4 XU HƯỚNG BẠN KHÔNG NÊN BỎ QUA TRONG NGÀNH KỸ THUẬT NVH [PHẦN 2]

Xu hướng 3 – Thiết kế vật liệu nhẹ tác động đến trạng thái NVH

Xu hướng thứ ba mà Steven Dom muốn bàn đến là xu hướng ảnh hưởng nhiều nhất đến kỷ luật kỹ thuật như lái xe và xử lý tình huống giao thông hoặc độ bền chính là xu hướng giảm trọng lượng. Kỹ thuật NVH cũng không nằm ngoài quy luật này.

Giảm trọng lượng đồng nghĩa với giảm độ xóc

Giống như những người mẫu nổi tiếng nhất trên sàn catwalk, các kỹ sư ô tô e ngại việc tăng thêm vài pound trên thiết kế mới nhất của họ. Thật vậy, cân nặng là kẻ thù vì nó làm tăng mức tiêu thụ nhiên liệu của ô tô thông thường và làm giảm phạm vi hoạt động của ô tô điện sạc pin.

Nhưng sau đó, khối lượng là bạn của kỹ sư NVH. Nó chắn được tiếng ồn và giảm độ rung. Khi khắc phục sự cố NVH, trước đây các kỹ sư có thể chỉ cần thêm vào vật liệu giảm tiếng ồn và rung động để giảm thiểu tác động của bộ phận rung nhưng bây giờ thì không cần nữa.

Dom nói: “Điều thú vị là việc tìm kiếm vật liệu nhẹ hơn này và cấu tạo chi tiết không hẳn là một tin xấu đối với kỹ sư NVH. Nó thúc đẩy sự sáng tạo và sự đổi mới trong thiết kế vật liệu.”

Vật liệu nhẹ là nhất

Vật liệu nhẹ là cốt lõi của các hoạt động nghiên cứu và phát triển cho nhiều nhà cung cấp cấp một và cấp hai. Một ví dụ cụ thể, 3M China đầu tư một lượng lớn công sức trong việc R&D vào việc phát triển các vật liệu ô tô tiên tiến. Nhà cung cấp nổi tiếng nhắm đến việc cung cấp cho ngành công nghiệp ô tô những vật liệu giúp tiết kiệm nhiên liệu đồng thời nâng cao tính an toàn và hiệu suất của xe.

Để đánh giá tốt hơn các đặc tính vật liệu cách âm của sản phẩm, 3M China đã mở trung tâm nghiên cứu và phát triển (R&D) của riêng mình tại Thượng Hải. Cơ sở thử nghiệm nội bộ giúp giảm đáng kể thời gian thử nghiệm và giúp 3M phát triển năng lực và đạt được các kỹ năng mới.

“Các sản phẩm và dịch vụ của Thử nghiệm Simcenter giúp chúng tôi có được các giải pháp để tạo ra sự cân bằng tuyệt vời giữa hiệu quả chi phí, trọng lượng và hiệu suất xe.”

-Wan Quan, Kỹ sư sản phẩm của Nhóm phụ trách vật liệu cách âm, Bộ phận ô tô tại 3M China-

Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm về số tiền thu được của 3M China, hãy xem câu chuyện thành công “3M Trung Quốc chọn giải pháp thử nghiệm Simcenter để giúp các nhà sản xuất ô tô giảm tiếng ồn nội thất.’’

Siêu vật liệu Metamaterials thúc đẩy sự đổi mới trong thiết kế vật liệu cách âm

Làm thế nào vật liệu nhẹ có thể trở thành liên minh của kỹ sư vật liệu cách âm? Trên thực tế, vật liệu hỗn hợp và siêu vật liệu mang lại nhiều cơ hội đổi mới. Nhưng siêu vật liệu là gì?

Nó chỉ định bất kỳ vật liệu nào được thiết kế đặc biệt để có được đặc tính mà vật liệu tự nhiên không có. Siêu vật liệu thường là tập hợp của nhiều phần tử, vật liệu tổng hợp được làm từ kim loại và nhựa. Các vật liệu thường được sắp xếp theo mô hình lặp lại ở quy mô nhỏ hơn bước sóng của hiện tượng mà chúng tác động. Siêu vật liệu có rất nhiều cách sử dụng, chúng có thể được sử dụng để làm nhiễu xạ ánh sáng, hấp thụ hoặc khúc xạ các bước sóng nhất định. Chúng có nhiều ứng dụng trong quang học, quản lý nhiệt hoặc âm học.

Mẫu siêu vật liệu được phát triển trong phòng thí nghiệm

Vậy sự phát triển của siêu vật liệu hỗ trợ kỹ thuật âm thanh rung-ồn-độ bền như thế nào? Đại học Leuven – kế bên một trong những văn phòng Siemens của chúng tôi ở Bỉ đã trình bày một số kết quả nghiên cứu của mình trên trang web của họ. Những phát hiện đó phải rất sâu sắc mới có thể hiểu được tiềm năng âm thanh rung của siêu vật liệu.

