汽車密封對車內(nèi)噪聲影響的道路試驗(yàn)研究

黃麗那 張威 李靜波 張慶飛

汽車密封對車內(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、影響因素及測量方法，闡述了利用封堵排除法對某車型風(fēng)噪問題的分析和改善過程。以國產(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“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，風(fēng)噪占據(jù)車內(nèi)噪聲的主導(dǎo)地位[1]。風(fēng)噪主要由氣動噪聲（shapenoise）和泄漏噪聲（leaknoise）兩部分組成[2，3]，氣動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，無論是氣動噪聲還是泄漏噪聲都會影響車內(nèi)的噪聲水平。在汽車開發(fā)前期，應(yīng)通過數(shù)值仿真改變造型降低氣動噪聲[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，在整車開發(fā)過程中，泄漏噪聲成為關(guān)注重點(diǎn)。本文首先通過煙霧試驗(yàn)明確泄漏點(diǎn)位置，在此基礎(chǔ)上采用“開窗法”，即對基態(tài)、整車全膠帶密封狀態(tài)和單個泄漏點(diǎn)狀態(tài)噪聲貢獻(xiàn)進(jìn)行道路試驗(yàn)，對比車內(nèi)各狀態(tài)噪聲的測試結(jié)果，分析氣動噪聲和泄漏噪聲的貢獻(xiàn)量，再依次對比單個泄漏點(diǎn)導(dǎo)致的風(fēng)噪變化，確定各泄漏點(diǎn)對風(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)生器對準(zhǔn)車身各位置，通過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測試結(jié)果進(jìn)行分析，得到車內(nèi)噪聲的聲壓頻率結(jié)果，然后通過對比以下3類狀態(tài)下的車內(nèi)噪聲水平，分析泄漏噪聲對風(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]，測試車內(nèi)噪聲水平。

b.基態(tài)——狀態(tài)2。撕下狀態(tài)1所有密封膠帶，使樣車整車處于基態(tài)，測試車內(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，然后分別測試車內(nèi)噪聲水平，以考察單一泄漏位置對車輛風(fēng)噪聲水平的影響，表1為樣車前、后排座椅噪聲測量位置的單點(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)噪聲水平對比，從圖4可看出，全密封狀態(tài)可認(rèn)為無泄漏噪聲，此時風(fēng)噪主要是由車身外形引起的氣動噪聲。當(dāng)頻率為1 800 Hz以上時，狀態(tài)1聲壓級低于狀態(tài)2聲壓級，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，最大聲壓級差值為10 dB，這表明泄漏噪聲以中高頻段為特征，泄漏噪聲對車內(nèi)總噪聲的貢獻(xiàn)比車輛外形引起的氣動噪聲大。同理，當(dāng)頻率為1 800 Hz以上時，狀態(tài)3的聲壓級明顯低于狀態(tài)2的聲壓級，而在頻率為4 000～6 000 Hz時，狀態(tài)3的聲壓級趨近于狀態(tài)2的聲壓級，說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比，由圖5可看出，狀態(tài)4的聲壓級與狀態(tài)1的聲壓級基本一致，表明該車后視鏡支座的泄漏對風(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比，由圖6可看出，狀態(tài)5的聲壓級與狀態(tài)2的聲壓級變化趨勢基本一致，說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比，由圖7可看出，當(dāng)頻率為5 000～10 000 Hz時，狀態(tài)6的聲壓級趨近于狀態(tài)2的聲壓級，說明前門B柱上角玻璃導(dǎo)槽的泄漏導(dǎo)致了10 000 Hz時出現(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比，可看出該車前、后門B柱玻璃導(dǎo)槽下角的泄漏對車內(nèi)泄漏噪聲貢獻(xiàn)量較小。

由試驗(yàn)結(jié)果可知，對后排位置影響最嚴(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的聲壓級明顯低于狀態(tài)2和狀態(tài)10的聲壓級，且狀態(tài)2的聲壓級與狀態(tài)10的聲壓級變化趨勢一致，表明該車后門C柱上角玻璃導(dǎo)槽對車內(nèi)噪聲貢獻(xiàn)的特征頻段為3 000 Hz以上，該頻段對車內(nèi)聲壓級貢獻(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，狀態(tài)11的聲壓級趨近于狀態(tài)2的聲壓級，而在頻率為6 000 Hz以上時，狀態(tài)11的聲壓級趨近于狀態(tài)1的聲壓級，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源。

圖14的魚骨圖表示僅膠帶密封各泄漏位置時，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，對前排座椅位置的噪聲影響頻率在1 800 Hz以上，對后排座椅位置的噪聲影響頻率為3 000 Hz以上。

5 結(jié)束語

通過整車靜態(tài)氣密性煙霧試驗(yàn)，在明確了泄漏位置的基礎(chǔ)上，通過整車道路試驗(yàn)對某轎車的泄漏噪聲頻率特性進(jìn)行了分析，并通過“開窗法”分析了車身各密封部件對車內(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