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汽車密封對(duì)車內(nèi)噪聲影響的道路試驗(yàn)研究

2015-01-07 06:03黃麗那張威李靜波張慶飛
汽車技術(shù) 2015年5期
關(guān)鍵詞:樣車聲壓級(jí)貢獻(xiàn)

黃麗那 張威 李靜波 張慶飛

汽車密封對(duì)車內(nèi)噪聲影響的道路試驗(yàn)研究

黃麗那 張威 李靜波 張慶飛

(華晨汽車工程研究院)

介紹了轎車風(fēng)噪聲的形成、影響因素及測(cè)量方法,闡述了利用封堵排除法對(duì)某車型風(fēng)噪問(wèn)題的分析和改善過(guò)程。以國(guó)產(chǎn)某三廂轎車為例進(jìn)行了整車靜態(tài)煙霧試驗(yàn)和道路試驗(yàn),通過(guò)“煙霧倒吸法”在車內(nèi)直觀呈現(xiàn)出泄漏點(diǎn)位置,再結(jié)合“開(kāi)窗法”分析各泄漏點(diǎn)導(dǎo)致的駕駛室內(nèi)聲壓-頻率特性變化,從而確定它們對(duì)車內(nèi)泄漏噪聲的貢獻(xiàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明,在中高頻范圍泄漏噪聲占主導(dǎo)地位,且車門前三角窗位置和玻璃導(dǎo)槽拐角位置是該轎車主要的泄漏噪聲源。

1 前言

當(dāng)汽車高速行駛時(shí),風(fēng)噪占據(jù)車內(nèi)噪聲的主導(dǎo)地位[1]。風(fēng)噪主要由氣動(dòng)噪聲(shapenoise)和泄漏噪聲(leaknoise)兩部分組成[2,3],氣動(dòng)噪聲是由車身外形引起的,泄漏噪聲是由于車身密封不嚴(yán)引起的,無(wú)論是氣動(dòng)噪聲還是泄漏噪聲都會(huì)影響車內(nèi)的噪聲水平。在汽車開(kāi)發(fā)前期,應(yīng)通過(guò)數(shù)值仿真改變?cè)煨徒档蜌鈩?dòng)噪聲[3],而在樣車試制階段,應(yīng)控制車身的密封以減少泄漏噪聲,從而降低風(fēng)噪。因此,在整車開(kāi)發(fā)過(guò)程中,泄漏噪聲成為關(guān)注重點(diǎn)。本文首先通過(guò)煙霧試驗(yàn)明確泄漏點(diǎn)位置,在此基礎(chǔ)上采用“開(kāi)窗法”,即對(duì)基態(tài)、整車全膠帶密封狀態(tài)和單個(gè)泄漏點(diǎn)狀態(tài)噪聲貢獻(xiàn)進(jìn)行道路試驗(yàn),對(duì)比車內(nèi)各狀態(tài)噪聲的測(cè)試結(jié)果,分析氣動(dòng)噪聲和泄漏噪聲的貢獻(xiàn)量,再依次對(duì)比單個(gè)泄漏點(diǎn)導(dǎo)致的風(fēng)噪變化,確定各泄漏點(diǎn)對(duì)風(fēng)噪的影響程度。

2 整車氣密性試驗(yàn)

以某轎車為試驗(yàn)樣車進(jìn)行整車氣密性試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)將樣車熄火放置室內(nèi),關(guān)閉車門、車窗,調(diào)節(jié)空調(diào)為內(nèi)循環(huán)模式,將圖1所示泄漏儀的進(jìn)風(fēng)口固定在樣車上,倒吸車內(nèi)空氣,使車內(nèi)呈現(xiàn)負(fù)壓;將車外的煙霧發(fā)生器對(duì)準(zhǔn)車身各位置,通過(guò)觀察判斷該樣車的煙霧泄漏部位。試驗(yàn)結(jié)果表明,該樣車的煙霧泄漏部位主要分布于外門把手、前門三角窗和前、后門玻璃導(dǎo)槽等位置,圖2所示為該樣車前車窗泄漏位置。

3 道路試驗(yàn)

