/張東力　黃超勇　吳訓(xùn)　陳慈龍　袁振松

摘 要：某輕型客車在開發(fā)階段，風(fēng)噪主觀駕評(píng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)在100km/h以上時(shí)，車內(nèi)存在明顯的“噗噗”低頻風(fēng)噪聲，采集車內(nèi)噪聲數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，分析出“噗噗”聲頻率位于170-190Hz之間。經(jīng)問題診斷，鎖定“噗噗”聲來自于A柱雨檐密封條的唇邊處。為解決A柱雨檐密封條風(fēng)噪問題，首先研究“噗噗”聲產(chǎn)生的機(jī)理；然后研究增大前門與A柱面差、增大A柱雨檐密封條唇邊密度、減短雨檐密封條唇邊長(zhǎng)度等方案；緊接著分析上述幾種方案的實(shí)施情況，確定實(shí)施前門與A柱設(shè)計(jì)面差增大至3mm的方案；最后進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，制定設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，避免后續(xù)新車型開發(fā)過程中出現(xiàn)A柱雨檐密封條風(fēng)噪問題。

關(guān)鍵詞：輕型客車 風(fēng)噪 雨檐密封條 A柱 前門 面差

1 引言

當(dāng)今科技技術(shù)飛速發(fā)展，汽車行業(yè)技術(shù)要求也越來越高。汽車的風(fēng)噪問題也是現(xiàn)代輕型客車主要的客戶抱怨，優(yōu)良的風(fēng)噪性能是提升汽車客戶感知體驗(yàn)重要的一項(xiàng)。風(fēng)噪的改善依賴于對(duì)汽車車身細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)與把控，在這些相關(guān)細(xì)節(jié)中A柱雨檐密封條產(chǎn)生的風(fēng)噪問題尤為重要，是整車風(fēng)噪問題的壓艙石[1]。

汽車A柱雨檐密封條的好壞是車輛質(zhì)量?jī)?yōu)劣的一項(xiàng)重要的體現(xiàn)。它主要的作用是進(jìn)行車身的密封，填補(bǔ)鈑金之間的縫隙、防止雨水、阻擋沙塵、隔除車外噪音等作用；同時(shí)它還可以裝飾鈑金、遮擋焊點(diǎn)、與A面匹配等美觀外形作用[2]。更重要是密封條外形及材料的設(shè)計(jì)不良，引起的相關(guān)的高速風(fēng)噪問題。本文以某輕型客車車型的A柱雨檐密封條產(chǎn)生的“噗噗”聲問題解決為例，分析原設(shè)計(jì)方案中密封條產(chǎn)生的“噗噗”聲問題發(fā)聲的原因和機(jī)理，尋求該問題的不同解決方案，總結(jié)該問題的解決策略，制定規(guī)避A柱雨檐密封條產(chǎn)生 “噗噗”聲問題的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，為新項(xiàng)目設(shè)計(jì)提供依據(jù)和參考。

2 問題現(xiàn)象及機(jī)理分析

2.1 問題現(xiàn)象

某輕型客車在項(xiàng)目開發(fā)階段風(fēng)噪主觀駕評(píng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)在速度100km/h以上時(shí)，一些試驗(yàn)車輛產(chǎn)生明顯的“噗噗”聲，車內(nèi)駕乘人員能夠明顯感知到車輛存在異常聲音，不能接受；利用麥克風(fēng)及專業(yè)的數(shù)采設(shè)備采集車內(nèi)主駕位置的聲音，并對(duì)聲音數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)頻分析，通過濾波回放等方式，最終鎖定噗噗聲的頻率為170-190Hz之間的窄帶頻率。

