原孝菊

摘要：汽車前圍防火墻對于控制發(fā)動機(jī)空氣聲進(jìn)入乘員艙有著至關(guān)重要的作用。其隔聲性能主要受到車體前圍鈑金的結(jié)構(gòu)特性如鈑金的厚度、安裝在前圍防火墻鈑金上過孔件的密封性能、覆蓋防火墻內(nèi)飾材料的厚度及覆蓋率等等因素的影響。控制好前圍防火墻的隔聲性能，對于減少汽車發(fā)動機(jī)透過音有著重要的意義，是提升車內(nèi)聲品質(zhì)的關(guān)鍵舉措。

關(guān)鍵詞：前圍防火墻；吸隔聲材料；過孔元件；隔聲量

1 引言

汽車前圍防火墻的隔聲性能是汽車聲學(xué)包設(shè)計過程中最為重要的環(huán)節(jié)之一。做好前圍防火墻隔聲性能的研究，盡可能將發(fā)動機(jī)噪聲在乘員艙外或吸收轉(zhuǎn)化掉，是目前國內(nèi)自主品牌汽車需要不斷努力提升的能力。

本文通過對某車型前圍防火墻吸隔聲性能的提升，列舉了一些車型防火墻的吸隔聲性能提升的方法，供參考。

2 問題提出

試驗(yàn)采用PBNR（Power Based Noise Reduction）的方法，對試驗(yàn)樣車前圍防火墻的隔聲量進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證及提升。

試驗(yàn)樣車前圍防火墻在400Hz-8000Hz頻帶（空氣聲主要頻帶）范圍內(nèi)的隔聲量較同類聲學(xué)包材料的競品車相差0.95-8.48dB（具體數(shù)據(jù)見表1），尤其高頻噪聲相差明顯。為提升該汽車前圍防火墻的隔聲性能，需對試驗(yàn)樣車的前圍防火墻內(nèi)外飾聲學(xué)材料相關(guān)性能、材料的覆蓋率和過孔元件聲密性等方面做詳細(xì)的排查，找出影響該防火墻吸隔聲性能不足的影響因素并優(yōu)化改進(jìn)。試驗(yàn)樣車與競品車隔聲量對比見下表1所示：

3 前圍防火墻隔聲性能排查及改進(jìn)

3.1樣車防火墻鈑金厚度及前圍氣密性排查及確認(rèn)

試驗(yàn)樣車的前圍鈑金厚度與競品車前圍鈑金厚度均為0.8mm，氣密性高于競品車氣密性10SCFM（標(biāo)準(zhǔn)立方英尺每分鐘），且前圍無明顯可感知的泄漏點(diǎn)，故排除由于前圍鈑金隔聲性能及氣密性不足造成隔聲量差異的影響。

3.2 聲學(xué)材料性能排查及確認(rèn)

試驗(yàn)樣車前圍防火墻的內(nèi)前圍采用2mmEVA+25mmPU（平均厚度）。經(jīng)測試，其性能滿足目標(biāo)值要求，低頻與高頻大于目標(biāo)值4dB（如圖2所示），基本達(dá)到競品車輛的隔聲性能水平。外前圍隔音墊采用無紡布+酚醛樹脂氈結(jié)構(gòu)，除在500Hz以下略低于目標(biāo)值，其余頻率段均高于目標(biāo)值要求（如圖3所示），且與競品外前圍吸聲系數(shù)基本相當(dāng)，外前圍件材料也具有良好的吸聲性能。

通過以上測試，可排除前圍聲學(xué)材料性能不足的影響，需進(jìn)一步排查前圍結(jié)構(gòu)覆蓋及零部件過孔的密封性能。

3.3 前圍防火墻隔聲性能改進(jìn)及確認(rèn)

經(jīng)前圍工裝上墻及超聲波檢測等測試方法排查，發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)樣車前圍防火墻及其上安裝的零部件存在覆蓋不良及過孔泄漏嚴(yán)重的問題，具體問題及改進(jìn)措施如下：

1）內(nèi)前圍隔音墊駕駛員腳踏處厚度不足：該處局部厚度不足5mm，如圖4所示，改進(jìn)過程工藝以提升厚度至設(shè)計要求的10mm后隔聲性能對比如圖5所示，最大約相差2dB；

2）選換擋拉絲區(qū)域吸聲材料覆蓋不足：選換擋拉絲從座艙向發(fā)動機(jī)艙裝配，開孔較大，改為由發(fā)艙向座艙裝配開孔可減少至原來的1/4，提升了隔音墊的吸隔聲性能（如圖6），改進(jìn)前后隔聲性能（如圖7）最大約相差2dB。

3）外前圍壓力室鈑金無聲學(xué)材料覆蓋：設(shè)計時，該處無吸隔音材料覆蓋（如圖8），將前圍隔熱墊尺寸從發(fā)動機(jī)艙處向上延伸，覆蓋整個壓力室鈑金，以提升前圍隔熱墊的覆蓋率（如圖9）。

4）真空助力器過孔處泄漏：泄漏路徑（如圖10）有兩條，針對兩條路徑各增加1個1mm厚的密封墊圈以減少聲泄漏，使用超聲波檢測設(shè)備測試，泄漏量由原來的24dB降至8dB。

4 結(jié)論

經(jīng)過多輪驗(yàn)證改進(jìn)后，試驗(yàn)樣車前圍防火墻隔聲性能得到有效提升。對改進(jìn)樣車再次開展PBNR試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如下表2所示：

由上圖可見：改進(jìn)前后部分頻帶提升了0.68-9.74dB，已達(dá)到競品車的隔聲性能水平，局部頻帶甚至超過了競品車的隔聲性能水平。

綜上，某車型的前圍防火墻性能主要從以下幾個方面進(jìn)行控制：

確保汽車前圍防火墻鈑金的搭接密封性：鈑金搭接的縫隙必須經(jīng)過涂膠密封完整，搭接處的鈑金縫隙無聲泄漏；

前圍防火墻內(nèi)外部的聲學(xué)材料性能要滿足目標(biāo)設(shè)定要求：前圍隔音墊一般厚度為25mm，隔熱墊15mm左右，兩件的厚度要盡可能均勻，避免出現(xiàn)5mm以下厚度不足的區(qū)域；

提升內(nèi)、外前圍隔熱墊的覆蓋率：基于噪聲源較高的水平，盡可能多的覆蓋前圍防火墻內(nèi)外鈑金，提升前圍聲學(xué)材料的覆蓋率是提升吸聲性能較為有效的手段；

前圍防火墻過孔元件密封性能：避免因結(jié)構(gòu)問題影響聲學(xué)材料尤其是內(nèi)前圍隔音墊的覆蓋，同時，一定要有相應(yīng)的過孔密封措施，確?？孜粺o噪聲源泄漏。

參考文獻(xiàn)：

[1]龐建《汽車車身噪聲與振動控制》 機(jī)械工業(yè)出版社 2015年4月 p176-214

[2]馬大猷 《噪聲與振動控制手冊》 機(jī)械工業(yè)出版社 2002年9月 p178-188

[3]龐建 諶剛 何華 《汽車噪聲與振動》 北京理工大學(xué)出版社 2006年6月 p310-326