Tất nhiên, ngành công nghiệp ô tô cũng áp dụng những đổi mới này vào thực tế. Gần đây, Nissan đã giới thiệu một khái niệm mới liên quan đến siêu vật liệu cách âm. Nissan Ariya Concept có thiết kế vật liệu mới. Vật liệu cách âm này làm giảm đáng kể tiếng ồn trên đường và làm tăng sự thoải mái khi lái xe. Nó chỉ nặng bằng một phần tư các vật liệu cách âm thông thường (chẳng hạn như ván cao su).

Tuy nhiên, nó cung cấp một hiệu suất tương đương về việc giảm tiếng ồn trên đường. Tất cả những điều đó đi kèm với đặc quyền là giảm trọng lượng xe, cải thiện hiệu suất lái xe và tiết kiệm nhiên liệu.

Cùng xem Nissan Ariya Concept tại video dưới đây:

---

“Tìm kiếm vật liệu nhẹ hơn thúc đẩy sự sáng tạo và sự đổi mới trong thiết kế vật liệu.”

---

Xu hướng 4 – Việc thúc đẩy tựu động hoá thay đổi cách chúng ta nhìn nhận về NVH

Xu hướng thứ tư là một xu hướng không thể chấp nhận được đối với sự gia tăng dân số toàn cầu, đô thị hóa là một xu hướng lớn của thế kỷ XXI. Ở những khu vực đông dân cư, việc di chuyển thông minh trở thành nhu cầu thiết yếu.

Các giải pháp di chuyển tự động đáp ứng nhu cầu đi lại liền mạch, linh hoạt, đa phương thức và nhu cầu đi lại hằng ngày. Gần như tất cả các nhà sản xuất ô tô đã tham gia vào cuộc đua đề xuất xe tự động hóa một phần hoặc hoàn toàn. Đối với kỹ sư NVH, đó là một xu hướng đáng vui mừng hay đáng lo ngại?

Nguồn tiếng ồn mới, những nỗi lo mới

Với sự ra đời của ô tô tự lái, các kỹ sư NVH sẽ phải lo lắng khi có thêm nguồn tiếng ồn mới này. Không có tiếng ồn lớn nào giống như tiếng gầm rú của động cơ, mà là nhiều loại tiếng động nhỏ kinh khủng hợp lại. Về bản chất, một chiếc xe tự lái có đầy đủ các cảm biến hoạt động giống như tai mắt của xe. Và những cảm biến này không phải hoàn toàn không gây ra tiếng ồn.

Để vận hành hoàn hảo, chúng không được quá nóng và phải làm mát bằng quạt gió hoặc quạt hơi nước. Nếu phải nghe thấy tiếng “vù vù” tinh tế hay tiếng “rào rào” khó chịu đó? Chà, không có gì bí mật khi tiếng ồn động cơ mất dần khiến chúng ta trở nên nhạy cảm hơn với các âm thanh gây khó chịu của hệ thống phụ trợ.

Ngoài ra, bây giờ kỹ sư NVH phải quan tâm đến ảnh hưởng của rung động đối với cảm biến. Rung động do lốp xe lăn trên đường gồ ghề có thể ảnh hưởng đến chức năng của radar được lắp trong hệ thống cản nước không? Điều tương tự cũng xảy ra đối với việc kết xuất một máy ảnh có độ trung thực cao – nó sẽ phản ứng như thế nào với những rung động không ngừng?

Thật vậy, tương lai mang đến vô số thách thức mới cho kỹ sư NVH khi ô tô phát triển theo hướng tự động hóa ở mức độ cao hơn.

Taxi tự lái hoặc đi tàu lượn?

Đi tàu lượn có thể rất thú vị nhưng ngồi trên một chiếc taxi tự lái sẽ có một trải nghiệm êm ái và thoải mái hơn.

Tuy nhiên, thách thức lớn nhất vẫn là dự đoán những kỳ vọng và phản ứng của người tiêu dùng đối với xe hoàn toàn tự động. Mọi người sẽ muốn cảm thấy như thế nào khi ngồi trên một chiếc xe tự lái? Đây là một câu hỏi gây rối trí.

Khi tài xế ô tô trở thành hành khách, họ có lẽ sẽ mong đợi một chuyến lái xe thú vị. Nhưng điều gì sẽ dễ chịu? Rào cản đầu tiên cần vượt qua là cảm giác lo lắng về sự thiếu hiểu biết và không có khả năng phản ứng. Nếu một người đi xe đạp đột ngột tấp vào phía trước xe của bạn, bạn có thể bẻ lái ngay lập tức? Tay lái bị giật, tiếng rít của lốp xe, ghế bị nghiêng, tất cả đều là những cảm giác mà bạn mong đợi hoặc ít nhất có thể ảnh hưởng đến bạn.

Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu bạn không chú ý và chiếc xe thực hiện những thay đổi bất ngờ? Điều này có thể khiến bạn cảm thấy rất khó chịu hoặc thậm chí rất sợ.

