田杰，管志杰，黃英英，張凱，劉棟，李朝勇

（陜西汽車集團(tuán)有限責(zé)任公司，陜西 西安 710021）

重型汽車發(fā)動機(jī)降噪簡析

田杰，管志杰，黃英英，張凱，劉棟，李朝勇

（陜西汽車集團(tuán)有限責(zé)任公司，陜西 西安 710021）

文章通過試驗對重型汽車發(fā)動機(jī)降噪優(yōu)化進(jìn)行分析、對比不同方案降噪效果，并通過實際工程應(yīng)用對優(yōu)化方案進(jìn)行定性分析。

降噪

CLC NO.:U467 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)15-38-02

前言

汽車噪聲是交通噪聲和城市環(huán)境噪聲的主要組成部分，隨著汽車總量的不斷增長，噪聲污染越來越影響著人們的生活，已凸顯為一項亟待解決的重要問題，其中重型汽車的噪音問題尤其嚴(yán)重。

研究表明，汽車是一個包括各種不同類型噪聲的綜合噪聲源，按噪聲產(chǎn)生的過程和原理，主要分為發(fā)動機(jī)相關(guān)噪聲和汽車行駛相關(guān)噪聲，而發(fā)動機(jī)噪聲所占比重較大。為有效衰減發(fā)動機(jī)噪聲的傳播，本文通過對發(fā)動機(jī)艙底部進(jìn)行不同程度的封閉，研究其對整車噪聲的影響。

1 降噪優(yōu)化措施

發(fā)動機(jī)作為整車的核心零部件，其在整車中的位置直接影響其相關(guān)系統(tǒng)的布置。以平頭駕駛室車型為研究對象，發(fā)動機(jī)均安裝于駕駛室底部。為降低駕駛室內(nèi)噪聲，在發(fā)動機(jī)艙地板外表面會增加隔音材料以衰減噪聲向駕駛室的傳播，而在發(fā)動機(jī)艙下部由于離地間隙、懸架系統(tǒng)跳動等因素影響一般為開放空間。

將發(fā)動機(jī)簡化為點聲源，噪聲沿著各個方向均有傳播。發(fā)動機(jī)艙底部開放空間的大小會影響整車噪聲。為研究二者之間的關(guān)系，以市場上的某一款牽引車為例對發(fā)動機(jī)艙底部空間進(jìn)行隔聲優(yōu)化。通過采用不同隔聲方案制造不同程度的封閉空間，研究其對整車噪聲的影響。

圖1

試驗選用驅(qū)動形式為6×4的牽引車（空載）。根據(jù)發(fā)動機(jī)艙下部結(jié)構(gòu)特征，同時考慮發(fā)動機(jī)油底殼散熱問題，采用PP板進(jìn)行隔聲包裹設(shè)計，并在PP板上增加隔音材料以達(dá)到降噪的目的。隔聲包裹從發(fā)動機(jī)風(fēng)扇端至飛輪殼端。為方便安裝，拆分為前部隔音板與后部隔音板，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

為考量降噪效果，整車分別在定置工況、定置緩加速工況及急加速工況下對無隔音板、只增加前部隔音板、增加前后兩部分隔音板效果進(jìn)行驗證(因后部隔音板沒有X方向限位，不單獨驗證)，分別記錄試驗數(shù)據(jù)。

2 試驗驗證

2.1 定置工況

選擇開闊的平坦地面進(jìn)行試驗，整車置于場地中部位置。將傳感器放置在車輛沒有駕駛員位置的一側(cè)，距車輛外廓0.5m，并保證傳感器參考軸通過前軸軸線。先測量背景噪聲，然后起動車輛測量一組噪聲，對比二者差值，必須保證傳感器位置處背景噪聲低于被測噪聲10dB（A)以上。同時為避免由于打氣泵工作造成試驗數(shù)據(jù)偏差，應(yīng)充分熱車至儲氣筒達(dá)到額定壓力后維持發(fā)動機(jī)怠速（600r/min）運(yùn)轉(zhuǎn)30s，采集3組試驗數(shù)據(jù)并記錄，測量結(jié)果見表1。

