徐京蓮，覃毅

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車(chē)輛超聲波密封性對(duì)聲品質(zhì)影響的研究

徐京蓮，覃毅

（上汽通用五菱汽車(chē)股份有限公司，廣西 柳州 545007）

汽車(chē)密封性會(huì)影響車(chē)輛聲品質(zhì)，研究采用超聲波密封性檢測(cè)方法，探討超聲波密封性測(cè)試值與車(chē)輛聲品質(zhì)的關(guān)系。超聲波檢測(cè)將超聲波發(fā)生器信號(hào)源至于車(chē)輛車(chē)廂內(nèi)，利用車(chē)外超聲波接受裝置，經(jīng)信號(hào)處理評(píng)定車(chē)輛密封性，超聲波柔性探頭和便攜式顯示器可以測(cè)試微小孔洞，且不用改變車(chē)輛本身零件裝配。該方法檢測(cè)方便快捷、成本低、可靠性較高，具有現(xiàn)實(shí)意義，值得推廣應(yīng)用。

聲密性；NVH；聲品質(zhì)

1 前言

隨著汽車(chē)在人們生活中的普及和設(shè)計(jì)制造水平的不斷提升，用戶對(duì)車(chē)輛的聲品質(zhì)要求也越來(lái)越高。乘客需要一個(gè)安靜舒適、不受干擾的車(chē)內(nèi)環(huán)境，車(chē)輛的密封性要求也越來(lái)越重要。汽車(chē)密封性傳統(tǒng)采用氣密性測(cè)試儀或者淋雨試驗(yàn)進(jìn)行測(cè)試，但是氣密性測(cè)試設(shè)備體積較大，價(jià)格較高，針對(duì)比較小或者隱蔽的孔隙難以準(zhǔn)確定位，淋雨試驗(yàn)對(duì)非淋雨面評(píng)估效果不足。用超聲波檢漏儀來(lái)進(jìn)行汽車(chē)密封性的測(cè)試，受外界環(huán)境干擾小，不需拆裝零件，柔性探頭可探測(cè)較隱蔽孔隙或密封不良部位的超聲波信號(hào)，可以準(zhǔn)確定位泄露部位，進(jìn)行控制和處理。本文主要研究車(chē)輛超聲波密封性不同測(cè)量值對(duì)車(chē)輛聲品質(zhì)的影響。

2 超聲波檢測(cè)汽車(chē)密封性原理

超聲波是一種頻率高于20000赫茲的聲波，它的方向性好，穿透能力強(qiáng)，易于獲得較集中的聲能。在封閉的車(chē)輛駕駛艙內(nèi)，放置超聲波發(fā)射源，超聲波在介質(zhì)中傳播，在封閉的城市軌道交通車(chē)輛車(chē)廂內(nèi)，放置超聲波發(fā)生器，超聲波在均勻的介質(zhì)中以直線方式傳播，當(dāng)傳播到界面或另一種介質(zhì)的表面時(shí)，會(huì)發(fā)生反射、折射現(xiàn)象。如果封閉車(chē)廂內(nèi)有縫隙、孔洞，超聲波將穿過(guò)該縫隙，用超聲波檢測(cè)探頭在車(chē)輛外側(cè)探測(cè)零部件裝配過(guò)孔、車(chē)身焊縫等部位，可以捕捉到超聲波，通過(guò)檢測(cè)儀器分析、處理，可以判斷出縫隙或孔的大小、位置。

超聲波的優(yōu)點(diǎn)：

1）可檢測(cè)高頻率的超音波，避免環(huán)境干擾；

2）超聲波信號(hào)可轉(zhuǎn)換為人耳可聽(tīng)到的聲波；

3）超聲波信號(hào)可進(jìn)行量化、數(shù)值化。

超聲波檢測(cè)裝置原理框圖見(jiàn)圖１。

3 車(chē)輛聲品質(zhì)

定義：聲品質(zhì)可定義為聽(tīng)覺(jué)事件對(duì)個(gè)人各方面需求的滿足程度。被廣泛認(rèn)同的完整的聲品質(zhì)定義首先由Blauert給出：“聲品質(zhì)是在特定的技術(shù)目標(biāo)或任務(wù)內(nèi)涵中聲音的適宜性。”“聲品質(zhì)定義中的‘聲’并不是指聲波這樣一個(gè)物理事件，而是指人耳的聽(tīng)覺(jué)感知，‘品質(zhì)’是指由人耳對(duì)聲音事件的聽(tīng)覺(jué)感知過(guò)程，并最終做出的主觀判斷?！?/p>

聲品質(zhì)分析一般會(huì)結(jié)合主觀評(píng)價(jià)和心理聲學(xué)客觀定量分析。影響產(chǎn)品品質(zhì)和顧客購(gòu)買(mǎi)心理的重要指標(biāo)有聲壓級(jí)、響度、尖銳度、粗糙度、語(yǔ)音清晰度等。

4 試驗(yàn)方案及樣車(chē)選取

4.1 試驗(yàn)?zāi)康?/h3>

監(jiān)測(cè)不同級(jí)別聲密性測(cè)試值，并進(jìn)行聲品質(zhì)主觀和客觀評(píng)價(jià)，評(píng)估車(chē)輛前圍聲密性對(duì)駕駛室聲品質(zhì)的影響。

4.2 試驗(yàn)人員組成

公司車(chē)輛感知質(zhì)量評(píng)估專業(yè)人員、NVH專業(yè)工程人員、質(zhì)量評(píng)審員等

4.3 測(cè)試工況

怠速、勻速、加速。

4.4 測(cè)試車(chē)輛

公司剛下線合格車(chē)輛（3公里以內(nèi)），NVH評(píng)估合格車(chē)輛。

4.5 測(cè)試場(chǎng)地

符合NVH測(cè)試要求的跑道：

圖2 試驗(yàn)方案

5 試驗(yàn)結(jié)果

5.1 樣車(chē)前圍聲密性測(cè)試數(shù)據(jù)

