En bils motor er kilde til mange lyde og vibrationer. Disse effekter er ikke altid ønskværdige og opfattes endda ofte som ubehagelige. Der kan træffes specifikke foranstaltninger for at optimere motorer med hensyn til støj og vibrationer. Disse forbedringer vedrører dels selve motoren, men også området omkring motoren i motorrummet.

Hvad står NVH for?

Forkortelsen NVH står for de engelske begreber noise, vibration and harshness. Oversat til tysk betyder det støj, vibrationer og hårdhed. NVH beskriver hørbare og mærkbare vibrationer, der kan opstå under driften af maskiner som f.eks. motorer. I bilindustrien bliver disse effekter allerede analyseret grundigt under udviklingen.

• Støj: Støj er en auditiv fornemmelse, der typisk er forårsaget af vibrationer. Disse vibrationer forekommer normalt uregelmæssigt og med en variabel struktur. En forbrændingsmotor i en bil kan forårsage denne effekt.
• Vibrationer: Udtrykket svingninger beskriver gentagne udsving af variabler i et system. I mekanik og biler er det som regel tilbagevendende bevægelser af legemer eller masser. Det gælder for eksempel bilens karosseri.
• Ruhed: Ruhed er et parameter i den psykoakustiske opfattelse. Hos mennesker afhænger denne fornemmelse ikke kun af volumen, men også af frekvenser og varighed. Visse modulationsfrekvenser fremmer ruhed.

NVH i relation til forbrændingsmotorer

Støj og vibrationer opfattes ofte af bilister som ubehagelige og nogle gange forstyrrende. Det gælder især summende eller brummende lyde eller vibrationer. Disse effekter kan forekomme med alle typer forbrændingsmotorer og kan overføres fra motoren til karrosseriet. Ud over de akustisk mærkbare motorlyde opstår der andre effekter, når forbrændingsmotoren er i drift. For eksempel kan vibrationer let opfattes via førersædet, som er boltet fast til karrosseriet. Motorvibrationer kan også opfattes af føreren som en irriterende brummende lyd gennem karrosseriet.

Differentiering mellem NVH og akustisk design

NVH beskriver vibrationer og det deraf følgende støjmønster. Foranstaltninger i forbindelse med NVH er generelt rettet mod at bekæmpe disse effekter. Vibrationer og støjudvikling skal så vidt muligt undgås eller minimeres gennem passende indgreb. Inden for motorkonstruktion beskriver akustisk design målrettede foranstaltninger til tilpasning af støj. Det drejer sig f.eks. om optimering af udstødningslyden og indsugningsstøjen.

Målrettede NVH-tiltag til forbrændingsmotorer

NVH-effekter i forbrændingsmotorer kan påvirkes af en række foranstaltninger. Producenterne fokuserer på at optimere komponenter eller installere ekstra komponenter i bilens motorrum. Ud over forbedringer af selve motoren er ophængningen af enheden og optimeret støjisolering også afgørende.

1. Motorophæng: Motorens ophæng har stor indflydelse på, hvor meget vibrationer der kan overføres. Moderne motorophæng eller motorophæng forbinder motoren med karosseriet og dæmper samtidig vibrationer.
2. Kædedrev: Kædedrev i forbrændingsmotorer kan føre til uønskede effekter i form af NVH under drift. Beregninger af kædetrækket og et koordineret design af tandhjul og kæder fører til støjoptimering.
3. Enhedslejer: Hjælpeenheder og motortilbehør er elastisk monteret eller forbundet til motoren via lejer. Ved at optimere de installerede lejeelementer er det ofte muligt effektivt at minimere vibrationsoverførslen fra motorenheder.
4. Motordæksel: Moderne forbrændingsmotorer har ofte et motordæksel. Dette dæksel på toppen af motoren, som normalt er lavet af plastik, er ikke kun af visuelle årsager. Motordækslet er ofte specielt designet til at dæmpe støj.
5. Motorhjelmisolering: Undersiden af en bils motorhjelm er ofte forsynet med isolering. Det indbyggede isoleringselement reducerer støjforplantningen og dæmper eventuelle vibrationer i karrosseridelen. Isoleringsmåtten er også varmebestandig.
6. Isolering af passagerkabinen: Isolering af passagerkabinen fra motorrummet reducerer støjoverførslen. Isoleringselementer, der er monteret i interiøret bag beklædningsdele, forhindrer karrosseridele som døre og bilens tag i at vibrere.

NVH-optimering i bilindustrien

Bilproducenterne gennemfører stadig mere målrettede NVH-optimeringstiltag. Det gælder både for udviklingen af de enkelte motordele og for køretøjet som helhed. I nogle tilfælde bruger producenterne allerede computerstøttede simuleringsmodeller under udviklingen af køretøjet. De færdige prototyper optimeres yderligere på testbænken. Det kan på den ene side involvere motorerne, men også køretøjet med den fuldt installerede motor.

Det er grunden til, at producenterne i stigende grad satser på NVH-optimering.

Moderne og forbrugsoptimerede motorer er mere efterspurgte i bilindustrien i dag end nogensinde før. Ved at reducere antallet af cylindre, mindre slagvolumen og turboladning implementerer producenterne nye specifikationer med hensyn til brændstofbesparelser og udledning af forurenende stoffer. Men de vægtoptimerede downsizede motorer er i stigende grad udsat for uønskede vibrationer og ugunstig akustisk adfærd. Producenterne er nødt til at optimere disse egenskaber.

NVH med elektriske motorer

Højtudviklede hybridsystemer og elmotorer bliver i stigende grad brugt i bilindustrien. Det stiller producenter og udviklere over for nye udfordringer med hensyn til NVH. For eksempel har de elektriske motorer, der er installeret i elbiler, tendens til at have helt andre frekvensmønstre end dem, der findes i forbrændingsmotorer. Materialerne og designet af beslag og dæmpningselementer bliver ofte optimeret og tilpasset i denne sammenhæng.