降低車內發動機噪聲的發動機裝飾罩聲學設計研究

翟 穎

（鎮江技師學院，江蘇 鎮江 212000）

降低車內發動機噪聲的發動機裝飾罩聲學設計研究

翟 穎

（鎮江技師學院，江蘇 鎮江 212000）

針對某車車內怠速時發動機“噠噠噠”噪聲偏大的問題，對車內噪聲進行試驗分析的基礎上，對發動機裝飾罩聲學設計及優化，并進行了對比測試。測試結果表明，問題頻率范圍降低了3dB(A)左右，主觀基本感受不到明顯的發動機“噠噠噠”噪聲，提升了客戶滿意度。

車內噪聲；聲壓級；發動機“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

近年來用戶對汽車的品質要求的越來越高，而NVH（振動、噪聲、粗糙度）是體現舒適度和汽車品質的一個重要方面。某柴油車在開發過程中，怠速時，在車內感受到明顯擾人的發動機“噠噠噠”的噪聲，嚴重影響客戶舒適度。

本文擬采用分析實車試驗數據的方法，對該車內擾人的發動機“噠噠噠”噪聲問題進行了分析，并做出了方案解決了該問題，達到了提升客戶滿意度的目的。

1、問題試驗分析

該問題車所配發動機為高壓共軌發動機。首先進行問題復現，在整車上進行了怠速噪聲測試分析，試驗在整車消聲室內進行，在整車上發動機前方、上方及車內駕駛員位置三個位置分別測量發動機噪聲，進行對應的頻譜分析[1]，測試結果如圖1所示。

圖1　怠速“噠噠噠”噪聲頻譜圖

通過測試發現，“噠噠噠”聲的頻率主要在2000Hz～ 7000Hz的一個寬頻范圍，發動機前方和上方測點噪聲數據中幾個能量大的尖峰位置和車內噪聲有良好的對應關系，該噪聲屬于高頻的范疇。

通過進一步的聲源定位以及發動機結構研究發現，該噪聲主要來源于噴油器自身的針閥敲擊噪聲及噴油器敲擊振動激勵油軌產生的輻射噪聲。

圖2　噴油器及油軌示意圖

噪聲優化的途徑通常有兩條[2]：

1）主動降噪：減小或者消除噪聲源；

2）被動降噪：合理進行噪聲傳遞路徑匹配，減小噪聲在對響應端傳遞過程中的大小，以達到使響應減小的目的。

針對本文噪聲源即噴油器本身，主動降噪的方法需對噴油器進行優化，通常的方法有：

1）優化噴油器針閥結構；

2）通過發動機標定控制減小噴油壓力，從而減小噴油器本身的機械振動，來達到消除噪聲源的目的。

這兩種方法開發周期長，以及帶來排放和可靠性一系列需要長期分析的工程開發內容。所以作為主機廠家發動機及配套附件一旦選定，很難對其做出優化，本文為了解決噴油器噪聲問題，決定從噪聲傳遞路徑入手，采用上文提到的被動降噪的方法，用一定的聲學材料對噪聲進行吸收和隔離。

2、發動機裝飾罩聲學方案設計

現代汽車的發動機裝飾罩不僅具有美觀裝飾作用，主要作用還有以下兩點：

1）防止引擎蓋油漆加速老化，起到隔熱作用；

2）減少發動機的聲音傳遞到機艙外，起到隔音作用；

因此，發動機裝飾罩的設計過程中還要考慮其NVH特性。在設計過程中對其進行聲學設計是提升車輛品質的重要環節。

表1　發動機裝飾蓋聲學方案

圖3　發動機裝飾罩聲學方案實物圖

本文問題車原始發動機裝飾罩采用塑料材料。采用的材料為PA6，無任何的附加吸隔音材料，對發動機及附件噪聲基本無吸收和隔離，只起到美化作用。為了解決傳遞至車內的噴油器及油軌輻射噪聲，需對發動機裝飾罩蓋進行聲學材料進行吸隔聲性能設計。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，經過對測試噴油器噪聲能量的分析，對比了多種材料組合后，制定了下表1的方案。最終形成的實物樣件圖見下圖3。

3、發動機裝飾蓋整車效果試驗驗證

為了評價方案應用到整車上是否有效果,需要保證采用同樣的問題工況，在相同的條件下進行試驗驗證。

經過試驗數據處理，圖4為車內噪聲三維聲學圖[1]的對比，左邊為原始狀態，右邊為發動機罩蓋聲學方案后狀態。

圖4　車內噪聲color map對比圖

可以看到在2000Hz～7000Hz的問題頻率區間，亮度明顯變弱，聲音能量變小，起到了很好的效果。同時對問題頻率范圍進行單獨分析，圖5為車內噪聲對問題頻率段切片（即只包含問題頻率段）整體聲壓級對比[1]。

圖5　2000Hz～7000Hz總體噪聲聲壓級對比圖

由圖5可以看出，在問題頻率區間車內噪聲降低了大約3dB(A)，車內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,達到了降低噪聲和提高車輛品質的目的。

4、結語

本文利用試驗分析的技術，對發動機裝飾罩進行了聲學方案設計來解決怠速時車內擾人的發動機噴油器及油軌輻射噪聲，并對整車效果進行了驗證，取得了較好的效果，對降低車內噪聲提高汽車品質和舒適性具有一定的參考意義。

[1]國家質量監督檢驗檢疫總局,聲學計量名次術語及定義,2005.

[2]馬大猷,噪聲與振動控制工程手冊,北京:機械工業出版社,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，就職于鎮江技師學院。目前從事汽車試驗技術研究與教學。