一種混合動力客車降噪措施的應用探索

馮 贊，郭 俊，盛 旺

Feng Zan1, Guo Jun2, Sheng Wang2

（1.重慶車輛檢測研究院 國家客車質量監督檢驗中心，重慶 401122；2.湖南南車時代電動汽車股份有限公司，湖南 株洲 412007）

0 引 言

近年來，我國混合動力客車發展較快，特別是受惠于目前國家新能源汽車優惠補助政策，各客車廠家更是加大了對新能源客車的開發投入。但隨著新能源客車的發展，由于我國在噪聲檢測方面一直沿用 GB1495-2002《汽車加速行駛車外噪聲限值及車輛方法》以及GB/T 25982-2010《客車車內噪聲限值及測量方法》兩個傳統車的標準，并沒有為新能源客車制定新的噪聲檢測標準，因此對于新能源客車尤其是混合動力客車中增加了電動機、電池等裝置而引起的噪聲重視不足。此外，因為混合動力客車的結構布置與傳統客車大不相同，混合動力客車發動機噪聲也會區別于傳統客車。文中從檢測角度出發，對某款混合動力客車進行了全面的噪聲檢測分析，對噪聲檢測在新能源客車中的設計應用做出了探索。涂料后試驗客車的減振降噪效果。檢測對象為同一批次 2臺混合動力客車（編號：1061126和1061127，其中1061126按原方案進行減振降噪處理，1061127噴涂新材料水性阻尼涂料）。

本次噪聲測試分析采用了丹麥 B＆K公司生產的4189 A 021電容傳聲器和2671前置放大器及 PULSE 3560C分析儀和相應的記錄軟件7701、分析軟件7700。振動測試分析采用了北京東方所生產的YJ9A加速度傳感器、INV-8抗混濾波放大器、PULSE 3560C分析儀和相應的記錄軟件7701、分析軟件7700，以及東方所的INV306U信號采集儀。

為準確評價噴涂新材料水性阻尼涂料后試驗車噪聲、振動的變化情況，噪聲測點布置如圖 1所示，詳細說明見表1。

1 檢測內容

通過對某款并聯式混合動力客車內外各測點處噪聲及振動的測試，了解噴涂新材料水性阻尼

表1 測點位置說明

2 噪聲頻譜分析

對試驗車內、外各噪聲測點在怠速工況和50km/h勻速行駛工況下的噪聲1/3倍頻程頻譜進行對比分析。噪聲頻譜圖說明如下：各圖中右上角“×km/h”表示行駛速度；“daisu”表示怠速工況；“O”表示開空調；“C”表示未開空調。

圖2給出了2臺試驗車怠速工況條件下各測點噪聲1/3倍頻程頻譜曲線。

怠速工況時，由于可以忽略胎噪和風噪的影響，因此可以更好地檢驗試驗車內水性阻尼涂料的實際效果。從車內各噪聲測點1/3倍頻程頻譜曲線可以看出，各試驗車內各測點噪聲頻率成分與車外發動機附近測點N8頻譜曲線基本一致，車內各測點噪聲峰值主要出現在發動機1～4階點火頻率處。

圖3給出了2臺試驗車50km/h勻速行駛工況條件下各測點噪聲1/3倍頻程頻譜曲線。

50km/h勻速行駛時，試驗車內噪聲源除了發動機及傳動系統產生的噪聲外，還包括輪胎噪聲和空氣噪聲等，對比2臺車在怠速和50km/h勻速行駛工況下的噪聲頻譜可以看出，勻速行駛狀態下，車內各測點噪聲在500～1000 Hz左右均存在明顯的峰值，而在怠速工況下則無明顯峰值，這可能是由于車輛密封性不好等原因使勻速行駛下產生的空氣噪聲滲入車內造成的。

3 降噪效果分析

圖4給出了怠速時2臺試驗車空調系統關閉和開啟時各測點噪聲值比較。

1061127試驗車的噪聲值均比1061126試驗車高出3～4 dB（A），然而，在未開空調和空調開啟的情況下，2臺試驗車內各測點噪聲值基本相近，相差不超過2 dB（A），這說明噴涂新材料水性阻尼涂料能更好地阻隔車外噪聲向車內傳遞。

