怠速工況下發動機噪聲與乘坐室內聲場傳遞路徑研究

薛昊強，程磊華，齊超飛

Xue Haoqiang，Cheng Leihua，Qi Chaofei

（長安大學 汽車學院，陜西 西安 710064）

0 引 言

利用試驗方法測量怠速下發動機噪聲通過不同的傳播路徑到達乘坐室內各點的聲壓值，并利用各點的測量聲壓值在 Matlab中求出各個測量點與駕駛員處聲壓值的互相關曲線，并利用Matlab進行傅里葉變換分析能量的傳遞[1]。最后根據各點的互相關性，提出相應的降噪策略。

1 試驗的方案及分析

1.1 試驗方案

1.1.1 試驗器材

聲級計、傳聲器、synergy數據采集儀、連接線、腳架、某國產轎車。

1.1.2 試驗方案

本次試驗是將傳聲器布置在圖1中1～6序號處，并在外面將傳聲器與數據采集儀相連。試驗開始時將汽車處于怠速工況下，待到一段時間穩定后利用儀器測量聲壓值，并用synergy進行數據采集[2]。乘坐室內聲壓測量數據見表1。

1.2 基于傳遞路徑研究的Matlab試驗分析圖像

圖像分析是根據編輯互相關曲線及其傅里葉變換的程序在Matlab中進行繪畫[3]。

由圖2～圖6的互相關曲線可知發動機處的聲壓對駕駛員處的相關時間 T的最大值約為180 ms，汽車前排右側車窗處的聲壓對其最大值約為3300 ms，汽車后窗處的聲壓對其最大值約為2300 ms，汽車后排左側車窗處的聲壓對其最大值約為2800 ms，控制臺處的聲壓對其最大值約為2200 ms[4]。故可知傳遞路徑貢獻量由低到高的順序為發動機處→控制臺處→后車窗處→左側后車窗處→右側前車窗處。

表1 乘坐室內聲壓測量數據

2 車內噪聲的降噪

汽車乘坐艙形成一個封閉的聲場空間，入射噪聲在車內反復反射，形成混響聲。因此可以通過添加具有吸收聲能功能的材料來改進汽車的內飾結構，進而降低聲能的反射能量并使混響聲大幅度減小，從而達到降噪的目的。為了提高吸聲性能并擴大吸聲的頻率范圍，可在內飾板的板后附加一定的吸聲材質，使吸聲材質和內飾板構成薄板共振的吸聲布局來達到目的[5]。將吸聲材料固定在內飾板背面并安裝到車上，吸聲材料填充了內飾板后面的空氣層，增強了薄板共振吸聲結構的吸聲能力，對降低車內噪聲起到較好的效果[6]。

3 結束語

根據車室內聲場的傳遞路徑分析，從車輛車內噪聲測試、汽車車內噪聲貢獻分析、汽車車內噪聲控制方法的途徑研究已形成一套完整的汽車室內聲場傳遞路徑識別和噪聲控制方法。使用這種方法，探究某國產轎車駕駛室的聲場傳遞路徑問題并指出汽車車內噪聲的主要影響因素，采取相應的措施，減少噪聲。試驗結果表明，發動機噪聲通過不同路徑影響駕駛員，需要對其進行降噪處理。在整個研究的過程中，完成下面內容：

1）對某國產轎車駕駛室進行噪聲怠速試驗分析。

根據 GB/T17362-2003《聲學 汽車車內噪聲測量方法》測量該車駕駛室內的噪聲水平，通過怠速工況下車內噪聲測量試驗，測量出各個路徑的噪聲聲壓值[7]。

2）對某國產轎車駕駛室內噪聲主要來源的傳遞路徑分析。

傳遞路徑分析車輛內部噪聲源識別基于測量聲壓級的互相關特性，并使用Matlab軟件對其進行能量分析。以噪聲傳遞路徑為基礎，分析汽車車內噪聲的主要來源路徑和車內噪聲的貢獻，發現車輛車內噪聲的主要路徑的影響，指明車輛噪聲的控制方法。

3）噪聲控制方法研究與應用。

分析吸聲、隔聲降噪技術的原理，指出各種降噪措施在汽車上的應用范圍。通過試驗分析方法，結合樣車試驗情況，采用附加吸聲材料以及增加隔聲擋板等降噪措施。

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