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長安汽車UNI系列新車即將發布背后的故事

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樓主
發表于 2021-1-7 21:45:10 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
我們在駕駛汽車的過程中,常常會聽到各種各樣讓我們不愉快的聲音,比如發動機噪音、路噪、胎噪。當我們的車速越來越高的時候,有一種聲音就凸顯出來了,那就是風噪。近日,長安汽車又用一場在風洞實驗室中的直播來展示了他們的 UNI-T 是如何 " 破風無聲 " 降低風噪的。


什么是風噪?
汽車風噪對于我們每個人來說都不難理解,只要是涉及到與空氣發生高速的相對運動,大到飛機、高鐵,小到我們家里用的空調、電風扇,都避不開風噪的問題。

想要削弱風噪可不是一件容易的事,風噪直接產生在車身表面,沒有辦法進行聲學封裝(很難用吸音 / 隔音材料消除),尤其是近幾年,隨著電動車等新能源汽車的普及,傳統發動機逐步被電機、混合動力取代,這些新的動力總成擁有更好的靜音效果,導致風噪的問題越來越凸顯。
風噪不僅頻帶寬,強度還高,很容易讓乘客感到煩躁、疲倦,長時間受風噪影響,還會危及行車安全。
如何研究風噪的問題?
要想全面、系統的研究風噪問題,就需要借助于風洞來進行實驗測試,因為風洞可以滿足研究的兩個必要條件:一是有流場穩定,風速精確可控的風源;二是能夠排除其他噪音的干擾。


這套麥克風陣列的測試結果,最終是以圖像的形式直觀顯示出來,結合掃描的車輛模型數據,工程師就可以得到噪聲源在車身表面的 3D 分布。
除了聲陣列,在直播中我們還可以看到有幾個人頭模型和像球形一樣的裝置,這幾套設備分別是人工頭、球形陣列和表面麥克風。

球形陣列在測試中會放置在駕駛艙內部,幫助工程師找出車內的聲源分布以及噪聲泄露的位置。表面麥克風可以粘貼在車身表面,測量車身表面的壓力脈動。這三個設備都是為了輔助工程師在風噪實驗中得到最全面的數據,找出問題點并加以改善。
如何優化汽車風噪?
汽車風噪的優化是個龐大的系統工程,主要是從聲源控制和聲學包裝兩個方面來入手。因為風噪直接產生于汽車表面,所以首先需要從風噪產生的源頭——也就是造型設計來進行控制,風噪跟造型設計強相關,因此在產品開發的早期階段,設計團隊就與工程團隊一起,從細節入手,對設計不斷打磨。



而在后期開發過程中,就會更多關注密封系統設計和隔聲吸聲材料的運用,來進一步提升車輛的 NVH 性能。
在設計之初,工程師一般會通過 CAE 仿真來分析不同造型方案空氣動力學的好壞,從而發現問題改進設計。同時,也可以通過油泥模型的實際測試,來做進一步調整。在直播中,工程師舉了兩個例子,來說明造型對于風噪的影響是非常大的,一個是后視鏡,另一個是后尾翼。



雖然 0.3dB 從數字上看差距好像并不是非常明顯,但是后視鏡僅僅一個部位的優化,工程師在 UNI-T 上還進行了無數的細節優化,正是這一個個的微小提升,積少成多,最終就會產生質變。
尾翼作為 UNI-T 的標志性設計之一,讓整車帶有了一絲科幻的味道,不僅驚艷了工程師團隊,也深受廣大網友們的喜愛,但這樣的設計創新越大,挑戰也越大。



前文提到單面聲陣列有 168 個麥克風,而測試時會使用三面陣列,一共會采集 504 個通道的聲音信號,數據量非常龐大,僅僅是 UNI-T 尾翼的整個優化過程,數據計算量就超過 100 萬 CPU 小時,如果換作市面上最新一代電腦處理器來進行計算,需要不停運算 12 年時間。
為此,設計團隊調用了 4000 核高性能計算服務器,運算能力占到了整個長安計算集群的四分之一,才把整個計算周期壓縮到了 20 天。



經過分析和優化,UNI-T 在車頂后端加入了鴨尾設計,擾流板增加了斜面坡度。雖然同樣是鏤空造型,但氣流在通過車頂后部時,鴨尾將氣流上揚,后部的尾翼也形成一個斜面來更好的引導氣流,氣流向下拍擊后窗的趨勢得到了緩解,風噪自然也就降低了。
寫在最后:
風噪,看不到、摸不著,但卻是影響行車品質的重要因素,而為了降低一點點風噪,需要投入大量的人力和物力,通過直播的畫面和工程師講述試驗中的故事,我們可以看到,車身上每一個細節的背后都是無數工程師辛勤汗水的結晶。
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沙發
發表于 2021-1-26 22:36:19 | 只看該作者
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發表于 2021-1-27 18:15:09 | 只看該作者
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發表于 2021-1-29 15:49:18 | 只看該作者
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發表于 2021-1-29 23:15:45 | 只看該作者
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發表于 2021-1-30 22:31:17 | 只看該作者
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發表于 2021-2-4 11:48:51 | 只看該作者
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發表于 2021-2-7 10:20:47 | 只看該作者
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發表于 2021-2-8 11:07:40 | 只看該作者
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