降低車內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲的發(fā)動(dòng)機(jī)裝飾罩聲學(xué)設(shè)計(jì)研究

翟 穎

（鎮(zhèn)江技師學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212000）

降低車內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲的發(fā)動(dòng)機(jī)裝飾罩聲學(xué)設(shè)計(jì)研究

翟 穎

（鎮(zhèn)江技師學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212000）

針對(duì)某車車內(nèi)怠速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)“噠噠噠”噪聲偏大的問(wèn)題，對(duì)車內(nèi)噪聲進(jìn)行試驗(yàn)分析的基礎(chǔ)上，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)裝飾罩聲學(xué)設(shè)計(jì)及優(yōu)化，并進(jìn)行了對(duì)比測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明，問(wèn)題頻率范圍降低了3dB(A)左右，主觀基本感受不到明顯的發(fā)動(dòng)機(jī)“噠噠噠”噪聲，提升了客戶滿意度。

車內(nèi)噪聲；聲壓級(jí)；發(fā)動(dòng)機(jī)“噠噠噠”；噪聲

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.11.028

CLC NO.: U464 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2016)11-77-02

引言

近年來(lái)用戶對(duì)汽車的品質(zhì)要求的越來(lái)越高，而NVH（振動(dòng)、噪聲、粗糙度）是體現(xiàn)舒適度和汽車品質(zhì)的一個(gè)重要方面。某柴油車在開發(fā)過(guò)程中，怠速時(shí)，在車內(nèi)感受到明顯擾人的發(fā)動(dòng)機(jī)“噠噠噠”的噪聲，嚴(yán)重影響客戶舒適度。

本文擬采用分析實(shí)車試驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法，對(duì)該車內(nèi)擾人的發(fā)動(dòng)機(jī)“噠噠噠”噪聲問(wèn)題進(jìn)行了分析，并做出了方案解決了該問(wèn)題，達(dá)到了提升客戶滿意度的目的。

1、問(wèn)題試驗(yàn)分析

該問(wèn)題車所配發(fā)動(dòng)機(jī)為高壓共軌發(fā)動(dòng)機(jī)。首先進(jìn)行問(wèn)題復(fù)現(xiàn)，在整車上進(jìn)行了怠速噪聲測(cè)試分析，試驗(yàn)在整車消聲室內(nèi)進(jìn)行，在整車上發(fā)動(dòng)機(jī)前方、上方及車內(nèi)駕駛員位置三個(gè)位置分別測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲，進(jìn)行對(duì)應(yīng)的頻譜分析[1]，測(cè)試結(jié)果如圖1所示。

圖1　怠速“噠噠噠”噪聲頻譜圖

通過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，“噠噠噠”聲的頻率主要在2000Hz～ 7000Hz的一個(gè)寬頻范圍，發(fā)動(dòng)機(jī)前方和上方測(cè)點(diǎn)噪聲數(shù)據(jù)中幾個(gè)能量大的尖峰位置和車內(nèi)噪聲有良好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，該噪聲屬于高頻的范疇。

通過(guò)進(jìn)一步的聲源定位以及發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)研究發(fā)現(xiàn)，該噪聲主要來(lái)源于噴油器自身的針閥敲擊噪聲及噴油器敲擊振動(dòng)激勵(lì)油軌產(chǎn)生的輻射噪聲。

圖2　噴油器及油軌示意圖

噪聲優(yōu)化的途徑通常有兩條[2]：

1）主動(dòng)降噪：減小或者消除噪聲源；

2）被動(dòng)降噪：合理進(jìn)行噪聲傳遞路徑匹配，減小噪聲在對(duì)響應(yīng)端傳遞過(guò)程中的大小，以達(dá)到使響應(yīng)減小的目的。

針對(duì)本文噪聲源即噴油器本身，主動(dòng)降噪的方法需對(duì)噴油器進(jìn)行優(yōu)化，通常的方法有：

1）優(yōu)化噴油器針閥結(jié)構(gòu)；

2）通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定控制減小噴油壓力，從而減小噴油器本身的機(jī)械振動(dòng)，來(lái)達(dá)到消除噪聲源的目的。

這兩種方法開發(fā)周期長(zhǎng)，以及帶來(lái)排放和可靠性一系列需要長(zhǎng)期分析的工程開發(fā)內(nèi)容。所以作為主機(jī)廠家發(fā)動(dòng)機(jī)及配套附件一旦選定，很難對(duì)其做出優(yōu)化，本文為了解決噴油器噪聲問(wèn)題，決定從噪聲傳遞路徑入手，采用上文提到的被動(dòng)降噪的方法，用一定的聲學(xué)材料對(duì)噪聲進(jìn)行吸收和隔離。