表1 測量結(jié)果

從試驗結(jié)果可看出，只增加前部隔音板降噪效果可達(dá)1.1dB（A)，增加兩部分隔音板降噪效果可達(dá)2.6dB（A)

2.2 定置緩加速工況

測試場地、以及傳感器放置位置與定置工況相同，踩油門使儲氣筒達(dá)到額定壓力后開始試驗。駕駛員輕踩油門踏板，使發(fā)動機(jī)從怠速轉(zhuǎn)速緩慢加速到最高轉(zhuǎn)速（2150r/min），采集3組試驗數(shù)據(jù)（見圖2）并記錄最大值（見表2）。

圖2

表2 測量結(jié)果

從試驗結(jié)果可看出，只增加前部隔音板降噪效果可達(dá)2.3dB（A)，增加兩部分隔音板降噪效果可達(dá)4.6dB（A)。

2.3 急加速工況

選取試驗場地（見圖3），根據(jù)整車變速箱檔位，試驗應(yīng)從4檔開始逐漸升檔測量。車頭接近AA′線時的穩(wěn)定速度應(yīng)保證在950r/min（1/2發(fā)動機(jī)額定轉(zhuǎn)速），在到達(dá)AA′線后，迅速將油門踏板踩到底，并保持踏板開度不變，直到整車尾部通過BB′線時盡快地松開踏板。持續(xù)試驗，直到該車在某一檔位下尾端通過BB′線時發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速第一次低于額定轉(zhuǎn)速時停止。采集3組試驗數(shù)據(jù)并記錄數(shù)據(jù)，求平均值。因數(shù)據(jù)較多，處理后數(shù)據(jù)見表3。

圖3

表3 測量結(jié)果

從試驗結(jié)果可看出，只增加前部隔音板降噪效果可達(dá)0.7dB（A)，增加兩部分隔音板降噪效果可達(dá)0.9dB（A)。

3 試驗總結(jié)

通過試驗結(jié)果對比，對發(fā)動機(jī)艙底部空間進(jìn)行封閉能有效降低整車定置工況及緩加速工況噪聲。封閉空間越大，降噪效果越明顯。急加速工況因排氣噪聲占主要原因需對排氣系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。

因本次試驗選用隔音板材料及結(jié)構(gòu)單一，只能定性的分析使用隔音板對發(fā)動機(jī)進(jìn)行包裹對整車降噪有貢獻(xiàn)。試驗發(fā)現(xiàn)若對發(fā)動機(jī)艙完全或封閉，會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)艙溫度過高，影響其他零部件使用壽命，此次試驗時間較短，也無大負(fù)荷工況，故無影響。

若后續(xù)采用此方法對重型汽車降噪，可以選用更好的隔聲材料，并對降噪板進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，同時開展發(fā)動機(jī)艙熱管理工作，避免高溫引起其他系統(tǒng)問題。

[1] GB/T 14365-1993《聲學(xué) 機(jī)動車輛定置噪聲測量方法》.

[2] GB 1495-2002《汽車加速行駛車外噪聲限值及測量方法》.

Analysis on Noise Reduction of Heavy-duty Vehicle Engine

Tian Jie, Guan Zhijie, Huang Yingying, Zhang Kai, Liu Dong, Li Chaoyong ( Shaanxi automobile group co., LTD, Shaanxi Xi'an 710021 )

In this paper, the noise reduction of heavy-duty vehicle engine is analyzed, and the noise reduction effect of different schemes is compared, and the optimization scheme is qualitatively analyzed by practical application.

Noise reduction

U467

A

1671-7988 (2017)15-38-02

田杰（1990-），男，助理工程師，就職于陜西汽車集團(tuán)有限責(zé)任公司汽車研究院，主要從事汽車發(fā)動機(jī)匹配。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.15.013