吳東，汪陽

（安徽安凱汽車股份有限公司，合肥　230051）

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HK6909 H客車車內(nèi)噪聲控制改進(jìn)

吳東，汪陽

（安徽安凱汽車股份有限公司，合肥230051）

摘要：根據(jù)客車車內(nèi)噪聲產(chǎn)生的機(jī)理和傳播途徑，介紹車內(nèi)噪聲控制策略；通過噪聲試驗(yàn)，對客車主要的噪聲源、噪聲輻射部位進(jìn)行改進(jìn)控制，并通過改進(jìn)車身隔音降噪結(jié)構(gòu)，達(dá)到降噪目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：客車車內(nèi)噪聲；噪聲控制；測試；降噪

客車噪聲一般分為兩種：車外噪聲和車內(nèi)噪聲。過大的車內(nèi)噪聲會影響駕駛員和乘客的心理、生理健康。如果駕駛員長期處于噪聲環(huán)境中，極易引起疲勞，甚至造成交通事故，危及生命安全[1]。車內(nèi)噪聲還是衡量客車檔次和級別的指標(biāo)之一。根據(jù)JT/T325-2013《營運(yùn)客車類型劃分及等級評定》要求[2]，高一等級客車以50km/h的速度勻速行駛時(shí)，客車車內(nèi)A聲級不應(yīng)大于72dB。因此，有效地控制車內(nèi)噪聲對客車的品質(zhì)具有極其重要的意義。

1　車內(nèi)噪聲控制策略

根據(jù)客車車內(nèi)噪聲產(chǎn)生的機(jī)理，可以采用以下兩種方法降低客車車內(nèi)噪聲：一是減弱噪聲源的強(qiáng)度；二是對噪聲傳播途徑實(shí)施控制[3]。

1.1噪聲源強(qiáng)度的控制

降低車內(nèi)噪聲最根本、最直接的措施是減弱噪聲源的強(qiáng)度?？蛙嚨脑肼曉粗饕前l(fā)動機(jī)噪聲、進(jìn)排氣噪聲以及行駛系噪聲，減弱這些聲源的通常措施是采用新技術(shù)、新工藝等方式，提高零部件制作精度和裝配質(zhì)量，以此降低振源和聲源。

1.2噪聲傳播途徑的控制

噪聲傳播途徑的控制，通常采取隔聲、吸聲、消聲減振及阻尼隔振、提高車廂密封性等措施。

1）隔聲：就是用屏蔽物體將聲音擋住、隔離分開。根據(jù)透射定律的“質(zhì)量定律”可知，若聲波是無規(guī)則入射，單層隔聲板的聲透射損失一般用下式估算。

式中：M為隔聲板的面密度，kg/m2，等于材料密度乘以隔聲板的厚度；f為入射波頻率，Hz。

從上述公式可知，隔聲板的面密度M越大或頻率f越高，聲透射損失TL越大，即隔聲效果越好，所以采用較厚、較重的隔聲材料是控制噪聲傳播的最簡單、最直接的方法。

2）吸聲：在車廂內(nèi)和發(fā)動機(jī)艙內(nèi)，采用吸聲材料或吸聲結(jié)構(gòu)。當(dāng)空氣聲波入射到這些界面時(shí)，吸聲材料通過內(nèi)損耗將聲能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，避免出現(xiàn)聲波經(jīng)過多次反射而出現(xiàn)的混響現(xiàn)象，從而減小車廂內(nèi)的聲壓級，達(dá)到降低車內(nèi)噪聲的目的。

根據(jù)Sabine公式[4]T60=0.161V/A，式中：T60為混響時(shí)間（當(dāng)聲源突然停止后，車廂內(nèi)聲壓衰減60 dB經(jīng)過的時(shí)間s）；V為車身內(nèi)部容積；A為車身吸聲量，等于吸聲材料表面積S乘以吸聲材料吸聲系數(shù)а。

