某SUV車型車內(nèi)噪聲源識別試驗(yàn)研究

李孟宇，陳 克，于海偉

（1.沈陽理工大學(xué)汽車與交通學(xué)院，遼寧 沈陽110159；2.喀左縣職業(yè)教育中心，遼寧 朝陽122300）

汽車車內(nèi)噪聲是影響駕乘人舒適性的重要評價(jià)指標(biāo)，發(fā)動機(jī)振動會通過懸置系統(tǒng)傳遞至駕駛室引發(fā)低頻結(jié)構(gòu)振動，從而產(chǎn)生車內(nèi)噪聲[1，2]。識別出經(jīng)懸置傳遞的振動對車內(nèi)噪聲影響程度并有針對性的優(yōu)化改進(jìn)，是有效降低車內(nèi)噪聲的關(guān)鍵。

本文針對一輛具有三點(diǎn)懸置的SUV車型進(jìn)行試驗(yàn)研究，在怠速工況下測得三個(gè)懸置點(diǎn)被動側(cè)的振動加速度和車內(nèi)噪聲聲壓數(shù)據(jù)，基于相干性理論處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，以相干系數(shù)為指標(biāo)，量化識別噪聲源。

1 試驗(yàn)設(shè)備與參數(shù)

試驗(yàn)對象為某國產(chǎn)SUV汽車，測試設(shè)備為LMS公司生產(chǎn)的數(shù)采前端設(shè)備、PCB公司的三向加速度傳感器和GRAS公司的ICP式聲壓傳感器，具體參數(shù)如表1所示。

表1 傳感器型號與技術(shù)參數(shù)

2 振動與噪聲試驗(yàn)

依據(jù)《聲學(xué)汽車車內(nèi)噪聲測量方法》（GB18679-2002）進(jìn)行傳感器布置與試驗(yàn)，在懸置點(diǎn)被動側(cè)布置加速度傳感器，在車內(nèi)駕駛員右耳處布置聲壓傳感器，具體布置如圖1所示。

圖1 振動與噪聲測點(diǎn)布置

將試驗(yàn)車輛轉(zhuǎn)速控制為1 000 r/min，應(yīng)用LMS測試系統(tǒng)進(jìn)行振動與噪聲信號采集，其中，數(shù)據(jù)采集與處理參數(shù)如下：采樣頻率6 400 Hz，采樣時(shí)間10 s，低通濾波器（200 Hz），進(jìn)行5組試驗(yàn)。采集處理后的車內(nèi)噪聲自功率譜如圖2所示。

圖2 車內(nèi)噪聲自功率譜

從圖2的車內(nèi)噪聲A計(jì)權(quán)聲壓自譜函數(shù)可知：怠速工況下，懸置被動側(cè)振動對車內(nèi)噪聲的影響主要集中在200 Hz以下的低頻段，在33 Hz和194 Hz頻率處車內(nèi)噪聲最明顯，分別達(dá)到40.34 dB和39.68 dB，是相干分析識別噪聲源的重點(diǎn)研究頻率。

3 相干性分析的噪聲源識別

3.1相干性分析

（1）相干性理論

相干函數(shù)在頻域上用于評價(jià)系統(tǒng)輸入與輸出信號的因果性，相干系數(shù)（f）的計(jì)算公式為[3]

式中（f）為常相干系數(shù)；Sx（yf）為信號x（t）和y（t）的互譜密度函數(shù)；Sx（xf）和Sy（yf）分別為x（t）和y（t）的自譜密度函數(shù)。

（2）相干性分析

本次試驗(yàn)以三個(gè)懸置點(diǎn)的振動加速度為輸入，以車內(nèi)噪聲聲壓值為輸出，建立的三輸入單輸出系統(tǒng)模型如圖3所示。

圖3 三輸入單輸出系統(tǒng)模型

3.2噪聲源識別

試驗(yàn)車輛怠速1 000 r/min可視為穩(wěn)態(tài)工況，可以進(jìn)行相干分析，在圖3系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行常相干計(jì)算，求出的頻域下的常相干函數(shù)如圖4所示。

圖4 懸置振動與車內(nèi)噪聲相干系數(shù)

觀察圖4常相干函數(shù)可以得出，在33 Hz下，左懸置振動與車內(nèi)噪聲的相干系數(shù)為0.94，右懸置為0.89，后懸置為0.98；在194 Hz下左懸置振動加速度與車內(nèi)噪聲的相干系數(shù)為0.98，右懸置為0.89，后懸置為0.98.經(jīng)相干性計(jì)算結(jié)果可知，車內(nèi)噪聲在33 Hz下的主要噪聲源是后懸置振動，在194 Hz下的主要噪聲源是左懸置和后懸置振動。

綜合分析可得，后懸置在兩處頻率下相干系數(shù)均為0.98，是主要噪聲源，左懸置相干系數(shù)分別為0.94和0.98，是次要噪聲源。

4 結(jié)束語

試驗(yàn)結(jié)果表明：車內(nèi)噪聲在33 Hz和194 Hz頻率下聲壓值較高，以懸置點(diǎn)振動加速度為輸入，車內(nèi)噪聲為輸出的相干性分析計(jì)算出輸入和輸出信號間的相干系數(shù)，以相干系數(shù)為量化指標(biāo)分析，后懸置振動是主要噪聲源，左懸置振動次之。試驗(yàn)測試結(jié)合相干性分析識別噪聲源的研究方法為該理論結(jié)合試驗(yàn)的應(yīng)用研究提供借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1]張立軍，周 鋐，余卓平，等.發(fā)動機(jī)振動引起的車內(nèi)噪聲控制研究[J].振動、測試與診斷，2001，21（1）：59-64.

[2]吳超群，汪三龍，徐 進(jìn)，等.國產(chǎn)自主品牌汽車車內(nèi)噪聲的識別與控制[J].噪聲與振動控制，2012，32（4）：92-95.

[3]宋 晶，劉曉玲.噪聲源識別的相干分析研究[J].輕型汽車技術(shù)，2005（Z2）：10-13.