主觀駕評(píng)可以大致識(shí)別到“噗噗”聲來自于汽車前門區(qū)域。使用布基膠帶，對(duì)前門周圈的縫隙全部密封，再次駕評(píng)，“噗噗”聲消失，這時(shí)可以完全確定該風(fēng)噪來自于前門周圈，然后將前門周圈分成很多小區(qū)域，對(duì)每個(gè)小區(qū)域再分別撕掉膠帶逐一確定排查，發(fā)現(xiàn)撕掉A柱與前門一小段區(qū)域后，“噗噗”聲再次出現(xiàn)，因此可以鎖定“噗噗”聲產(chǎn)生于A柱與前門的這一小段區(qū)域，如圖2中，將A柱等分成13段，“噗噗”聲來自于虛線框中的5-9號(hào)點(diǎn)區(qū)域。

接著去除A柱雨檐密封條，駕評(píng)發(fā)現(xiàn)“噗噗”聲消失，此時(shí)可以確定問題來自于雨檐密封條。然后觀察發(fā)現(xiàn)雨檐密封條的唇邊較長(zhǎng)且偏軟，可能是引起問題的原因，利用膠帶固定雨檐密封條唇邊，再次駕評(píng)發(fā)現(xiàn)無“噗噗”聲，進(jìn)而可以確定該風(fēng)噪問題是A柱雨檐密封條唇邊引起。

A立柱雨檐密封條風(fēng)噪問題僅在部分車上存在，為了找到問題的更深層次原因，測(cè)量一些故障車及無問題車A柱5-9號(hào)點(diǎn)與前門的間隙、面差數(shù)據(jù)，間隙設(shè)計(jì)值為5mm，面差設(shè)計(jì)值為-2.5mm，公差均為±1.5mm。觀察發(fā)現(xiàn)，故障車與無問題車間隙均滿足設(shè)計(jì)要求，并無明顯差異，判斷間隙不是該問題的影響因素；而面差，故障車在該5-9號(hào)點(diǎn)區(qū)域普遍偏小，無問題車面差均在-1.5mm以下，因此可以初步確定A柱與前門面差是影響該問題的重要因素[3]。

2.2 “噗噗”聲機(jī)理分析

高速情況下， 汽車A柱周圍渦流強(qiáng)烈[4]，前車門窗框存在一定的動(dòng)態(tài)變形，較軟較長(zhǎng)的雨檐密封條唇邊在渦流的擾動(dòng)下與車門不斷的貼緊與分離，特別當(dāng)A柱與前門面差較小時(shí)，雨檐密封條唇邊與A柱拍擊更為劇烈，此時(shí)車門、A柱、雨檐密封條、門框密封條組成的腔體與車外通過雨檐密封條唇邊處進(jìn)行氣流的不斷交互，產(chǎn)生低頻“噗噗”聲[5，6]。

根據(jù)該機(jī)理，同樣可以確定A柱與前門面差、雨檐密封條的唇邊設(shè)計(jì)情況是引起風(fēng)噪的兩個(gè)關(guān)鍵因素。

3 優(yōu)化方案研究&實(shí)施情況

根據(jù)“噗噗”聲產(chǎn)生機(jī)理，從A柱與前門面差和雨檐密封條兩個(gè)影響因素出發(fā)研究?jī)?yōu)化方案：增大A柱與前門面差；雨檐密封條唇邊密度增大；雨檐密封條唇邊長(zhǎng)度減短等。

3.1 增大A柱與前門面差方案

A柱與前門面差設(shè)計(jì)值為-2.5mm，公差為±1.5mm，實(shí)際面差范圍為-2.5±1.5mm，即面差值應(yīng)位于-4～-1mm之間，從表1數(shù)據(jù)來看，很多問題車面差值沒有在該范圍，屬于制造控制不到位的問題，需制造進(jìn)行控制。另外車輛E面差滿足-4～-1mm的要求，仍存在風(fēng)躁問題，參考批量搜集到的數(shù)據(jù)，為了解決風(fēng)噪問題，需要將A柱與前門面差控制在-1.5mm以下，受制造水平的影響，公差帶通常無法在短時(shí)間內(nèi)縮小，因此為了調(diào)整面差范圍，改變面差的名義值（即設(shè)計(jì)值）是可行的解決方法。將面差設(shè)計(jì)值由-2.5mm調(diào)整至-3mm，結(jié)合±1.5mm的公差，面差的實(shí)際范圍將變?yōu)?4.5～-1.5mm，風(fēng)噪問題可以解決。