表1 樣車(chē)聲密性測(cè)試結(jié)果

5.2 主觀評(píng)價(jià)試驗(yàn)結(jié)果

1）同一過(guò)孔超聲波泄漏量差異較大時(shí)，（1號(hào)車(chē)，泄漏量增加30dBuV以上）時(shí)乘客主觀能明顯感受到車(chē)內(nèi)聲品質(zhì)變差，尤其在高轉(zhuǎn)速狀態(tài)下非常明顯，前圍風(fēng)噪聲增大。

表2 樣車(chē)聲品質(zhì)主觀評(píng)價(jià)結(jié)果

（1）同一過(guò)孔超聲波泄漏量差異較大時(shí)，（1號(hào)車(chē)，泄漏量增加30dBuV以上）時(shí)乘客主觀能明顯感受到車(chē)內(nèi)聲品質(zhì)變差，尤其在高轉(zhuǎn)速狀態(tài)下非常明顯，前圍風(fēng)噪聲增大。

（2）超聲波泄漏量差異量級(jí)一般時(shí)（2號(hào)車(chē)，降低10至20dBuV），怠速差異不明顯，勻速及加速超聲波泄露量大車(chē)聲品質(zhì)稍差。

（3）超聲波泄漏量相差較小時(shí)（3號(hào)車(chē)，僅增加5dBuV左右）車(chē)內(nèi)聲品質(zhì)主觀評(píng)價(jià)基本一致。

6 客觀測(cè)試結(jié)果

6.1 怠速開(kāi)關(guān)空調(diào)及勻速客觀測(cè)試結(jié)果

表3 樣車(chē)怠速勻速客觀測(cè)試結(jié)果

注：“+”表示正常車(chē)與超標(biāo)車(chē)的聲品質(zhì)系數(shù)與聲密性表現(xiàn)正相關(guān)，涂綠色；“-”表示正常車(chē)與超標(biāo)車(chē)的聲品質(zhì)系數(shù)與聲密性表現(xiàn)負(fù)相關(guān)，涂黃色。

6.2 怠速掃描及加速車(chē)內(nèi)聲品質(zhì)測(cè)

（1）1號(hào)車(chē)超聲波泄漏量較高車(chē)（泄漏量67）較正常狀態(tài)車(chē)怠速掃描聲壓級(jí)高約0.5dBA，響度約高1sone。

圖3（1） 1號(hào)車(chē)怠速掃描同轉(zhuǎn)速車(chē)內(nèi)聲音粗糙度

圖3（2） 1號(hào)車(chē)怠速掃描同轉(zhuǎn)速車(chē)內(nèi)噪聲聲壓級(jí)

圖3（3） 1號(hào)車(chē)怠速掃描同轉(zhuǎn)速車(chē)內(nèi)語(yǔ)音清晰度

（2）1號(hào)車(chē)超聲波泄漏量大車(chē)粗糙度升高（高轉(zhuǎn)速尤為明顯），語(yǔ)音清晰度在2500rpm以上降低約5%。

6.3 客觀測(cè)試小結(jié)

（1）粗糙度、語(yǔ)音清晰度與超聲波泄漏量大小基本呈正相關(guān)。隨著超聲波泄漏量增加，粗糙度降低、語(yǔ)音清晰度指數(shù)提升。

（2）聲壓級(jí)、響度、音調(diào)、尖銳度相關(guān)性隨機(jī)分布，無(wú)明顯規(guī)律。

7 結(jié)語(yǔ)

（1）超聲波泄漏量較大時(shí)，對(duì)車(chē)內(nèi)聲品質(zhì)有影響。

（2）隨著超聲波泄漏量的增加，對(duì)車(chē)內(nèi)聲品質(zhì)的影響程度加大，超聲波泄漏量越大，車(chē)內(nèi)聲品質(zhì)越差。

（3）聲品質(zhì)客觀測(cè)試反應(yīng)，超聲波泄漏量與粗糙度、語(yǔ)音清晰度基本正相關(guān)，泄漏量越大，粗糙度和語(yǔ)音清晰度數(shù)據(jù)變差。

（4）通過(guò)監(jiān)測(cè)車(chē)輛超聲波泄漏量，可以有效評(píng)估車(chē)輛密封性及分析聲品質(zhì)變異原因。為一種檢測(cè)方便快捷、成本低、可靠性較高，具有現(xiàn)實(shí)意義，值得推廣應(yīng)用。

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Study on the Influence of Ultrasonic Sealability on Sound Quality in Vehicles

Xu Jinglian, Qin Yi

( SAIC GM Wuling Automobile Co., Ltd., Guangxi Liuzhou 545007 )

Vehicle sealability will affect vehicle sound quality. The ultrasonic sealability testing method is studied to explore the relationship between the test value of ultrasonic sealability and vehicle sound quality. Ultrasound testing uses the signal source of the ultrasonic generator in the vehicle compartment, uses the external ultrasonic receiving device, evaluates the sealing of the vehicle by signal processing, and the ultrasonic flexible probe and portable display can test the tiny holes without changing the assembly of the vehicle parts. This method is convenient, fast, low cost, high reliability, and has practical significance. It is worth popularizing and applying.

Sound tightness; NVH; Sound quality

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1671-7988(2019)05-107-03

U467.1

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1671-7988(2019)05-107-03

U467.1

徐京蓮（1983-），女，中級(jí)工程師，碩士研究生，目前從事汽車(chē)汽車(chē)感知質(zhì)量監(jiān)控及提升等工作。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.05.032