玄学的尽头是科学,不科学的玄学是忽悠

如梦初醒说车 2024-07-31 04:24:35

文|韦青青

最近应邀去了趟奔驰北京研发中心,听工程师们聊了半天底盘和NVH,颇长了些姿势的说,浅浅分享一下。

先说底盘。在很多人眼中,底盘好不好是一门玄学,但奔驰的工程师们说不是的,这是一门科学。

日常生活中经常可以看到这样一种说法,“这台车,一上手就知道是奔驰。”所以是什么让一台奔驰开起来像奔驰呢?这里头其实没有什么玄学,工程师们给出答案是,为了让每一辆奔驰都像奔驰,他们总结出了一套关于底盘的系统性标准,叫做“Mercedes-Benz Fahrcharakter(梅赛德斯- 奔驰驾驶特性)”。

工程师们解释说,他们把车辆的驾驶性能量化成了130多个客观的KPI数据,这些数据可以通过40个传感器进行测量,覆盖多达100多个方向,这些数据经过处理后,最终以一套复杂的逻辑汇总,就成了梅赛德斯-奔驰驾驶特性。

但数字是冰冷的,感知是鲜活的,所以工程师们戏言说,自己还需要成为汽车界的豌豆公主,用德国人的说法则是“Popometer(金屁股)”,这是一种不依赖客观测试设备、完全靠人的感知来进行判断的评价方式,要求工程师即便坐在柔软的座椅上,也能敏锐地察觉到各个方向、各种频率、各类幅值的振动,是谓之“金屁股”。

通过主客观的结合,奔驰建立起了一套对底盘科学的衡量标准,总结出了5个决定性的指标,分别是:Ride comfort(驾乘舒适性)、Sense of Safety(安全感)、Driving confidence(驾驶信心)、Sportiness(运动性)以及Precision(精准性)。

基于这一套标准,很多原来容易被人误读的观点,就可以得到清晰的拆解。

比如有人说,底盘好坏取决于悬挂的软硬,其实不是的。如果底盘一味求“软”,那么在激烈驾驶或者跑高速时中无法给到充分支撑,这不能满足安全感的要求。就舒适性而言,过软的悬挂也未必是好事,因为过软的悬挂虽然能够在部分坏路上降低冲击感,但却有可能带来更多问题,比如车体运动缺乏控制,比如各类次级振动,从而让底盘显得不够“整”。

此外,人对舒适性的感知不仅包括触觉层面对振动的感知,也要关联到视觉上的预判,如果我们看到的和感觉到的过于脱节,就容易产生晕车的感觉。所以,该软时软该硬时硬,才是底盘优秀的秘诀。

再比如有人说,过减速带不颠,就是舒服。其实,过减速带不颠,并不等同于良好的驾乘舒适性。很多底盘性能均衡、协调的车,过减速带都是前轴软、后轴硬,这是为了实现前后轴低频运动的平衡,从而使得车体平行于地面上下起伏,避免俯仰。

针对减速带这一工况来说,假如追求单纯的软,前后轴软硬相近,通常就会带来前后不平衡的问题,造成俯仰。在平整路面上,实际也存在一些肉眼难以看到的小起伏,这时前后不平衡的底盘,就会持续出现小幅值的俯仰,一定情况下,甚至会造成头部的纵向运动,导致晕车。

在大幅值的长波路上——比如高速公路上的“桥头跳”,这种俯仰问题就会更加突出。在经过起伏路的时候,当车尾经过坡顶,车辆会有“车头往下栽,车尾往上抛”的姿态,导致乘客有种前仰后合的感觉,让人感觉不舒适。此外,过软的底盘在经过减速带的时候,容易出现余振,给人松散的感觉,而调校平衡的车,虽然冲击相对稍硬,但过减速带后收敛及时,主观感觉会更厚重。

较之底盘,NVH的“玄学”味儿就更重了。NVH 是噪声(Noise)、振动(Vibration)和声振粗糙度(Harshness)的缩写,由于不同车辆相去甚远的主观实际感受,往往更容易给人一种不明觉厉的味道。

比如,提到NVH很多人都会提到双层夹胶玻璃,但有的车明明四门都用了双层夹胶玻璃,但还是听到风嗖嗖地从车门、车窗密封条和车内空腔传来,效果甚微。这是为什么呢?