2、發(fā)動(dòng)機(jī)裝飾罩聲學(xué)方案設(shè)計(jì)

現(xiàn)代汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)裝飾罩不僅具有美觀裝飾作用，主要作用還有以下兩點(diǎn)：

1）防止引擎蓋油漆加速老化，起到隔熱作用；

2）減少發(fā)動(dòng)機(jī)的聲音傳遞到機(jī)艙外，起到隔音作用；

因此，發(fā)動(dòng)機(jī)裝飾罩的設(shè)計(jì)過(guò)程中還要考慮其NVH特性。在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)其進(jìn)行聲學(xué)設(shè)計(jì)是提升車輛品質(zhì)的重要環(huán)節(jié)。

表1　發(fā)動(dòng)機(jī)裝飾蓋聲學(xué)方案

圖3　發(fā)動(dòng)機(jī)裝飾罩聲學(xué)方案實(shí)物圖

本文問(wèn)題車原始發(fā)動(dòng)機(jī)裝飾罩采用塑料材料。采用的材料為PA6，無(wú)任何的附加吸隔音材料，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)及附件噪聲基本無(wú)吸收和隔離，只起到美化作用。為了解決傳遞至車內(nèi)的噴油器及油軌輻射噪聲，需對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)裝飾罩蓋進(jìn)行聲學(xué)材料進(jìn)行吸隔聲性能設(shè)計(jì)。吸隔聲性能很大程度是由所采用的材料和材料的厚度密度等決定的，經(jīng)過(guò)對(duì)測(cè)試噴油器噪聲能量的分析，對(duì)比了多種材料組合后，制定了下表1的方案。最終形成的實(shí)物樣件圖見下圖3。

3、發(fā)動(dòng)機(jī)裝飾蓋整車效果試驗(yàn)驗(yàn)證

為了評(píng)價(jià)方案應(yīng)用到整車上是否有效果,需要保證采用同樣的問(wèn)題工況，在相同的條件下進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。

經(jīng)過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，圖4為車內(nèi)噪聲三維聲學(xué)圖[1]的對(duì)比，左邊為原始狀態(tài)，右邊為發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋聲學(xué)方案后狀態(tài)。

圖4　車內(nèi)噪聲color map對(duì)比圖

可以看到在2000Hz～7000Hz的問(wèn)題頻率區(qū)間，亮度明顯變?nèi)?，聲音能量變小，起到了很好的效果。同時(shí)對(duì)問(wèn)題頻率范圍進(jìn)行單獨(dú)分析，圖5為車內(nèi)噪聲對(duì)問(wèn)題頻率段切片（即只包含問(wèn)題頻率段）整體聲壓級(jí)對(duì)比[1]。

圖5　2000Hz～7000Hz總體噪聲聲壓級(jí)對(duì)比圖

由圖5可以看出，在問(wèn)題頻率區(qū)間車內(nèi)噪聲降低了大約3dB(A)，車內(nèi)主觀基本感覺不到明顯的“噠噠噠”噪聲，極大的提高了人的主觀舒適程度,達(dá)到了降低噪聲和提高車輛品質(zhì)的目的。

4、結(jié)語(yǔ)

本文利用試驗(yàn)分析的技術(shù)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)裝飾罩進(jìn)行了聲學(xué)方案設(shè)計(jì)來(lái)解決怠速時(shí)車內(nèi)擾人的發(fā)動(dòng)機(jī)噴油器及油軌輻射噪聲，并對(duì)整車效果進(jìn)行了驗(yàn)證，取得了較好的效果，對(duì)降低車內(nèi)噪聲提高汽車品質(zhì)和舒適性具有一定的參考意義。

[1]國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局,聲學(xué)計(jì)量名次術(shù)語(yǔ)及定義,2005.

[2]馬大猷,噪聲與振動(dòng)控制工程手冊(cè),北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002.

Engine cover sound package design to improve the vehicle interior engine tick noise

Zhai Ying
( ZhenJiang Technician College, Jiangsu Zhenjiang 212000 )

Based on the test data, optimized the engine cover sound package for the vehicle idle interior tick noise issue. And validated the solution compared with the baseline. The tick noise frequency range sound pressure level was reduced by 3 dB(A) and subjectively not feel obvious tick noise in vehicle, ,improved the customer satisfaction.

vehicle interior noise; sound pressure level; engine tick noise

U464

A

1671-7988(2016)11-77-02

翟穎（1981 -），女，碩士研究生，講師，就職于鎮(zhèn)江技師學(xué)院。目前從事汽車試驗(yàn)技術(shù)研究與教學(xué)。