汽车轻量化时代，汽车制造商持续专注于提高能源效率。“以塑代钢”，热塑性塑料是经济高效的金属替代方案。
随着消费观念升级，汽车不再只是代步工具。消费者在传统选择因素之外，越来越注重驾乘体验。因此，提升驾乘舒适度成为了汽车制造商们竞相角逐的差异化领域之一。而车辆的振动和噪音水平直接影响驾乘体验。
NVH (Noise、Vibration、Harshness) 指噪音、振动与声振粗糙度，是衡量汽车驾乘舒适度的重要指标，也是汽车研发综合实力的重要体现。在传统燃油汽车减振技术基础上，电动汽车时代，电机、压缩机等带来的高频噪音，给汽车制造商们带来了全新的NVH挑战。
奥升德开发的能够替代金属结构部件的聚酰胺材料解决方案，帮助汽车制造商达成减振降噪方面的重大改进。
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，在保持车身结构刚性的同时改善了车内噪音并实现了减重，在不增加车身重量和设计复杂性的前提下提升了车辆的NVH性能。
针对不同应用场景，奥升德产品专家团队不断拓展泛达®Vydyne® AVS 产品组合，通过专有的添加剂技术以及聚合工艺，推出多款定制化牌号，助力汽车制造商应对技术挑战，在不同频率范围和工作温度下，获得出色阻尼和机械性能的平衡，打造令人满意的产品。
发动机和电机支架是典型的车辆减振降噪组件，在车辆运行或静止期间稳定发动机或电机装置，并隔离结构噪音。
传统的减振降噪组件（如发动机支架）主要依靠橡胶来减振，结构支架通常由钢或铝制成，具备出色的稳定性，但对减振作用不大。而对能源效率的关注使得制造商纷纷采用热塑性塑料替代方案，且由于聚合物固有特性，制成的结构支架更有助于减振。
材料科学的进步在汽车工程中发挥着关键作用，创新材料为在不损害部件结构完整性的情况下减轻重量提供了有效途径。更轻的材料不仅有助于提高能源效率，而且还有助于通过更有效地抑制共振频率来降低振动和噪音水平。此外，发动机和电机支架的设计也在不断改进，以确保性能稳定和耐用性。
先进材料和创新设计的结合，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，阻尼性能与聚合物的化学成分密切相关。
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。此外，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。
以常见情况为例，在燃油汽车中，如果将水泵和HVAC压缩机通过辅助支架安装在发动机缸体上，并通过皮带由发动机驱动，发动机支架系统会同时吸收来自泵或压缩机的振动，且导致泵和压缩机即使在不需要时也会持续运行，从而产生额外的燃料消耗。为了提高燃油效率，现代车辆已采用单独的电驱为其供电，以实现独立激活和停用，从而优化能耗。在车辆内重新布局这些辅助装置还有额外益处。例如，将冷却液泵与冷却液流量控制阀集成在一起，并将HVAC压缩机置于热交换器附近，可简化系统操作运行。但同时，这样的布局对辅助系统提出了独立的减振要求，以降低泵或压缩机产生的振动和噪音。
针对燃油汽车，工程师们用来抑制NVH的传统解决方案通常不高于300Hz，随着电动汽车的普及，消费者对噪音和驾乘体验有了更高的期望。虽然电力驱动比燃油发动机更安静，但电动汽车特有的组件同样会导致振动和噪音，其频率相较传统燃油汽车要高出十倍。这些在800Hz至3600Hz之间的中高频共振，是人类听觉尤为敏感的范围。电机的高速旋转产生高频空气噪音，叠加动力总成部件和相关系统元件高速旋转的影响，造成驾乘不适感更甚。
作为上下游一体化的工程材料生产商，奥升德关注市场对材料需求的变化，致力贡献创新产品为不同行业解决问题。为响应客户减振降噪的诉求，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，每个测试样品材料顶部自由边施加 2 英寸的强制位移，然后释放以进行自由振动。实验结果表明，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；而铝合金试样振荡16秒后才停止。实验结果直观地展示了泛达®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，令车内平均噪音降低了7dB。换言之，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可以在减振方面发挥更积极的作用，而不仅仅是充当被动元件。如前所述，35%玻纤增强的传统PA66材料表现出依赖于温度的阻尼性能，在 20°C RH50 条件下 tan δ 值为0.04。而为了更有效地实现结构部件所需的机械强度与阻尼性能，新型聚酰胺材料必须具备更出色的性能。
下图展示了传统 PA66 和奥升德新型 AVS 聚酰胺材料在 RH50 条件下的 tan δ 值的比较。
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。此外，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，而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。
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。我们的工程师团队运用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，满足客户多方位的需求。
原文始发于微信公众号（艾邦高分子）：汽车工程中聚酰胺减振降噪系统技术的创新进展
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