在車速為120 km/h的行駛工況下進(jìn)行道路試驗(yàn),將傳聲器布置在駕駛室內(nèi)前、后排座椅位置并與數(shù)據(jù)采集裝置連接,利用后處理分析軟件對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析,得到車內(nèi)噪聲的聲壓頻率結(jié)果,然后通過(guò)對(duì)比以下3類狀態(tài)下的車內(nèi)噪聲水平,分析泄漏噪聲對(duì)風(fēng)噪的影響程度和各泄漏點(diǎn)的貢獻(xiàn)量。

a.整車全密封——狀態(tài)1。將樣車整車外表面零部件接合縫隙及溝槽處均用密封膠帶密封(圖3)[2],測(cè)試車內(nèi)噪聲水平。

b.基態(tài)——狀態(tài)2。撕下?tīng)顟B(tài)1所有密封膠帶,使樣車整車處于基態(tài),測(cè)試車內(nèi)噪聲水平。

c.單點(diǎn)貢獻(xiàn)——狀態(tài)3~狀態(tài)12。在狀態(tài)1的基礎(chǔ)上分別撕去外門把手、外后視鏡基座、前門三角窗密封條和各拐角玻璃導(dǎo)槽等的密封膠帶,然后分別測(cè)試車內(nèi)噪聲水平,以考察單一泄漏位置對(duì)車輛風(fēng)噪聲水平的影響,表1為樣車前、后排座椅噪聲測(cè)量位置的單點(diǎn)貢獻(xiàn)試驗(yàn)狀態(tài)。

表1 樣車前、后排座椅噪聲測(cè)量位置的單點(diǎn)貢獻(xiàn)試驗(yàn)狀態(tài)

4 結(jié)果分析

由試驗(yàn)結(jié)果可知,對(duì)該車內(nèi)前排位置影響最嚴(yán)重的泄漏噪聲部位是前門三角窗泄漏位置和前門B柱上角玻璃導(dǎo)槽泄漏位置,其次是外門把手泄漏位置。

圖4為狀態(tài)3與狀態(tài)1、狀態(tài)2情況下車內(nèi)噪聲水平對(duì)比,從圖4可看出,全密封狀態(tài)可認(rèn)為無(wú)泄漏噪聲,此時(shí)風(fēng)噪主要是由車身外形引起的氣動(dòng)噪聲。當(dāng)頻率為1 800 Hz以上時(shí),狀態(tài)1聲壓級(jí)低于狀態(tài)2聲壓級(jí),且二者的差值隨頻率的增加而增大,當(dāng)頻率達(dá)到7 000~10 000 Hz時(shí),最大聲壓級(jí)差值為10 dB,這表明泄漏噪聲以中高頻段為特征,泄漏噪聲對(duì)車內(nèi)總噪聲的貢獻(xiàn)比車輛外形引起的氣動(dòng)噪聲大。同理,當(dāng)頻率為1 800 Hz以上時(shí),狀態(tài)3的聲壓級(jí)明顯低于狀態(tài)2的聲壓級(jí),而在頻率為4 000~6 000 Hz時(shí),狀態(tài)3的聲壓級(jí)趨近于狀態(tài)2的聲壓級(jí),說(shuō)明外門把手的泄漏主要影響4 000~6 000 Hz頻段內(nèi)的噪聲。

圖5為狀態(tài)4與狀態(tài)1、狀態(tài)2情況下副駕駛外耳處的泄漏噪聲對(duì)比,由圖5可看出,狀態(tài)4的聲壓級(jí)與狀態(tài)1的聲壓級(jí)基本一致,表明該車后視鏡支座的泄漏對(duì)風(fēng)噪影響較小。

圖6為狀態(tài)5與狀態(tài)1、狀態(tài)2情況下駕駛員外耳處的泄漏噪聲對(duì)比,由圖6可看出,狀態(tài)5的聲壓級(jí)與狀態(tài)2的聲壓級(jí)變化趨勢(shì)基本一致,說(shuō)明前門三角窗密封條位置的泄漏噪聲是駕駛員位置噪聲的主要貢獻(xiàn)源。

圖7為狀態(tài)6與狀態(tài)1、狀態(tài)2情況下副駕駛外耳處的泄漏噪聲對(duì)比,由圖7可看出,當(dāng)頻率為5 000~10 000 Hz時(shí),狀態(tài)6的聲壓級(jí)趨近于狀態(tài)2的聲壓級(jí),說(shuō)明前門B柱上角玻璃導(dǎo)槽的泄漏導(dǎo)致了10 000 Hz時(shí)出現(xiàn)噪聲峰值。

圖8和圖9分別為狀態(tài)7和狀態(tài)8與狀態(tài)1、狀態(tài)2情況下前排位置的泄漏噪聲對(duì)比,可看出該車前、后門B柱玻璃導(dǎo)槽下角的泄漏對(duì)車內(nèi)泄漏噪聲貢獻(xiàn)量較小。

