当您用手指触摸酒杯边缘时，可以听到酒杯发出的清脆声音。即使是轻微到几乎无法察觉的手指动作，也会导致玻璃振动。玻璃持续振动会产生我们所听到的那些声音。在我们的日常生活中，这样的现象其实在反复发生：微小振动会导致物体发出声音——有时很明显，有时不易察觉。
“这一现象同样也发生在汽车中：发动机振动并导致车辆中的其他共振表面发生振动。”大陆集团发动机支架研发负责人 Peter Koch 表示，“截至目前，这种振动现象对于内燃机并没有造成重大问题——尤其是在低速和高频范围内。毕竟，动力系统自身发出的噪音就已足够响亮，掩盖了大部分振动噪音。但如果是电动发动机，情况则截然不同：电动发动机振动导致车辆部件振动，并且通常会产生极其恼人的嗡嗡声、啸叫声或蜂鸣声。”因此，电动汽车面临的挑战是如何安装发动机，使其不会向车辆传递任何干扰性振动。
在实现电气化驱动的道路上，广大制造商很早就意识到振动优化的发动机支架对于电动汽车的声学舒适性至关重要，宝马集团也不例外。在目前的纯电动汽车平台方面，宝马集团依赖于大陆集团的支持。BMW iX 车型于 2021 年夏季推出：这款豪华 SUV 车型配备两台发动机，一台在前部，一台在后部。
德法技术联合实现和谐共鸣
低振动发动机支架的研发工作始于 2018 年，最初由大陆集团的法国雷恩团队主导。Peter Koch 正是其法国同事与德国巴伐利亚客户之间的联络人。“这种形式的文化交流总让人受益匪浅：对于这样一个项目，各个地区的理念和方法自然会有所差异。但如果最终成功研发出一个优质产品，那么每一个人都会同样地为他们所取得的成就感到自豪。”Koch 肯定地说。
通过虚拟方式更快达成目标
在雷恩，这件优质产品的研发工作最开始以虚拟方式进行。那里的工程师们首先在 CAE 软件的帮助下创建了虚拟原型。CAE(Computer Aided Engineering)指工程设计中的计算机辅助工程。当然，专家们创建的不仅仅是数字蓝图：借助于计算机模拟，几乎可以像对待真实模型一样对虚拟原型进行密集的测试。这种方法被称为有限元法，简称为 FEM。研发时间由此显著缩短，因为真实原型现在建立在虚拟模型的基础上，而虚拟模型在数字应力测试中证明其能够承受高频振动。
而且，使用虚拟模型还可在研发阶段早期揭开一些重要问题：在不同的电动发动机转速下，支架中不同的橡胶化合物会有何反应？振动导致的载荷在哪些位置特别高？哪种改良材料的组合可以抵消这种压力，从而延长支架的使用寿命？在哪些位置可以非常有效地减轻重量？另外，还有哪种整体结构（设计和材料）在限制高频振动传输路径方面特别有效？
“对于研发人员来说，虚拟方法非常方便：例如，如果更改某一个位置的设计或材料，他们能够实时看到这种更改带来的后果。因此，他们可以尝试一条使用真实原型时根本不会采纳的路线。”Koch 说，“无论在时间还是经济性方面，这种方法都更具可持续性，并且最终会使制造商与其终端客户共同受益。”
与模块化系统匹配的支架
大陆集团的发动机支架同样也应用于宝马集团当前电动化领域的其他车型，例如 i4、7 系纯电动车型以及首款劳斯莱斯纯电动车型。为此，雷恩的团队专门研发了一套模块化系统，可根据车型快速拼装合适的支架。
一台发动机原则上使用三到四个支架进行支撑。每个支架由一个铝芯和一个密封的橡胶元件构成。所有元件都装在一个稳固的套筒中。铝芯与发动机相连接，而外部套筒则与车辆的其余部分相连接。中间的橡胶元件可以弹性地支撑发动机并对发动机与车辆进行声学隔离。在材料方面，可以选用几种橡胶和塑料化合物作为基础，并可根据具体要求以不同方式进行组合或调整。
然而，我们不仅关注高频特性和使用寿命，还关注重量。“在汽车工程设计领域内，每一克重量都至关重要。”Koch 解释道，“因此，我们一直尝试使用更轻但同样具有良好弹性的高性能聚酰胺元件来替代发动机支架中金属外部套筒。”在模块化系统中，各类组件大约有 80% 可应用到各种不同的车型中，其余 20% 则可以定制。例如，对于某些车辆，橡胶的刚度更为重要，而另一些车辆则需要更具柔性的材料。
一站式服务：从创意到生产
大陆集团的法国团队不仅负责发动机支架的工程设计服务，也负责其生产。为此，团队还在内部研发了一套全自动的生产设施，并已全速运行数月之久。“在雷恩，研发和生产合二为一。不仅如此，发动机支架的大部分材料，特别是橡胶和聚酰胺，也都由大陆集团制造。这一垂直整合带来的效用是巨大的。它能够为我们的客户提供极大的优势，即我们能根据客户需求更快、更灵活地作出反应和进行调整——即使是在未来的项目中也不例外。”Koch 说。因此，如同祝酒碰杯所传递的愉悦惬意一样，现在让我们欣赏来自法国的现代化汽车音效。