從公式中可知，混響時(shí)間的長短與車身內(nèi)部的容積成正比，與吸聲量成反比，即與吸聲材料的表面積和吸聲系數(shù)成反比。因此，一般采用吸聲性能較好的材料或結(jié)構(gòu)來降低車內(nèi)噪聲。目前客車上使用的吸聲材料主要有：玻璃纖維、聚氨酯泡沫、毛氈等多孔性吸聲材料以及膠合板、硬質(zhì)纖維板等薄板開孔吸聲材料；客車上通常采用的吸聲結(jié)構(gòu)有薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)、空腔共振吸聲結(jié)構(gòu)以及穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)。所以客車發(fā)動機(jī)艙、車內(nèi)頂棚、地板和側(cè)壁內(nèi)飾襯墊設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量使用本身具有吸聲性能的材料或吸聲結(jié)構(gòu)。

3）消聲減振及阻尼隔振：其控制方式有三種。第一種方式是減振處理，即通過在零部件表面采用阻尼處理來改善抗振性能、抑制共振、降低車內(nèi)噪聲的方式[5]。主要用于振動源處減少和消耗振動波的波幅，如減振器、減振墊等；第二種方式是隔振處理，將隔振器安裝在振動波傳遞的途徑中，以達(dá)到減少振動源的目的，如發(fā)動機(jī)的懸置支架和空氣懸架等；第三種方式是采用阻尼+隔振技術(shù)，以降低振動傳入車內(nèi)，起到減振、降噪、隔音的作用，如在車身蒙皮與骨架之間噴阻尼膠。目前在汽車上使用的阻尼材料有瀝青類阻尼材料、橡膠類阻尼材料、阻尼涂料、采用新技術(shù)的寬溫域阻尼材料[6]。

4）提高車廂密封性。車外噪聲傳入車廂內(nèi)的最直接通道是客車地板上的縫隙和孔洞，所以應(yīng)對車身上所有的骨架縫隙和孔洞采取密封措施，以免造成衍射波，如采用密封膠條、密封膠加強(qiáng)對車門和地板的密封[7]。

2　HK6909　H客車車內(nèi)降噪設(shè)計(jì)

2.1原降噪方案

1）車廂地板總成采用15 mm竹膠板，竹膠板與地板骨架之間不貼合處打密封膠處理。密封膠具有一定的密封和阻尼減振的作用，而且密封效果很好。

2）后座五人椅地板總成除了采用15 mm竹膠板外，另在骨架空腔層采用厚度為20～25 mm聚氨酯發(fā)泡處理，發(fā)動機(jī)艙采用20 mm海綿+0.8 mm錫箔層組成的復(fù)合隔音材料處理。

3）車身頂蓋骨架空腔處采用厚度為20～25mm聚氨酯發(fā)泡處理。聚氨酯發(fā)泡具有阻尼、減振、隔熱和隔聲的作用。聚氨酯發(fā)泡同時(shí)可以防止由于蒙皮鼓動產(chǎn)生的噪聲。

4）側(cè)圍總成采用蒙皮涂阻尼膠和骨架空腔填充35 mm海綿處理，阻尼膠具有良好的阻尼和減振的作用；海綿有良好的吸聲效果，填充在側(cè)圍骨架空腔內(nèi)部，能解決空腔共鳴，吸收高中低頻噪聲。對其他部位不進(jìn)行處理。通過噪聲測試，結(jié)果見表1。

表1　原車狀態(tài)車內(nèi)噪聲測試數(shù)據(jù)表

2.2 HK6909H客車車身降噪改進(jìn)方案

根據(jù)噪聲測試數(shù)據(jù)分析，在開空調(diào)狀態(tài)，噪聲最大處出現(xiàn)在車廂中后部，突出點(diǎn)在后橋上方，整改措施如下。

2.2.1對噪聲源的控制

1）將后橋主減速器齒輪調(diào)整為精磨齒齒輪，同時(shí)要求橋廠提高零部件加工精度和裝配質(zhì)量，使機(jī)件的摩擦盡量減小，從而降低聲源噪聲強(qiáng)度[8]。

2）更換輪胎，采用花紋溝角度小的輪胎[9]。

3）更換車頂中部的空調(diào)蒸發(fā)風(fēng)機(jī)，采用進(jìn)口風(fēng)機(jī)，減小風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動時(shí)產(chǎn)生的噪聲。

