NVH مخفف «نویز، لرزش و خشونت» است و یکی از مشکلات رایج در تجهیزات مکانیکی متحرک مانند خودرو، خشککن لباس و ابزارهای برقی محسوب میشود. در صنعت خودرو، NVH تأثیر مستقیمی بر تجربه رانندگی و عملکرد خودرو دارد و باید در تمام مراحل تولید در نظر گرفته شود.
عوامل ایجاد NVH
برای ارزیابی دقیق NVH، باید هر عنصر را جداگانه بررسی کرد:
- نویز (Noise)
- لرزش (Vibration)
- خشونت (Harshness)
عوامل داخلی و خارجی مؤثر بر NVH:
- سیستمهای مکانیکی و الکتریکی داخل خودرو
- تماس تایر با سطح جاده
- نیروی حرکت در هوا
منابع رایج نویز:
- موتور
- گیربکس
- تماس تایر
- سطح جاده
- ترمزها
- صدای باد
- موتورهای الکتریکی
نقاط تأثیر لرزش و خشونت:
- فرمان
- صندلیها
- دستهها
- آینه عقب
- پدالها
- کف خودرو
چرا NVH اهمیت دارد؟
عبارت معروف «قبل از خرید، یه دور بزن» حالا بیشتر از قبل به نرمی رانندگی اشاره دارد تا فقط عملکرد خودرو.
بازار جهانی مواد NVH در صنعت خودرو از ۱۰.۹۶ میلیارد دلار در ۲۰۲۱ به ۱۶.۹۳ میلیارد دلار در ۲۰۲۸ خواهد رسید (نرخ رشد سالانه ۶.۴٪).
هرچه خودرو سریعتر و قدرتمندتر باشد، کاهش NVH برای رسیدن به راحتی بیشتر، چالشبرانگیزتر خواهد بود.
راهکارهای کاهش NVH
- نصب صداگیر یا مواد ضدصدا در محل تولید نویز
- استفاده از لرزش تنظیمشده برای جذب نویز و لرزش
- در نظر گرفتن NVH در طراحی تمام اجزای خودرو
متریالهای اثباتشده برای کاهش NVH
فوم Nitto
- نیمهسلول بسته
- مقاوم در برابر آب و مواد شیمیایی
- مناسب برای درزگیری و کاهش نویز
- اشکال قابل ارائه: گسکت، نوار چسبدار، واشر، پد، رول، شیت
فوم Kaiflex EPDM
- ساختار نرم سلولی
- عایق حرارتی و صوتی عالی
- مقاوم در برابر روغن
- ضد شعله
- مناسب برای فضای داخلی خودرو
- اشکال قابل ارائه: گسکت، نوار، واشر، پد، رول، شیت، طناب اسفنجی
عایقهای غیربافته (Non-Woven)
نمد سنتزی
- ساختهشده از پلیاستر، اکریلیک و الیاف مصنوعی
- عایق متراکم با عملکرد بالا
- مناسب برای NVH، عایق صوتی و حرارتی
نمد صنعتی
- ترکیب الیاف با گرما، رطوبت و فشار
- خودخاموششونده
- مقاوم در برابر گرد و غبار و هوا
- مناسب برای درزگیری و کاهش نویز
-
فرآیند تحلیل NVH
- جای تعجب نیست که تحلیل NVH شامل مراحل مختلف، اندازهگیری، تحلیل و شبیهسازی بیشماری برای تولید نتایج دقیق است. هدف تحلیل NVH چیست؟ کاهش نویز و ارتعاش ناخواسته و در نتیجه رانندگی راحت، آرام و با کیفیت بالا. با توجه به این موضوع، در اینجا خلاصهای از فرآیند تحلیل NVH آمده است:کسب دادهها – این سفر با جمعآوری دادهها آغاز میشود. مهندسان از ابزارهای متنوعی برای ثبت طیف کامل آنچه در طول رانندگی شنیده و احساس میشود استفاده میکنند: میکروفونها برای ضبط صدا، شتابسنجها برای اندازهگیری ارتعاشات و سایر حسگرها برای ردیابی نیروها و بارها. این اندازهگیریها در محیطهای متنوع، از آزمایشگاههای کنترلشده گرفته تا سناریوهای رانندگی در دنیای واقعی، انجام میشوند.تحلیل – پس از جمعآوری دادهها، کار کارآگاهی واقعی آغاز میشود. مهندسان باید بفهمند که چرا چیزها میلرزند و سر و صدا ایجاد میکنند. این شامل تکنیکهایی مانند تحلیل مودال است که فرکانسهای طبیعی اجزای وسیله نقلیه را آشکار میکند و تحلیل فرکانس که صداهای پیچیده را به تُنهای منحصر به فرد آنها تجزیه میکند.شبیهسازی – مهندسی مدرن به شدت به شبیهسازیهای کامپیوتری متکی است. مهندسان از تحلیل المان محدود (FEA) برای مدلسازی چگونگی ارتعاش اجزا و از دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) برای پیشبینی نویز آیرودینامیکی استفاده میکنند. این به آنها اجازه میدهد تا تغییرات طراحی را به صورت مجازی آزمایش کنند و در زمان و منابع صرفهجویی کنند.