由于 2臺試驗車空調系統對車內噪聲的影響不一致，為了剔除其影響，圖5給出了2臺試驗車在未開空調工況下以 50km/h勻速行駛時各測點噪聲值比較。

該款電動并聯式混合動力客車主要噪聲源為發動機及齒輪箱所產生的噪聲，結合圖5可看出，50km/h勻速行駛時，1061127試驗車發動機處測點N8噪聲值比1061126試驗車高出6.1 dB（A），而2臺試驗車內各測點最大相差為N6測點4.3 dB（A），這說明在勻速工況時噴涂的水性阻尼涂料也有效地降低了車內噪聲。

4 振動分析

為了更好地對該混合動力客車噪聲進行分析，對該車進行了振動測試。測試主要針對減振降噪措施重點實施部位以及發動機減振支承等進行相關測試，為評價新材料水性阻尼涂料減振效果提供依據。分析方法：時域信號數字積分，幅域統計，頻域自譜分析。使用Overall分析儀進行振動加速度有效值計算，使用FFT分析儀進行振動加速度頻譜分析，分析頻率1kHz。表2給出了2臺試驗車在不同車速時發動機及齒輪箱支承減振效率比較。

表2 試驗車各支承上下振動加速度值及減振效率

從表2可以看出，在怠速和50km/h工況時，發動機和齒輪箱支承的減振效率基本一致，但試驗車 1061127各測點振動加速度有效值均高于試驗車1061126，也就是說作為試驗車主要振源的發動機及齒輪箱，2臺試驗車的一致性不好，從而導致2臺車振動不盡相同，并最終影響車內噪聲。

表3給出了1061127和1061126試驗車在相同工況下，車內各測點振動加速度有效值的比較。

表3 2臺試驗車各測點振動減少量比較

從表 3可以得出：雖然噴涂新材料水性阻尼涂料的 1061127試驗車振源的振動加速度比原方案車大，但其車內各測點的振動加速度較原方案有不同程度的減少，從而說明了新材料水性阻尼涂料較好地抑制了車體的振動，間接降低了因結構振動產生的輻射噪聲。

5 結 論

文中對試驗車1061127（僅噴涂新材料水性阻尼涂料）和對比試驗車1061126（按原來方案進行施工）在相同工況和相同路面條件下進行振動噪聲測試，得到噴涂新材料水性阻尼涂料對車內噪聲和振動控制的效果。綜合分析 2臺試驗車振動噪聲測試結果，可以得到如下結論：

1）2臺試驗車雖然為同一批次生產，但從試驗車主要振動噪聲源分析可知：各種工況下，1061127振動噪聲源的統計值均比1061126大，試驗車在振動噪聲穩定性方面不是特別理想。

2）怠速時，不論是開空調還是未開空調的工況下，1061127車內各測點噪聲減小量均高于1061126，有效地說明了在排除路面等其他因素影響下，新材料水性阻尼涂料能更好地減小試驗車內的噪聲。

3）50km/h勻速行駛時，在未開空調的工況下1061127車內各測點噪聲減小量均高于1061126，有效地說明了在勻速行駛工況下，新材料水性阻尼涂料也能較好地減小試驗車內的噪聲。

4）怠速和50km/h時，試驗車1061127車內各測點的振動加速度有效值均較 1061126有不同程度下降，有效地說明水性阻尼涂料在抑制車體結構振動方面有很好的效果，對降低試驗車內的噪聲有不小貢獻。

通過本次減振降噪措施的實施，噪聲控制雖然取得了一定的效果，但要滿足電動客車振動噪聲及舒適性的高配置要求，仍有很多工作要做。

[1]GB 1495-2002 汽車加速行駛車外噪聲限值及測量方法[S].

[2]GB/T 25982-2010 客車車內噪聲限值及測量方法[S].

[3]GB 16710.1-1996 工程機械噪聲限值[S].

[4]GB/T 18488.2-2001 電動汽車用電機及其控制器試驗方法[S].

[5]胡燁，宋慧.電動汽車[M].北京：人民交通出版社，2002.

[6]Antoni Szumanowski.混合電動車輛基礎[M].北京：北京理工大學出版社，2001.

[7]葉清萍.大客車的噪聲源淺析及降噪措施[J].世界汽車，2000（1）：14-15.

[8]張紹棟，熊文波.噪聲和振動測量技術[OL].中國機械CAD論壇.http://www.jxcad.com.cn.

[9]Integrating-averaging Sound Level Meter Type 2240 User Guide B&K[M].