其实道理说穿了也很简单,并不是双层夹胶玻璃没效果,它能够有效改善从车窗传来的、频率在2000赫兹到6000赫兹之间的高频风噪,但车外的风噪还和车身造型相关,例如后视镜造型、A 柱角度、车身曲面等因素,此外,风噪也会像薅社会主义羊毛的白云阿姨一样无孔不入,从车门接缝、车窗密封条、车内空腔传来。

除了风噪,路噪和动力系统噪声也是车辆 NVH 重要的噪声源。应对不同的噪声需要不同的措施。有些是在噪声源头解决,有些是在噪声的传递路径上解决。就像好吃的菜并不是把好食材一锅烩就行了,即使是相同的食材,不同的人做出来的味道也不尽相同。所以,优秀的NVH,不能光靠堆料,在于好料配好厨。

奔驰工程师们给出的解决方案是,把NVH作为一项关于整车集成的系统工程,研发和测试贯穿产品全生命周期开发流程,从概念设计到数字仿真再到实车测试,三个阶段的流程一个都不能少,而且要相互和鸣。

为什么不能省掉数字仿真阶段、直接进行实车测试以加快NVH研发呢?

工程师们解释说,噪音是有频率的,有的尖锐刺耳,比如婴儿高昂的哭闹声,有的阴沉烦闷,比如空调机的嗡嗡声。

车辆也是如此,在面对风噪、路噪等高频噪声时,可以通过隔音棉、填充泡沫来进行抑制,而要解决低频噪声和振动,主要依靠的是对车辆车身和底盘结构的优化,而这种结构优化只能在仿真阶段进行,因为任何对结构的更改,都需要充分考虑对碰撞安全、操控性能、舒适性等车辆性能的影响,来进行仿真。

如果都等到实车测试阶段再进行调整,不过是头痛医头、脚痛医脚的打补丁,无法从根本上解决问题。

在汽车上,底盘或车身板件、横梁、纵梁、天窗的扭转振动都会带来低频噪音。例如,很多 SUV 的尾门一般由下方的门锁和上方的两个铰链进行固定,如果车身由于路面不平,本身存在扭转振动,就会带动尾门振动,向车内辐射低频噪声,而且车身的扭转刚度越小,就越容易产生扭转振动。

如果坐在车内,后侧传来尾门发出的20- 30赫兹左右的低频噪声,那种难受的压耳感,简直就像完美还原了一个经典比喻——“蒙在鼓里”。解决这个问题,需要在设计阶段就考量整车的扭转刚度,如果车身扭转刚度不够,就要进行D柱的白车身结构优化,或者在D柱内添加结构泡沫以增加强度,在设计阶段就把低频噪音扼杀在摇篮里。

另外,分贝高低也并不能完全体现出 NVH 体验的好坏。奔驰的工程师们认为,没有突出的噪音源,没有突出的频率尖峰,各个方向传来的噪音都相对平衡,比单纯寻找低分贝更重要。

比如,如果车辆前排的隔声做得很好,但是后排隔声比较差,那驾驶员开车时会感觉到总是有噪声从车后传来,就像是后排玻璃没关紧一样,那就还不如将前排的一些隔音措施放在后排,确保前后排的噪音更平衡,这样虽然分贝值略有提高,但是主观感受更好,心理上会感觉更安静。

所以,NVH 是一个全面系统、技术性极强的庞大工程,是一个整车集成工程,不是单靠堆料就能做好的。每一款车的NVH都需要进行针对性的研发设计,好比伟大的音乐家对同一首乐曲都会有独到的诠释。

总结一下就是,在汽车工程师们的世界里,所有玄学的尽头,都是科学,但凡不科学的玄学,就是忽悠。以上。

0 阅读:14