小幅度修改前門包邊區(qū)域的模具，將前車門包邊區(qū)域往里走0.5mm，實(shí)現(xiàn)A柱與前門面差設(shè)計(jì)值調(diào)整為-3mm。

3.2 雨檐密封條唇邊密度增大方案

雨檐密封條唇邊所用材料為EPDM海綿膠，密度設(shè)計(jì)值為0.65 g/cm?，密度偏小，唇邊硬度小，抵御變形能力較差，為了驗(yàn)證海綿膠密度值對(duì)風(fēng)噪問題的影響，臨時(shí)制作海綿膠密度為0.8 g/cm?的雨檐密封條，并在問題車上裝車驗(yàn)證，使用增大海綿膠密度的樣件，風(fēng)噪問題消失，問題可解決。

3.3 雨檐密封條唇邊長(zhǎng)度縮短的方案

與同類車型相比，該輕型客車雨檐密封條唇邊長(zhǎng)度設(shè)計(jì)過長(zhǎng)，過長(zhǎng)的唇邊導(dǎo)致其抵御變形能力較差，容易在風(fēng)中擺動(dòng)，為兼顧防塵防水的要求，將雨檐密封條唇邊減短2mm，制作10套臨時(shí)樣件，并在問題車上裝車驗(yàn)證，使用唇邊減短2mm的密封條，風(fēng)噪問題消失，問題可解決。

3.4 優(yōu)化方案實(shí)施情況

增大A柱與前門面差方案：小幅度修改前門包邊區(qū)域的模具，將前車門包邊區(qū)域往里走0.5mm，車門屬于自制件，沒有修模費(fèi)用，成本不變，并且修模周期短；經(jīng)批量驗(yàn)證，方案穩(wěn)健，方案得以實(shí)施。

雨檐密封條唇邊密度增大方案：該方案需要重開密封條模具，產(chǎn)生模具重開費(fèi)用，成本增加，并且模具制作周期長(zhǎng)，影響項(xiàng)目進(jìn)度，綜合多方面影響，方案未實(shí)施。

雨檐密封條唇邊長(zhǎng)度縮短的方案：該方案同樣需要重開密封條模具，有一定的模具費(fèi)用及模具制作周期長(zhǎng)的問題，也會(huì)影響項(xiàng)目進(jìn)度，方案未實(shí)施。

4 結(jié)論

本文為了解決汽車A柱雨檐密封條產(chǎn)生的“噗噗”聲問題，分析“噗噗”聲問題產(chǎn)生的機(jī)理，研究了可以規(guī)避A柱雨檐密封條聲問題的三個(gè)方案。后續(xù)的新車型開發(fā)階段，應(yīng)對(duì)A柱與前門面差、A柱雨檐密封條的設(shè)計(jì)提出具體的要求，提前識(shí)別雨檐密封條風(fēng)噪風(fēng)險(xiǎn)。具體按以下標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行：A柱與前門面差至少要3mm，如果精致工藝要求小面差設(shè)計(jì)，則要求雨檐密封條唇邊海綿膠的密度不小于0.8 g/cm?、長(zhǎng)度在10mm以下，避免在物理樣車階段出現(xiàn)雨檐密封條風(fēng)噪問題。本文研究對(duì)解決及規(guī)避A柱雨檐密封條風(fēng)噪問題具有指導(dǎo)意義，并為后續(xù)類似風(fēng)噪問題的快速解決，提供了思路及方案。

參考文獻(xiàn)：

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