Các công cụ mô phỏng NVH khác nhau của Ford Motor
Những cung đường gồ ghề khiến chiếc xe rung lắc, dằn xóc không chỉ khiến tài xế và hành khách trên xe mệt mỏi, mà còn gây áp lực lên hệ thống khung gầm xe. Vì vậy, nhằm mang đến cho khách hàng những trải nghiệm an toàn và tiện nghi hàng đầu trong khoang xe, tập đoàn Ford không ngừng đầu tư và tinh chỉnh công nghệ NVH trên các dòng xe của hãng.
Trải qua hơn một thập kỷ, nhiều giải pháp mô phỏng đã được thử nghiệm để cải thiện tối đa thông số NVH của xe. Đặc biệt, công nghệ này đã được ứng dụng rộng rãi và toàn diện trên toàn cầu, và dữ liệu thu thập được từ các chương trình mô phỏng NVH luôn là chỉ số quan trọng trong mọi giai đoạn phát triển sản phẩm.
Tại Ford, có 03 công cụ mô phỏng NVH chính được sử dụng.
Công cụ Mô phỏng Máy tính – Tương đồng với dàn máy tính chơi game hỗ trợ các trò chơi đua xe, công cụ Mô phỏng Máy tính bao gồm hệ thống màn hình, máy tính được trang bị bộ xử lý nhanh, vô lăng và tai nghe. Trong đó, đội ngũ nghiên cứu NVH có thể đặt phương tiện vào một số tình huống giả định để kiểm tra các thông số NVH của xe.
Công cụ Mô phỏng Phương tiện Toàn diện – Công cụ này mang đến trải nghiệm thực tế trên xe đang di chuyển và các chỉ số được đo đạc tại mọi điểm trên xe. Từ đó, dữ liệu về tiếng ồn bên trong khoang xe và độ rung lắc trong điều kiện lái xe bình thường sẽ được thu thập đầy đủ.
Công cụ Mô phỏng Hành trình – Đây là công cụ mô phỏng NVH mới và tiên tiến nhất của Ford được phát triển dựa trên công cụ Mô phỏng Máy tính, sau đó tải xuống phần cứng kết nối với mô-đun trong một chiếc xe đang lưu thông. Mô-đun này có thể mô phỏng tiếng ồn mà động cơ và ống xả tạo ra trong các khoảng thời gian và tình huống thực tế nhằm đưa đến những trải nghiệm lái chân thật với âm thanh của các dòng xe khác nhau.
Ví dụ: Một kỹ sư có thể sử dụng tiếng ồn mô phỏng của một chiếc Ranger từ công cụ Mô Phỏng Máy Tính và tải nó lên công cụ Mô Phỏng Hành Trình trên xe Explorer. Sau đó, trong quá trình lưu thông trên đường, kỹ sư có thể chuyển đổi giữa các tuỳ chọn âm thanh NVH khác nhau nhằm đưa ra đánh giá và điều chỉnh phù hợp nhất.
Ưu điểm của công nghệ mô phỏng NVH
Trước khi áp dụng công nghệ mô phỏng NVH, đội ngũ NVH thường phải chia sẻ phiên bản xe nguyên mẫu cùng với các kỹ sư phát triển sản phẩm trong giai đoạn thử nghiệm. Tuy nhiên, trong suốt quá trình này, phương tiện liên tục bị tháo dỡ, hiệu chỉnh và tái lắp ráp, gây ảnh hưởng lớn đến kết quả của các bài kiểm tra chất lượng NVH. Với công nghệ mô phỏng mới, đội ngũ NVH hiện nay có thể tập trung trong phòng nghiên cứu và lắng nghe các nhân tố NVH mà không làm gián đoạn quá trình thử nghiệm xe mẫu.
Việc áp dụng công nghệ mô phỏng NVH đã tác động tích cực đến tiến trình và chi phí phát triển một chiếc xe. “Ở phương pháp thử nghiệm NVH truyền thống, ống xả của phương tiện sẽ cần được tháo rời và lắp ráp trên một chiếc xe khác. Điều này không chỉ gây lãng phí thời gian mà còn dẫn đến nguy cơ mất dấu tiếng ồn, vì việc kiểm tra trong ngày là bất khả thi. Giờ đây, những âm thanh này có thể được kiểm tra thông qua các công cụ mô phỏng chỉ với một vài cú nhấp chuột” – ông Carl Landgraf, Kỹ sư trưởng phụ trách công nghệ Mô phỏng NVH, giải thích.
Thách thức trong tương lai
Sự phát triển của hệ thống truyền động và xu hướng dịch chuyển từ động cơ đốt trong tiêu chuẩn sang động cơ điện cũng đặt ra một thách thức cho các kỹ sư NVH như ông O’Mahony và Landgraf. “Khi chúng tôi chuyển sang hệ thống truyền động điện, những âm thanh đến từ động cơ đốt trong dần biến mất, đồng thời các tiếng ồn trong xe cũng được khắc phục” – ông O’Mahony chia sẻ.
“Tuy nhiên, chúng ta lại phải đối mặt với những thách thức hoàn toàn mới. Động cơ điện đã tạo ra những âm thanh chưa từng có trước đây, và những tiếng ồn vốn đã có giải pháp như tiếng gió, tạp âm từ mặt đường nay lại trở nên rõ ràng hơn do sự tĩnh lặng vốn có của xe điện khi di chuyển. Ngoài ra, việc tạo ra các vật liệu cách âm nhẹ hơn cũng là một vấn đề phát sinh.”
“Tất cả mọi phương tiện phổ thông khi di chuyển thường tạo ra một âm thanh đặc trưng, trong khi đa số các mẫu xe điện đều vận hành khá yên tĩnh và không để lại tiếng ồn. Vì vậy, một quy định về âm thanh dành riêng cho xe điện đã được ban hành, yêu cầu các mẫu xe này cần mô phỏng âm thanh tương tự như tiếng động cơ để cảnh báo và đảm bảo an toàn cho những người tham gia giao thông.” – ông Landgraf chia sẻ.
