(nèi)通過噪聲試驗(yàn)可以模擬室外的通過噪聲試驗(yàn)，大量的麥克風(fēng)放置在固定位置上，采用多路技術(shù)采集信號，模擬室外效果。這套試驗(yàn)室的聲學(xué)試驗(yàn)系統(tǒng)包括LMS SCADAS數(shù)據(jù)采集前端，以及LMS CADAS-X處理和分析軟件。
“沃爾沃卡車公司采用LMS測量系統(tǒng)用于卡車噪聲試驗(yàn)，已有12多年的歷史了，這期間還對系統(tǒng)進(jìn)行了多次升級。”位于Gothenburg的沃爾沃卡車公司NVH試驗(yàn)室負(fù)責(zé)人，Kaj Bodlund先生說。“LMS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和處理解決方案具有很高的試驗(yàn)效率，使我們能夠最大可能地減少卡車樣機(jī)的使用。當(dāng)進(jìn)行一項(xiàng)新試驗(yàn)任務(wù)時(shí)，LMS系統(tǒng)可以使操作者有效地記錄動力總成系統(tǒng)描述和測量設(shè)置信息，例如麥克風(fēng)排列的位置。對麥克風(fēng)進(jìn)行標(biāo)定后，就可以進(jìn)行測量，并根據(jù)最大噪聲級來評價(jià)測試數(shù)據(jù)。一旦得到可后處理的數(shù)據(jù)，就可以使用沃爾沃卡車公司的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，在不同部門之間共享試驗(yàn)結(jié)果和報(bào)告。不同的卡車采用不同的動力總成系統(tǒng)，其通過噪聲結(jié)果也不同，這些結(jié)果對我們定義設(shè)計(jì)修改和指導(dǎo)后面的開發(fā)設(shè)計(jì)來說，非常重要。通常來說，我們在試驗(yàn)室獲得的測量數(shù)據(jù)需要進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，該驗(yàn)證是在瑞士Boras的沃爾沃卡車公司專門的室外通過噪聲試驗(yàn)室進(jìn)行的。”
迎接未來的試驗(yàn)挑戰(zhàn)
對于沃爾沃卡車公司來說，LMS試驗(yàn)解決方案使車外噪聲水平系統(tǒng)地達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。在整個開發(fā)進(jìn)程中，LMS車外噪聲測量在驗(yàn)證設(shè)計(jì)樣機(jī)和更新虛擬模型之間達(dá)到平衡。“LMS測試系統(tǒng)能夠幫助沃爾沃卡車公司逐漸地提高效率和NVH測試精確度，這樣能夠在越來越短的開發(fā)周期內(nèi)和有限的可提供樣機(jī)的情況下成功地完成試驗(yàn)任務(wù)，”Kaj Bodlund解釋道。“沃爾沃卡車公司采用LMS試驗(yàn)解決方案將有助于其開發(fā)出符合日益嚴(yán)格的車外噪聲標(biāo)準(zhǔn)的高檔車型。”
