陳桂均，鄒 亮，陸 明，吳旭靜，朱 曉，古 忠

(南京依維柯汽車有限公司，南京 211806)

汽車關門聲品質(zhì)屬于汽車NVH性能之一。顧客在買車時，通常會把汽車的關門聲作為衡量汽車質(zhì)量的標準之一[1]。關門聲品質(zhì)是指在關閉車門過程中所發(fā)出的所有聲音品質(zhì)的綜合表現(xiàn)。汽車在關門過程中，會產(chǎn)生一系列的沖擊噪聲，包括車門門板、車身板件以及門鎖(鎖體和鎖扣)等振動所產(chǎn)生的噪聲。因此汽車關門聲可看作是車門所有相關部件所產(chǎn)生的一系列沖擊噪聲的集合[2]。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，客戶所希望的關門聲為厚重、低沉、無雜音[3]。本文對汽車關門聲產(chǎn)生機理和評價方法進行探討，提出一般性的工程控制策略，并針對某輕客的關門聲品質(zhì)進行改進。

1 汽車關門聲產(chǎn)生機理及評價方法

1.1 汽車關門聲產(chǎn)生機理

汽車關門聲的產(chǎn)生首先要考慮車門外板、門鎖、密封條等設計因素，設計方面的缺陷會導致異常的響聲；其次車門制造精度等生產(chǎn)因素也會導致異響的產(chǎn)生。異響通過傳遞，最終被感知。關門聲傳遞途徑分為聲源層、信號層和感知層[4],如圖1所示。

圖1 汽車關門噪聲產(chǎn)生機理圖解

1.2 關門聲品質(zhì)的評價方法

1.2.1 客觀評價

消費者對關門聲的感覺有緊密聯(lián)系的心理聲學性能指標，決定車門聲品質(zhì)好壞的三個因素是尖銳度、響度、震顫。尖銳度和響度是兩個心理聲學度量參數(shù)，已發(fā)展為準確表征人類對聲音感知程度的兩個參數(shù)。尖銳度是反應噪聲頻率分布的一個量度，反映了高頻段成分和低頻段聲音成分的比率關系。響度是表征聲音強度的一個量度，它考慮了特征頻帶分布和人耳的掩蔽效應對聲音的影響。震顫反映車門關閉首次沖擊時產(chǎn)生音調(diào)的持續(xù)長度，如果音調(diào)是高頻，其聲音聽起來像鈴鐺聲；如果是低頻感覺像震顫聲音[5]。

本文采用聲壓級、響度和時頻圖譜來客觀評價關門聲品質(zhì)，其中聲壓級表示聲音的強弱，響度描述聲音的響亮程度，聲音的時頻圖譜能反映其尖銳度和震顫。通常采用雙耳人工頭聲學測試系統(tǒng)測試關門聲品質(zhì)的上述三項指標，通過分析人體各部位對人耳聽覺造成的影響，將影響較大的部位，如肩膀、頭部、耳廓等做成人體模型，并將傳統(tǒng)麥克風放入左右耳中(即稱為人工頭),以實現(xiàn)準確的雙耳聲學信號采集[6]，如圖2(a)所示。本文采用LMS振動及噪聲測試設備(帶人工頭)進行關門聲品質(zhì)的聲壓級、響度和視頻圖譜的客觀測試。

1.2.2 主觀評價

關門聲是否悅耳、讓人感到舒適、給人品質(zhì)感，人的主觀感受是最重要的，試驗數(shù)據(jù)僅作為參考。主觀評價方法有成對比較法、分組成對比較法、語義細分法、評分法等[4]。其中，評分法是評價人員通過現(xiàn)場實車開門/關門試聽，或者在專門的音質(zhì)評價間對開門/關門聲品質(zhì)測試錄音進行回放(如圖2(b)所示),然后進行評分的方法。多采用10分制主觀評價表[7]，見表1。

表1 車門聲品質(zhì)主觀評分表

通常采用主客觀評價相結合的方法對關門聲品質(zhì)進行綜合評判，如圖2(c)所示。

(b) 10分制主觀評價 (c) 主客觀相結合

圖2 主客觀評價及相關性

2 某輕客關門聲品質(zhì)現(xiàn)狀及改進

根據(jù)汽車關門聲產(chǎn)生機理分析，關門聲品質(zhì)的提升需要從聲音的產(chǎn)生和傳遞兩個方面去控制。聲音的產(chǎn)生包括相關零部件直接撞擊產(chǎn)生的聲音以及零部件振動產(chǎn)生的聲音；聲音的傳遞包括吸音和隔音兩個方面。

2.1 現(xiàn)狀分析

某輕型客車關門聲品質(zhì)主觀評價不好，不夠沉悶且雜音較多，有異響、耳旁存在壓迫感。經(jīng)過客觀測試并和進口標桿車對比，見表2(以副駕駛員側為例)，可以看出，該輕客關門聲品質(zhì)和對標車存在較大差距，需要提升。

表2 某輕客副駕駛員側關門聲品質(zhì)客觀對標測試

2.2 改進措施

該輕客開發(fā)已經(jīng)處于工裝樣車試裝階段，車門總質(zhì)量、車身本體的剛度、車門鉸鏈的剛度已經(jīng)確定，不能做大的更改，主要從局部設計變更和生產(chǎn)工藝控制兩方面做改進。