Ngoài ra, các cảm biến trên ô tô có thể nhận biết tình huống giao thông mà mắt thường của bạn không nhận biết được. Giả sử có nhóm xe cuối của một đoạn tắc đường ngay sau khúc cua, bạn thường sẽ không phát hiện ra điều đó, nhưng ô tô của bạn phát hiện ra tình trạng tắc đường bất thường và giảm tốc độ trong khi bạn đang thoải mái đi trên đường cao tốc rồi chợt lo lắng khi nhận thấy sự chậm lại bất ngờ này. Cảm giác không dễ chịu lắm phải không?

Chiều hướng mới của sự thoải mái

Trên hết, các kỹ sư NVH có một nhiệm vụ mới đó là loại bỏ mọi tiếng ồn gây sửng sốt hoặc cảm giác rung lắc gây lo sợ. Vậy phải làm sao? Điều đó đang được đưa để tranh luận vì ô tô hoàn toàn tự động vẫn chưa được vận hành trên đường. Các kỹ sư cân nhắc một loạt các lựa chọn: đưa ra phản hồi về quang học, âm thanh hoặc cảm giác của hành khách trên xe cho họ biết “chuyện gì đang xảy ra”.

Trong mọi trường hợp, một số hình thức phản hồi được như mong muốn. Một mặt, nó có thể làm giảm ảnh hưởng của bệnh kinetosis hoặc say tàu xe. Mặt khác, nó có thể làm tăng nhận thức chung về sự thoải mái và dễ dàng. Vì vậy, một khi kỹ sư NVH đã thành thạo tất cả các thông số này, anh ta vẫn phải đối mặt với một thách thức cuối cùng đó là thiết kế một hệ thống âm thanh nội thất thoải mái.

Trong cuộc trò chuyện trước đó, Steven Dom đã nhấn mạnh vai trò quan trọng của thiết kế loa active để tạo ra một bầu không khí chứa âm thanh dễ chịu. Ông cũng nhấn mạnh khó khăn: vì mỗi cá nhân đều khác nhau, làm thế nào để các kỹ sư có thể thiết kế một hệ thống loa hấp dẫn nhất để đáp ứng các yêu cầu tuổi tác, giới tính, nguồn gốc, nền tảng xã hội và văn hóa có thể ảnh hưởng đến định nghĩa về sự thoải mái.

Điều gì tiếp theo dành cho kỹ thuật NVH?

Trong một cuộc thảo luận trước đó, Steven Dom đã rất nhiệt tình về việc đưa ra một tương lai đầy thử thách thú vị cho kỹ sư NVH. Khi các xu hướng gần đây thúc đẩy sự đổi mới, anh ấy tò mò về những gì tương lai sẽ mang lại.

Anh ấy cũng đề cập: “Một trong những thách thức lớn nhất của chúng tôi với tư cách là các kỹ sư NVH là luôn phải giảm thiểu những tiếng ồn mà chúng tôi khó có thể tác động được ví dụ như tiếng ồn của mặt đường. Chúng ta có thể sử dụng các kỹ thuật phân tích đường truyền phức tạp để giảm thiểu nó. Nhưng sau đó, khi tôi thấy các công ty như Hyundai đã triển khai kỹ thuật khử tiếng ồn chủ động từ mặt đường (active road noise), tôi tự hỏi: “Tiếp theo là kỹ thuật gì?”.

Đúng vậy, vào cuối năm 2019, Hyundai Motors Company đã ra mắt công nghệ kiểm soát tiếng ồn chủ động từ mặt đường (RANC) cải tiến, một công nghệ không nhắm vào tiếng ồn tương đối liên tục của động cơ mà là tiếng ồn luôn thay đổi khi xe lăn bánh.

Dom cân nhắc xem liệu loại bỏ tiếng ồn của gió chủ động có phải là sự đổi mới tiếp theo hay không: “Rõ ràng là các nhà sản xuất ô tô đang rất quan tâm đến việc giảm thiểu tác động khó chịu của tiếng ồn từ gió. Nhưng nguồn nhiễu rất khó đoán trên một tần số băng thông rộng nên rất khó để chống lại ảnh hưởng của nó. Nhưng sau đó, ai biết chúng ta sẽ có thể đạt được những gì trong vài năm tới?”

Nguồn: Siemens

Công ty TNHH Công Nghệ Số SDE (SDE TECH) được thành lập năm 2014. Đến năm 2018, chúng tôi vinh dự trở thành Smart Expert Partner – đối tác hàng đầu của Siemens Digital Industries Software tại Khu Vực Đông Nam Á – Thái Bình Dương cho các giải pháp Siemens NX (Unigraphics NX), Simcenter, Solid Edge, Tecnomatix và giải pháp quản lý Teamcenter.

Quý doanh nghiệp, khách hàng có nhu cầu liên hệ SDE TECH theo thông tin sau: