馮東亞

（江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601)

測(cè)試試驗(yàn)

關(guān)于某輕型載貨汽車的整車噪聲源識(shí)別的研究

馮東亞

（江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601)

隨著人們環(huán)境意識(shí)的不斷提高，車輛噪聲問題已引起全社會(huì)的高度重視。在此背景下，車輛的 NVH（Noise/Vibration/Harshness）性能正逐漸演變?yōu)橹匾脑O(shè)計(jì)指標(biāo)，也是用戶所關(guān)心的整車性能指標(biāo)之一。汽車噪聲控制水平，尤其是車內(nèi)噪聲控制水平已經(jīng)成為決定車型開發(fā)成功與否的不可或缺的重要影響因素之一。本文基于某輕型載貨汽車車內(nèi)噪聲控制為背景，采用噪聲源分離技術(shù)，系統(tǒng)識(shí)別了影響該車車內(nèi)噪聲的主要因素。

NVH；車外加速噪聲；密封

CLC NO.: U467.4 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)02-87-04

引言

隨著人們環(huán)境意識(shí)的不斷提高，車輛噪聲問題已引起全社會(huì)的高度重視。其中，車外噪聲控制須以日益嚴(yán)格的相關(guān)環(huán)保法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，而車內(nèi)噪聲控制則致力于滿足用戶對(duì)車內(nèi)聲學(xué)舒適性的日見苛刻的要求。當(dāng)前，在競(jìng)爭(zhēng)激烈的國(guó)際汽車市場(chǎng)上，同檔次車型在常規(guī)性能方面的綜合“性價(jià)比”越來越接近且均已達(dá)到較高水平。因此，提高車輛噪聲控制水平已成為新的競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)和技術(shù)發(fā)展方向。在此背景下，車輛的NVH性能正逐漸演變?yōu)橹匾脑O(shè)計(jì)指標(biāo)，也是用戶所關(guān)心的整車性能指標(biāo)之一。汽車噪聲控制水平必將成為決定車型開發(fā)成功與否的不可或缺的重要影響因素之一，與之相關(guān)的分析、測(cè)試及材料技術(shù)等自然成為汽車工程領(lǐng)域關(guān)注的新焦點(diǎn)。

1、測(cè)試樣車簡(jiǎn)介

1.1 樣車情況簡(jiǎn)介

1.1.1 測(cè)試樣車

測(cè)試樣車：該車搭載朝柴CY4102-C3D發(fā)動(dòng)機(jī)，LC5T35 5檔變速箱，4700mm軸距，7.50-16 輪胎，配有動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)同時(shí)匹配新款駕駛室；

1.1.2 標(biāo)桿車

標(biāo)桿車：日系某品牌卡車

1.2 測(cè)試方案簡(jiǎn)介

【測(cè)點(diǎn)位置】

（1）噪聲測(cè)點(diǎn)：駕駛員右耳、副駕駛左耳。

【測(cè)試工況】

（2）勻速行駛工況：參照GB/T18697-2002《聲學(xué)汽車車內(nèi)噪聲測(cè)量方法》，樣車測(cè)試5檔40、50、60、70、80、90km/h；五十鈴標(biāo)桿車測(cè)試6檔40、50、60、70、80、90km/h。

（3）怠速工況：測(cè)試空調(diào)關(guān)，空調(diào)開次高檔冷風(fēng)兩種狀態(tài)下的噪聲和振動(dòng)。

（4）全油門加速工況：參照GB/T18697-2002《聲學(xué)汽車車內(nèi)噪聲測(cè)量方法》，測(cè)量3檔全油門加速時(shí)800rpm至額定轉(zhuǎn)速的噪聲及振動(dòng)。

【測(cè)試場(chǎng)地】

定遠(yuǎn)試驗(yàn)場(chǎng)性能試驗(yàn)道及中心試驗(yàn)道。

【測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)】

測(cè)試時(shí)空調(diào)、風(fēng)機(jī)關(guān)閉，測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)參考GB/T 18697-2002《汽車車內(nèi)噪聲測(cè)量方法》執(zhí)行。

【測(cè)試設(shè)備】

比利時(shí)LMS公司的數(shù)據(jù)采集器，光電轉(zhuǎn)速傳感器，傳聲器和三向加速度傳感器。

2、勻速行駛工況車內(nèi)噪聲分析

2.1測(cè)試位置

勻速噪聲同樣測(cè)試主駕駛及副駕駛的兩個(gè)車內(nèi)測(cè)試點(diǎn)，見圖1、圖2。

2.2 測(cè)試結(jié)果

2.2.1 主副駕駛噪聲測(cè)量結(jié)果

表1 勻速行車工況車內(nèi)噪聲對(duì)比

從上述數(shù)據(jù)可以看出：勻速行駛工況下，樣車的車內(nèi)噪聲在50km/h以上的車速均比標(biāo)桿車要差很多，基本上在4dB(A)左右；標(biāo)桿車在40km/h時(shí)的噪聲較大，可能是存在聲腔共振。

2.2.2 勻速行駛工況頻譜對(duì)比

2.2.2.1 50km/h時(shí)車內(nèi)噪聲的頻譜對(duì)比

從頻譜對(duì)比上看：樣車在50km/h時(shí)車內(nèi)噪聲均是中低頻噪聲引起的，其主要頻率為160Hz至630Hz頻帶，降低該組頻帶至55dB(A)左右，則車內(nèi)噪聲能降低至67dB(A)以下。

2.2.2.2 80km/h時(shí)車內(nèi)噪聲的頻譜對(duì)比

從頻譜對(duì)比上看樣車在80km/h時(shí)車內(nèi)噪聲均是中低頻噪聲引起的，其主要頻率為250Hz和315Hz頻帶，降低該組頻帶至64dB(A)左右，則車內(nèi)噪聲能降低至74dB(A)以下。

2.3結(jié)論

根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)和頻譜分析可知：

（1）跟標(biāo)桿車相比較，在60km/h以上車速時(shí)樣車的高頻噪聲均較高，在相同車速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不同導(dǎo)致的，車速越高，兩者的轉(zhuǎn)速相差就越大，樣車的發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲也就越大，從而影響車內(nèi)噪聲的水平。因此如果要樣車達(dá)到標(biāo)桿車的車內(nèi)勻速噪聲水平，必須進(jìn)一步降低發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲或提高內(nèi)飾件的隔聲量。

（2）以標(biāo)桿車為降噪目標(biāo)的話，在60km/h以上車速時(shí)樣車主要需要降低250Hz和315Hz頻段的噪聲，其噪聲源可能來自與發(fā)動(dòng)機(jī)右側(cè)的附件噪聲或進(jìn)氣系統(tǒng)輻射噪聲。在50km/h以下車速時(shí)，其需要降低低頻噪聲，該頻段同轉(zhuǎn)速2階相關(guān)性很好，初步考慮為發(fā)動(dòng)機(jī)懸置設(shè)計(jì)匹配所引起的。

3、全油門加速工況車內(nèi)噪聲分析

3.1測(cè)試位置

同勻速噪聲測(cè)試相同，全油門加速工況同樣測(cè)試主駕駛及副駕駛的兩個(gè)車內(nèi)測(cè)試點(diǎn)，見圖1，圖2。

3.2測(cè)試結(jié)果

3.2.1 全油門加速工況噪聲數(shù)據(jù)對(duì)比

測(cè)試時(shí)，采用3檔全油門加速和5檔全油門加速兩種工況進(jìn)行測(cè)試，考慮到5檔全油門時(shí)在低轉(zhuǎn)速時(shí)的動(dòng)力性欠缺，致使數(shù)據(jù)抖動(dòng)的比較厲害，導(dǎo)致測(cè)試不準(zhǔn)確，影響下一步整改試驗(yàn)時(shí)的對(duì)比驗(yàn)證，因此本次目標(biāo)采用3檔全油門工況進(jìn)行對(duì)比，樣車與標(biāo)桿車全油門加速時(shí)的噪聲對(duì)比如圖7、8所示：

從上述階次和聲壓級(jí)對(duì)比圖上可以看出：在全油門工況樣車主要是在1500RPM以下的噪聲比較高，特別是在1294RPM樣車要高于標(biāo)桿車約4.3dB(A)。車內(nèi)低轉(zhuǎn)速時(shí)噪聲主要收2階次和4階次的噪聲影響，存在明顯的轟鳴聲。

3.2.2 全油門工況頻譜分析

同標(biāo)桿車相比樣車主要在955rpm、1300rpm、1780pm、2770rpm存在峰值，至少高于標(biāo)桿車 2dB(A)。各轉(zhuǎn)速段的頻譜對(duì)比如下：

從以上各圖中可以看出：

在955rpm時(shí)，主要的噪聲頻率是31Hz，為低頻噪聲；在1300rpm時(shí)樣車高于標(biāo)桿車大約4.1dB(A)，形成全油門加速工況中最大的峰值，主要的噪聲頻率是40Hz、80Hz至315Hz、800Hz以上的高頻噪聲；在1780rpm時(shí)樣車高于標(biāo)桿車大約1dB(A)，形成一個(gè)小的峰值，其主要噪聲頻率是59Hz的低頻噪聲，200Hz和250Hz則屬于一段頻率均高；在2770rpm時(shí)樣車高于標(biāo)桿車大約2.6dB(A)，形成一個(gè)小的峰值，主要的噪聲頻率是92Hz的2階次噪聲，而且高頻噪聲也要比標(biāo)桿車要高的多。

3.3 全油門工況噪聲源分析

為考察全油門工況下的噪聲源，進(jìn)行滑行工況測(cè)試，目的在于考察發(fā)動(dòng)機(jī)熄火時(shí)車內(nèi)噪聲水平，以此評(píng)價(jià)除了動(dòng)力總成所引起的噪聲和振動(dòng)對(duì)車內(nèi)噪聲的影響。

從圖13可以看出：動(dòng)力總成的噪聲和振動(dòng)對(duì)全油門加速的影響較大，特別是低轉(zhuǎn)速的時(shí)候，2個(gè)booming峰值可以過降低動(dòng)力總成的振動(dòng)來消除。為考察動(dòng)力總成的隔振性能，測(cè)試了懸置隔振率，從數(shù)據(jù)上看，隔振率在Z向有時(shí)會(huì)小于10dB，說明發(fā)動(dòng)機(jī)懸置需要更好的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

4、結(jié)論

根據(jù)樣車內(nèi)噪聲的摸底和噪聲源的初步分析，初步得出以下結(jié)論：

（1）樣車與標(biāo)桿車怠速噪聲主駕駛側(cè)的噪聲值相差2.1dB(A)，主要是由于發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲偏大造成的，而發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲大的主要原因是因?yàn)閮烧叩牡∷傧嗖钶^大造成的，因此可以考慮更換傳動(dòng)比來達(dá)到降噪的目的。

（2）勻速噪聲樣車同標(biāo)桿車比較起來有很大差距，基本上要大4dB(A)左右。但是由于檔位和速比的不同，導(dǎo)致在同一車速時(shí)，轉(zhuǎn)速相差很大。

（3）全油門加速工況下樣車在4個(gè)峰值，從試驗(yàn)數(shù)據(jù)及頻普上來看，特別是1500rpm以下，存在2個(gè)加大峰值，引起車內(nèi)轟鳴聲，應(yīng)該重點(diǎn)治理，通過優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)懸置，能夠改善這頻段的噪聲。

本論文對(duì)樣車的怠速、勻速及全油門加速工況下的車內(nèi)噪聲進(jìn)行了全面的性能摸底，并對(duì)樣車與標(biāo)桿車的差距做了詳細(xì)的分析。為下一步降噪工作提供了很好的基礎(chǔ)，及指明了努力的方向。

[1] 王望予《汽車設(shè)計(jì)》機(jī)械工業(yè)出版社.

[2] 劉惟信《汽車設(shè)計(jì)》清華大學(xué)出版社.

[3] 高紅武《噪聲控制工程》武漢理工大學(xué)出版社.

[4] 靳曉雄《汽車噪聲的預(yù)測(cè)與控制》同濟(jì)大學(xué)出版社.

[5] 陳南《汽車振動(dòng)與噪聲控制 》人民交通出版社.

Research on the vehicle noise source separate

Feng Dongya
(Jianghuai automobile Co., Ltd., Anhui Hefei 230601)

Continuously raise along with people's environment consciousness, people pay more and more attention to the vehicle noise problem. Under this background, the NVH (Noise/Vibration/Harshness) turning into important design index sign and it is also one of the whole car function index signs that the customer care about. Vehicle noise level, particularly the noise in the cab, the noise level has already become important impact factors to decide whether car development is successful or not. This paper according to a light truck noise adopt noise source separate technique, identified the main factor of influencing the vehicle noise.

NVH；accelerate noise；airproof

U467.4

A

1671-7988(2015)02-87-04

馮東亞，就職于江淮汽車股份有限公司。