在汽车领域，起动机作为发动机启动的关键部件，其性能直接影响着车辆的整体运行。然而，起动机在启动过程中产生的噪声、振动与声振粗糙度（NVH）问题，逐渐成为影响车辆舒适性和品质的重要因素。深入研究这些问题的产生原因，并探讨有效的控制技术，对于提升汽车的整体性能具有重要意义。
起动机 NVH 问题产生的原因
电机振动
起动机的电机在运转时，由于电磁力的作用会产生振动。电机的转子在高速旋转时，其质量分布不均匀会导致不平衡力的产生，从而引发振动。此外，电机的定子与转子之间的气隙不均匀，也会导致电磁力的波动，进而引起电机振动。这种振动会通过起动机的外壳传递到车辆的其他部件，产生噪声。
齿轮啮合噪声
起动机的齿轮在啮合过程中，由于齿轮的制造误差、齿面磨损以及啮合冲击等原因，会产生噪声。齿轮的制造精度不高，齿形误差较大，会导致齿轮在啮合时产生不均匀的受力，从而引发噪声。随着起动机的使用，齿轮齿面会逐渐磨损，使得齿轮的啮合状态变差，噪声也会随之增大。当起动机启动瞬间，齿轮的啮合冲击较大，也会产生明显的噪声。
电刷与换向器摩擦
在有刷起动机中，电刷与换向器之间的摩擦是产生噪声的一个重要来源。电刷在换向器表面滑动时，会产生摩擦噪声。如果电刷的材质不合适、压力不均匀或者换向器表面不光滑，都会加剧这种摩擦噪声。而且，电刷与换向器之间的摩擦还会产生电火花，不仅会影响起动机的使用寿命，还可能对车辆的电子设备产生电磁干扰。
NVH 控制技术探讨
采用减震材料
在起动机的设计中，可以使用减震材料来降低振动和噪声的传递。在起动机的外壳与车辆安装部位之间，使用橡胶等减震垫，能够有效隔离起动机的振动向车辆其他部件的传递。在电机内部，也可以采用一些阻尼材料，来抑制电机的振动。这些减震材料能够吸收振动能量，将其转化为热能散发出去，从而降低振动的幅度和噪声的强度。
优化齿轮设计
通过优化齿轮的设计，可以有效降低齿轮啮合噪声。提高齿轮的制造精度，减小齿形误差和齿距误差，使齿轮在啮合时受力更加均匀。采用修形技术，对齿轮的齿顶和齿根进行适当的修形，能够减小齿轮啮合时的冲击和振动。还可以选择合适的齿轮材料和热处理工艺，提高齿轮的硬度和耐磨性，减少齿面磨损，从而降低噪声。
改进电机控制算法
先进的电机控制算法可以有效降低电机的振动和噪声。采用矢量控制算法，能够精确控制电机的电流和转矩，使电机的运行更加平稳。通过优化控制算法，还可以实现电机的软启动和软停止，减小启动和停止过程中的冲击和振动。此外，利用智能控制技术，如自适应控制、模糊控制等，使电机能够根据不同的工作条件自动调整控制参数，进一步提高电机的运行性能，降低噪声。
改善电刷与换向器性能
对于有刷起动机，可以通过改善电刷与换向器的性能来降低摩擦噪声。选择合适的电刷材料，如石墨电刷、金属石墨电刷等，根据起动机的工作要求和使用环境进行合理选择。调整电刷的压力，使其均匀分布在换向器表面，避免因压力不均导致的异常磨损和噪声。定期对换向器进行维护和保养，确保其表面光滑，减少电刷与换向器之间的摩擦。
结论
起动机在启动过程中的 NVH 问题对车辆的舒适性和品质有着重要影响。通过深入分析电机振动、齿轮啮合噪声、电刷与换向器摩擦等产生原因，并采取采用减震材料、优化齿轮设计、改进电机控制算法、改善电刷与换向器性能等有效的 NVH 控制技术，可以显著降低起动机的噪声和振动，提升车辆的整体性能。随着汽车技术的不断发展，未来还需要进一步研究和探索新的 NVH 控制技术，以满足人们对汽车舒适性和品质日益提高的要求。