2.2.2對噪聲傳播途徑的控制

1）在車廂內(nèi)15 mm竹膠板地板下面增加粘貼5mmPE板，5 mmPE板可以改善車廂地板密封和起到阻尼減振的作用。

2）后座五人椅地板是車內(nèi)降噪的關(guān)鍵之處。首先加厚發(fā)動機(jī)艙骨架之間的聚氨酯發(fā)泡層，達(dá)到35～40 mm厚；同時(shí)在15 mm竹膠板下表面增加粘貼一層3 mm厚的瀝青板，瀝青板具有良好的阻尼、減振、降噪作用。另外，將發(fā)動機(jī)艙密封鈑金件由骨架上表面調(diào)整到骨架下表面焊接，同時(shí)在鈑金件下方采用30 mm復(fù)合蜂窩海棉，下表面采用1.0 mm厚網(wǎng)孔鋁板固定，結(jié)構(gòu)如圖1所示。采用30 mm復(fù)合蜂窩海棉，既滿足了吸音需求，又具有良好隔熱的特性，外加1.0 mm厚鋁網(wǎng)孔消音板。在增加吸音面積同時(shí)避免共鳴腔的產(chǎn)生，從而保證最小的噪聲傳遞。

3）車身頂蓋骨架空腔處由聚氨酯發(fā)泡處理改為蒙皮涂阻尼膠和填充35 mm厚蜂窩狀海綿[10]。阻尼膠能減弱蒙皮在客車行駛中的振動，其隔音、阻尼、減振效果優(yōu)于聚氨酯發(fā)泡；蜂窩狀海綿可以很好地吸收、消弱車內(nèi)噪聲。

圖1　后座五人椅隔音結(jié)構(gòu)斷面

4）加大車輪上部隔聲層厚度，輪罩上部防水鋼板由地板骨架上方下移至骨架下方，鋼板上部采用聚氨酯發(fā)泡、下部采用噴阻尼膠處理[10]。

5）其他部位的降噪。在地板檢修蓋下方增加一層網(wǎng)孔鋁板，加強(qiáng)吸聲；在后五人椅地板空調(diào)高低壓管、后圍線束穿過孔洞處，孔洞周圈加焊止口，采用小型罐裝發(fā)泡劑進(jìn)行發(fā)泡處理，加強(qiáng)密封。改進(jìn)后的噪聲測試結(jié)果見表2。測試條件與表1基本相同。

表2　改進(jìn)后的車內(nèi)噪聲測試數(shù)據(jù)表

3　結(jié)束語

可以看出，改進(jìn)后的客車降噪效果明顯，使車內(nèi)噪聲達(dá)到了高級客車的等級要求。在目前車身材料和制造工藝基本不變的條件下，若能在零部件上和車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有的放矢，綜合運(yùn)用吸聲、隔聲和阻尼減振技術(shù)，也可以取得較好的降噪效果?，F(xiàn)階段的被動降噪只是過渡階段的臨時(shí)措施。從長遠(yuǎn)來看，隨著市場競爭的加劇和消費(fèi)者對以噪聲為代表的舒適性的要求日益增高，只有從主動降噪角度予以高度關(guān)注，才能事半功倍，從根本上抑制噪聲問題。

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修改稿日期：2015-06-07

Improvement of HK6909H Coach Interior Noise Control

Wu Dong, Wang Yang
（Anhui Ankai Automobile Co., Ltd, Hefei 230051, China）

Abstract：Accordingtothe mechanism ofcoach interior noise and its transmission routes, the authors introduce the control strategies of coach interior noise. Through the noise test，they improve the control of main noise sources and noise radiation parts ofthe coach，and through improvingthe bodystructure ofsound insulation and noise reduction，theyfinallyachieve the noise reduction targets.

Key words:coach interior noise；noise control；test；noise reduction

中圖分類號：U467.4+93

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號：1006-3331（2016）01-0026-03

作者簡介：吳東（1975-），男，工程師；研究方向：客車車身結(jié)構(gòu)。