2.2.1 整車密封性改進

整車密封性對關門聲品質(zhì)影響較大，整車密封性差，會導致關門聲不夠厚重，給人一種廉價車的感覺。該輕客密封性試驗發(fā)現(xiàn)，車身存在較多的孔洞、縫隙沒有處理，密封性較差。按照白車身涂膠方案，實施焊縫密封膠、點焊密封膠的涂覆，避免漏涂、涂覆不到位的問題。

另外，取消多余的孔位。對需要保留的孔位用堵塞、堵片進行密封，重要的區(qū)域如B柱下方地板孔洞、地板橫梁孔洞、發(fā)動機艙孔洞、翼子板內(nèi)側孔洞等，一共用了14種堵塞和2種孔貼膜。

密封改進后的樣車，在車內(nèi)密閉環(huán)境下打開煙霧計釋放煙霧一段時間后，車輛沒有煙霧向外滲漏，表明密封性改進良好。

2.2.2 其他改進措施

1) A立柱聲腔隔斷。該輕客在關門過程中，A柱空腔區(qū)域存在異響。通過在總裝內(nèi)飾車間使用賽歐泡沫填縫劑，對A柱空腔進行隔斷，消除異響。

2) 提升車門剛度。關門過程中，該車車門外板有震顫現(xiàn)象。在前門外板內(nèi)壁上粘貼阻尼膠片，提升車門外板的剛度，降低關門顫動異響。

3) 增加減壓密封條。密封條對關門聲品質(zhì)影響較大，檢查門框密封條的泡型、硬度都合適，排氣孔間距也正常，參照競品車型，在前門內(nèi)板靠門鎖側上部增加減壓密封條來與門框配合[8]。

4) 車門鎖包塑。檢查門鎖機構，鎖栓和撞擊區(qū)域都是金屬接觸，關門時容易產(chǎn)生金屬與金屬的撞擊聲音。對鎖栓采用橡膠墊圈進行隔振處理；鎖栓的撞擊機構外部涂上一層耐磨的復合材料用以減少撞擊時的聲音。

5) 車門總成質(zhì)量控制。左車門在關閉過程中，門內(nèi)部有金屬撞擊異常響聲。檢查工裝樣車，發(fā)現(xiàn)車門防撞梁和車門貼合不嚴密，間隙過大，設計間隙2 mm，但實際車輛間隙在3～5 mm之間，導致車門防撞梁和車門之間的涂膠失效，關門時車門防撞梁直接和門外板碰撞從而產(chǎn)生異響。通過控制前門防撞梁與外板之間的間隙到設計值內(nèi)，按照涂膠區(qū)域進行涂膠，膠線要求連貫，不得有斷點和凸點，不得多涂和漏涂。

6) 玻璃升降異響控制。車窗玻璃升降系統(tǒng)精密度會影響關門聲，主要表現(xiàn)為車窗升降系統(tǒng)精密結合緊密關門時會產(chǎn)生車窗晃動雜音，玻璃共振聲音明顯。圖3中窗框?qū)к壨古_部分消失或者變形嚴重，影響密封條的安裝及升降器玻璃升降。通過工藝控制凸臺結構，從而保證玻璃升降正常無異響。

(a) 設計狀態(tài) (b) 實物狀態(tài)

3 關門聲品質(zhì)改進效果評價

對改進后的樣車副駕駛門分別進行客觀評價和主觀評價，判斷改進效果。

3.1 客觀評價數(shù)據(jù)

1) 聲壓級。改進前、后的關門聲聲壓級如圖4所示，從77.82 dB(A)降低到72.55 dB(A)，降幅明顯。

圖4 改進前后的聲壓級

2) 響度。改進前、后的關門聲響度如圖5所示，從51.35宋降低到37.09宋，降幅明顯。

圖5 改進前后的響度

3) 時頻圖譜。圖6為改進前、后的關門聲時頻圖譜。可以看出，改進后關門聲的低頻成分較弱且衰減快(鈑金輻射聲減弱、關門聲的低頻成分也減弱，車門內(nèi)、外板內(nèi)以及門鎖內(nèi)部金屬撞擊減少)，中高頻成分能量減弱，2 000 Hz附近高頻成分消失或能量減弱，改進效果良好。

(a)改進前

(b)改進后

3.2 主觀評價

經(jīng)組織專業(yè)評價人員按表1的10分制主觀評價表對改進前后的工裝樣車關門聲品質(zhì)進行評分，共計6名評價人員，結果顯示均分由改進前的6.9分提升到改進后的8.2分，最終評價結果顯示為滿意。

3.3 主客觀綜合評價

從3.1客觀評價可以看出，改進后的關門聲的聲壓級和響度下降幅度大，低頻成分較弱且衰減快，中高頻成分能量減弱。3.2的主觀評價表明，關門聲品質(zhì)從“可接受”等級提升為“很好”的等級。專業(yè)測評人員的主觀感覺和客觀評價一致，表明對某輕客關門聲品質(zhì)的改進措施效果良好。

4 結束語

本文探討了汽車關門聲產(chǎn)生機理及評價方法，結合某輕客實際狀況，從設計角度和工藝控制角度進行了一系列的聲品質(zhì)改進，對改進后的樣車分別進行關門聲品質(zhì)的客觀評價和主觀評價，結果表明改進效果良好。