由試驗(yàn)結(jié)果可知,對(duì)后排位置影響最嚴(yán)重的泄漏噪聲部件是后門C柱上角玻璃導(dǎo)槽(圖10),其次是后門C柱下角玻璃導(dǎo)槽(圖11)。由圖10可看出,狀態(tài)1的聲壓級(jí)明顯低于狀態(tài)2和狀態(tài)10的聲壓級(jí),且狀態(tài)2的聲壓級(jí)與狀態(tài)10的聲壓級(jí)變化趨勢(shì)一致,表明該車后門C柱上角玻璃導(dǎo)槽對(duì)車內(nèi)噪聲貢獻(xiàn)的特征頻段為3 000 Hz以上,該頻段對(duì)車內(nèi)聲壓級(jí)貢獻(xiàn)平均約為5 dB(A)。由圖11可看出,當(dāng)頻率為3 000~6 000 Hz時(shí),狀態(tài)11的聲壓級(jí)趨近于狀態(tài)2的聲壓級(jí),而在頻率為6 000 Hz以上時(shí),狀態(tài)11的聲壓級(jí)趨近于狀態(tài)1的聲壓級(jí),以上結(jié)果表明,后門C柱上角玻璃導(dǎo)槽和下角玻璃導(dǎo)槽的泄漏噪聲是后排位置(右側(cè))噪聲主要來(lái)源。

圖12和圖13分別為狀態(tài)9和狀態(tài)12與狀態(tài)1、狀態(tài)2情況下后排位置的泄漏噪聲對(duì)比,由圖可看出,后門B柱上、下角玻璃導(dǎo)槽和后三角窗玻璃導(dǎo)槽不是后排位置噪聲主要來(lái)源。

圖14的魚(yú)骨圖表示僅膠帶密封各泄漏位置時(shí),駕駛室內(nèi)的聲壓頻率特性逐漸從最佳狀態(tài)傾向于基態(tài),從左向右表示各位置泄漏噪聲的貢獻(xiàn)量呈現(xiàn)增大趨勢(shì),對(duì)前排座椅位置的噪聲影響頻率在1 800 Hz以上,對(duì)后排座椅位置的噪聲影響頻率為3 000 Hz以上。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)整車靜態(tài)氣密性煙霧試驗(yàn),在明確了泄漏位置的基礎(chǔ)上,通過(guò)整車道路試驗(yàn)對(duì)某轎車的泄漏噪聲頻率特性進(jìn)行了分析,并通過(guò)“開(kāi)窗法”分析了車身各密封部件對(duì)車內(nèi)泄漏噪聲的貢獻(xiàn)。結(jié)果表明,該車內(nèi)噪聲主要由泄漏噪聲和外形噪聲構(gòu)成,在中高頻范圍內(nèi)泄漏噪聲占據(jù)主導(dǎo);前門三角窗、前門B柱上角玻璃導(dǎo)槽、后門C柱上角玻璃導(dǎo)槽和后門C柱下角玻璃導(dǎo)槽的密封部位是該轎車泄漏噪聲最嚴(yán)重區(qū)域,是改善車內(nèi)風(fēng)噪主要應(yīng)考慮的因素。

1 傅立敏.汽車空氣動(dòng)力學(xué).北京:北京機(jī)械工業(yè)出版社, 1998.

2 龐劍.汽車噪聲與振動(dòng)理論與應(yīng)用.北京:北京理工大學(xué)出版社,2006.

3 Bremner P G.Recent Progress using SEA and CFD to Pre?dict Interior Wind Noise.SAE Paper,2003-01-1705.

(責(zé)任編輯文 楫)

修改稿收到日期為2015年4月29日。

Research on the Influence of Automobile Sealing on Interior Noise By Road Test

Huang Lina,Zhang Wei,Li Jingbo,Zhang Qingfei
(Brilliance Auto R&D Center)

In this paper,the cause of passenger car wind noise,influential factors as well as measurement method are introduced,and the blocking method is used to analyze wind noise of a car model and the process of improvement.A home-made passenger car is selected for static smoke test and road test to determine the leakage contribution to interior noise level through analyzing the interior sound pressure level-frequency(SPL-F)in“window method”caused by the single leakage where can be identified from“smoke flowing method”.The results show that the leak noise is dominant in the medium-high frequency,and the main source is at the triangular window and corners of the window sealing.

Passenger car,Interior noise,Smoke test,Road test,Leak noise

轎車 車內(nèi)噪聲 煙霧試驗(yàn) 道路試驗(yàn) 泄漏噪聲

U467.4+93

A

1000-3703(2015)05-0012-04

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