汽车轻量化时代,聚酰胺减振降噪技术开启驾乘新体验!
发表时间:2025-10-13
在汽车轻量化的大趋势下,能源效率提升成为汽车制造商的核心追求。“以塑代钢”成为潮流,热塑性塑料凭借经济高效的优势,正逐步取代金属,成为汽车制造的理想材料。
消费者需求升级,驾乘体验成关键
如今,汽车早已超越了单纯的代步工具属性。消费者在购车时,除了关注传统因素,对驾乘体验的重视程度与日俱增。车辆的振动和噪音水平,直接影响着驾乘的舒适度,成为消费者选择汽车时的重要考量。
NVH(Noise、Vibration、Harshness),即噪音、振动与声振粗糙度,是衡量汽车驾乘舒适度的关键指标,也是汽车研发综合实力的直观体现。在传统燃油汽车减振技术的基础上,电动汽车时代带来了全新的挑战。电机、压缩机等产生的高频噪音,让汽车制造商在NVH领域面临前所未有的难题。
奥升德聚酰胺方案,减振降噪新突破
奥升德凭借前沿技术,开发出能替代金属结构部件的聚酰胺材料解决方案,为汽车制造商在减振降噪方面带来了重大改进。
其推出的泛达®Vydyne® AVS(Anti-Vibration System),是专为抑制噪音、振动而设计的新型高阻尼降噪减振聚酰胺解决方案。它不仅能保持车身结构刚性,还能有效改善车内噪音,实现车身减重。在不增加车身重量和设计复杂性的前提下,大幅提升车辆的NVH性能,让驾乘更加安静舒适。
定制化产品,应对多样挑战
奥升德产品专家团队针对不同应用场景,不断拓展泛达®Vydyne® AVS产品组合。通过专有的添加剂技术和聚合工艺,推出多款定制化牌号。无论是不同频率范围还是工作温度,都能助力汽车制造商获得出色阻尼和机械性能的平衡,打造出令人满意的产品。
以发动机和电机支架为例,这些典型的车辆减振降噪组件,在车辆运行或静止时稳定发动机或电机装置,并隔离结构噪音。传统减振降噪组件主要依靠橡胶,结构支架多用钢或铝制成,虽稳定性出色,但减振效果有限。随着对能源效率的关注,制造商纷纷采用热塑性塑料替代方案,聚合物制成的结构支架更有助于减振。
材料创新,提升综合性能
材料科学的进步在汽车工程中发挥着关键作用。创新材料为减轻部件重量且不损害结构完整性提供了有效途径。更轻的材料不仅有助于提高能源效率,还能通过更有效地抑制共振频率来降低振动和噪音水平。同时,发动机和电机支架的设计也在不断改进,确保性能稳定和耐用性。先进材料与创新设计的结合,有效增强了车辆机械性能和驾乘体验。
以一款35%玻纤增强的传统PA66材料为例,其阻尼性能与聚合物化学成分密切相关。峰值tan δ在干态(DAM)条件下约为0.06,在相对湿度为50%(RH50)的条件下约为0.04。峰值阻尼点的玻璃化转变温度(Tg),在DAM和RH50条件下分别约为70°C和20°C。
在燃油汽车中,水泵和HVAC压缩机通过辅助支架安装在发动机缸体上,由发动机驱动。发动机支架系统会吸收来自泵或压缩机的振动,导致泵和压缩机持续运行,产生额外燃料消耗。现代车辆采用单独电驱供电,实现独立激活和停用,优化能耗。重新布局辅助装置虽有简化系统运行等益处,但也对辅助系统提出了独立的减振要求。
对于燃油汽车,工程师们抑制NVH的传统解决方案通常不高于300Hz。而电动汽车普及后,消费者对噪音和驾乘体验有了更高期望。电力驱动虽比燃油发动机安静,但电动汽车特有组件产生的振动和噪音频率比传统燃油汽车高出十倍,800Hz至3600Hz之间的中高频共振,是人类听觉敏感范围,电机高速旋转产生的高频空气噪音,叠加动力总成部件和相关系统元件高速旋转的影响,让驾乘不适感加剧。
实验验证,减振降噪效果显著
作为上下游一体化的工程材料生产商,奥升德关注市场需求变化,致力于贡献创新产品解决不同行业问题。泛达®Vydyne® AVS高阻尼降噪减振聚酰胺应需而生。
在悬臂梁自由振动实验中,对每个测试样品材料顶部自由边施加2英寸的强制位移后释放进行自由振动。结果显示,泛达®Vydyne® AVS试样振荡仅持续1秒;传统PA66试样振荡持续超过3秒;铝合金试样振荡16秒后才停止。实验直观展示了泛达®Vydyne® AVS出色的减振性能,这种高阻尼聚酰胺还大大降低了高频空气传播和结构传播的噪音,车内平均噪音降低了7dB,在不增加汽车重量的情况下降低了75%-84%的车内噪音,带来更安静的驾乘环境。
结构支架AVS能发挥更积极的作用,而不仅是被动元件。35%玻纤增强的传统PA66材料阻尼性能依赖温度,在20°C RH50条件下tan δ值为0.04。新型聚酰胺材料需具备更出色性能,以实现结构部件所需的机械强度与阻尼性能。
基于1Hz频率温度扫描DMA测试,泛达®Vydyne® AVS 4AC5的峰值tan δ > 0.1,是传统PA66的两倍。其峰值tan δ的玻璃化转变温度(Tg)向右移动了大约40°C。新型AVS聚酰胺材料的tan δ值明显超过传统PA66材料,峰值阻尼点的温度符合大多数减振部件应用的主要工作温度范围(通常为40 - 80°C)。
全方位支持,满足多样需求
针对车身加强件和防撞嵌入件、发动机悬置支架、电机悬置支架、变速箱支架、扭力杆、配件支架、悬架支架、衬套等不同应用场景,奥升德产品专家团队推出多款定制化牌号,助力汽车制造商应对技术挑战。
奥升德结构测试平台通过设计实际的零件系统,验证了有限元模拟仿真方法对零件耐久和极限承载预测的有效性。工程师团队运用CAE进行设计优化、模流分析、CFD(流体)分析、结构分析、NVH分析、热固耦合分析,为客户提供全方位材料、性能和工艺支持,包括材料特性、热老化数据、部件测试及现场工艺,满足客户多方位需求。
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