تأثیر CFD بر نویز، لرزش و سختی
با شبیهسازی جریان هوا در اطراف و درون وسایل نقلیه، CFD به مهندسان این امکان را میدهد تا منابع نویز آیرودینامیکی، مانند جریان آشفته در اطراف آینههای جانبی یا شیشههای جلو یا از یک سانروف باز را مشخص کنند. به طور خاص، CFD میتواند:
پیشبینی نویز آیرودینامیکی: شبیهسازیهای CFD میتوانند تولید و انتشار نویز باد را به طور دقیق پیشبینی کنند و به مهندسان این امکان را میدهند که در مراحل اولیه طراحی، مناطق مورد نگرانی را شناسایی و برطرف کنند. به عنوان مثال، شبیهسازی جداسازی جریان در اطراف ستونهای A و آینههای جانبی میتواند منابع نویز بالقوه را آشکار کند.
بهینهسازی شکل خودرو: با تجسم و تجزیه و تحلیل الگوهای جریان هوا، مهندسان میتوانند شکل خودرو را برای به حداقل رساندن نیروی درگ و کاهش نویز باد بهینه کنند. تغییرات در شکل بدنه خودرو، طراحی اسپویلر و اجزای زیر بدنه را میتوان با استفاده از CFD ارزیابی و اصلاح کرد.
تحلیل جریان هوای داخلی: CFD برای درک و بهینهسازی عملکرد سیستمهای HVAC بسیار مهم است. با شبیهسازی جریان هوا در داخل کابین، مهندسان میتوانند صدای تولید شده توسط فنها، کانالها و دریچهها را کاهش دهند و از یک محیط داخلی راحت و آرام اطمینان حاصل کنند.
آئروآکوستیک: با ترکیب CFD با مدلهای آکوستیک، مهندسان میتوانند مستقیماً صدای تولید شده توسط جریانهای آشفته را پیشبینی کنند. این امر امکان ارزیابی جامعتری از صدای آیرودینامیکی و اثربخشی اقدامات کاهش صدا را فراهم میکند.
- منابع NVHمنابع بالقوه زیادی برای NVH در وسایل نقلیه خودرو وجود دارد، معمولاً صدای سیستم انتقال قدرت، صدای جاده و باد. با معرفی خودروهای هیبریدی و برقی که پوشش صدای موتور ندارند/بسیار کم است، زیرسیستمهایی مانند موتورهای الکتریکی، سیستم تهویه مطبوع، ترمز و سایر صداهای استاتیک ناگهان اهمیت بیشتری پیدا میکنند.
منابع NVH را میتوان در دستههای مختلفی قرار داد. منابع ثابت، نویز جاده و باد هستند. اگرچه این نویزها ممکن است با عوامل خارجی مانند سرعت، سطح و غیره تغییر کنند، اما در تمام مدت حرکت وسیله نقلیه ثابت میمانند. منابع دورهای، منابعی هستند که از موتور یا گیربکس ناشی میشوند. اینها منابع نسبتاً ثابت NVH خواهند بود. اختلالات تصادفی، منابع NVH هستند که به طور متناوب اتفاق میافتند. این میتواند از زیرسیستمهایی مانند پمپها، سیستم تهویه مطبوع یا حتی زمانی که یک تایر به نوع دیگری از زمین برخورد میکند، باشد.
تولیدکنندگان خودرو باید این منابع بالقوه NVH را در نظر بگیرند و با استفاده از مواد نوآورانه و طراحی هوشمندانه، اقدامات پیشگیرانهای علیه آنها انجام دهند.
