重型汽車駕駛室車內噪聲控制分析

許子平，張鑫杰，任德買

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

重型汽車駕駛室車內噪聲控制分析

許子平，張鑫杰，任德買

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

系統研究重型汽車駕駛室內部噪聲控制方法，合理地在駕駛室內部設計及布置NVH材料，能有效的降低駕駛室內部噪聲；文章介紹了駕駛室常用NVH材料的性能，并說明了其布置的方法和思路，為駕駛室內飾設計提供思路和參考準則。

重型汽車；車內噪聲；NVH材料

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.01.059

CLC NO.:U463.5 Document Code:B Article ID:1671-7988(2016)01-171-03

前言

車輛行駛時產生的噪聲嚴重影響駕駛室的舒適性，同時還關系到行駛安全、環境污染等問題。車內聲環境已成為汽車設計的一個重要性能指標。引起噪聲的原因也十分復雜，諸如發動機的燃燒噪聲、機械噪聲、進排氣系統和風扇引起的空氣動力噪聲、傳動系噪聲、輪胎噪聲等。這些噪聲通過車身壁板及門窗上所有的孔、縫直接傳入車內；或該聲波作用于車身壁板，激發壁板振動，并向車內輻射噪聲，其透射率與聲波頻率和壁板密度有關。

上述傳入車內的噪聲在密閉空間內多次反射，則車內聲場由直達聲與混響聲疊加后構成。一般，在500Hz以上，以空氣傳播的噪聲為主；400Hz以下，以彈性體傳播、輻射的噪聲為主。

按照《HJ2520-2012環境標志產品技術要求重型汽車》的要求，N類汽車50km/h勻速行駛車內噪聲不應超過75dB（A）。

本文主要是分析了通過合理使用NVH材料，降低重型汽車駕駛室內部的噪聲。

1、NVH材料

（1）分類

根據NVH材料降低噪聲的機理不同，主要分為阻尼材料、增強材料、隔音材料、吸聲材料等4類。阻尼材料：主要是附著在結構件表面，通過耗散結構件的能量達到減振降噪目的；

增強材料：將加強材料（玻璃纖維或不銹鋼）通過反應型的環氧樹脂或PVC樹脂粘貼在鈑金件表面，以達到補強鈑金件的目的；

隔音材料：重卡駕駛室內襯常用材料有PP麻纖板，PP玻纖板，PU玻纖板，廢紡棉等，材料的隔音性能與材料的面密度有直接關系。面密度越大，隔音性能越好。

吸聲材料：吸聲材料為多孔疏松，當聲波進入材料孔隙時，引起空隙的空氣和材料的細小纖維波動，由于摩擦和粘滯阻尼的作用，將傳播中的噪聲聲能轉為熱能，降低聲能的反射量，起到吸聲降噪的目的。

（2）內飾材料的吸聲性能

為了研究材料的吸聲性能，選取幾種重卡駕駛室內飾零件常用材料，測量材料在不同頻率下的吸聲系數，測量方法為GBT 18696.1-2004 《聲學阻抗管中吸聲系數和聲阻抗的測量》第1部分：駐波比法。

表1 幾種內飾NVH材料

通過試驗，得出不同材料在各種頻率下的吸聲系數，見下表。

表2 吸聲系數

2、駕駛室阻尼墊

阻尼減振技術是將高阻尼材料附著在結構件表面，通過耗散結構件的能量達到減振目的。這種方法不改變結構件的聲輻射特征，卻能有效地控制其振動水平，從而使噪聲減小。

阻尼墊一般有瀝青類阻尼墊和橡膠類阻尼墊。前者是以瀝青為主要材料，加入橡膠、纖維等形成的混合物，目前已開發出普通型、自粘型和熱熔型阻尼墊，應用在車身地板和前圍板等部位，通過涂裝烘房溶化、冷卻后粘接在車身鈑金結構上。瀝青類阻尼墊直接放置在車身鈑金結構上，在涂裝過程中溶化成型。阻尼墊在車身上沒有專門的固定裝置，因此在一些立板或斜面上應用阻尼墊時，需在阻尼墊和鈑金結構的貼合面加磁粉、涂粘性膠來預先固定阻尼墊在車身上的成形位置。橡膠類阻尼墊是以橡膠為主要材料，再加入還氧樹脂等材料混合而成。以下是某重型汽車的后圍和地板貼附的阻尼墊。

圖1 駕駛室后圍阻尼墊布置

圖2 駕駛室地板阻尼墊布置

3、駕駛室增強墊

車身增強墊是以環氧樹脂和PVC樹脂為基材的車身鋼板的增強材料。這種片狀產品隨電泳工序固化，尤其適用于薄型鋼板的車身，應用增強墊對鈑金件的最大補強效果可達7倍以上。對成品車外板件或薄板結構進行調整時，可考慮使用增強墊。在鈑金件表面粘貼增強墊，固化后使結構加強、剛性提高、鈑金結構的振動模態改變，從而達到抑制振動噪聲的目的。

增強墊的基材是反應型的環氧樹脂或PVC樹脂，在基材表面上粘接了一薄層加強材料。目前應用的加強材料有玻璃纖維和不銹鋼，不銹鋼質增強墊固化后的增強效果比玻璃纖維的要高。以下是某重型汽車的車門外板上貼附的增強墊。

圖3 駕駛室車門外板增強墊布置

4、隔音材料

表3 內飾常用材料隔音量

重型汽車駕駛室是箱式結構，可分為地板，左、右側圍，前、后圍，車頂共六大片。從噪聲隔離的角度，根據各功能結構特點，在六大片上要采用合理的隔音材料(但要控制材料重量)，同時需盡量保證駕駛室內襯板之間的密封性，如各內飾板之間的接縫處理，地板墊接縫之間的處理，門與門框的密封處理，前后擋風玻璃及側玻璃與其安裝框的密封處理。

不同材料有不同的隔音量，主要影響的物理因素：1）面密度；2）材料的內阻；3）板厚度。重型汽車駕駛室常用的內飾材料的隔音量如表3所示，可供參考選擇。

重卡內襯常用材料，其隔音量與面密度成正比，面密度越大，隔音量大，因此為了降低駕駛室內部噪聲，盡量使用面密度大的內襯材料，當然同時需要兼顧駕駛室重量和成本。

5、吸聲材料

吸聲材料一般是疏松多孔，一方面多孔性材料內透入聲波后，空氣分子振動時在微孔內與孔壁摩擦，空氣中的粘滯損失使聲能變為熱能而消失；另一方面，入射聲波引起吸聲材料纖維運動，也消耗能量。吸聲是聲波撞擊到材料表面后能量損失的現象，吸聲可以降低室內噪聲。多孔吸聲材料主要采用彈性的動植物纖維（如麻、棉、絲等），有機無機纖維，蜂窩材料（聚氨酯發泡海綿），泡沫材料等。以下是某重型汽車的內襯背部粘貼的吸音材料。

圖4 駕駛室內襯背部吸音材料布置

吸聲材料一般布置在內襯的背部，在內襯與白車身鈑金形成的空腔內部。駕駛室內飾吸聲設計的目的在于消除室內混響聲，吸聲材料吸聲系數越高，吸聲材料面積越大，消除車內混響聲效果越好。

6、結束語

在駕駛室外部噪聲環境不變的情況下，通過合理的使用NVH材料，并提升駕駛室密封性能，通過隔聲和吸聲的方法能有效的降低駕駛室內部噪聲。

當今，安全、可靠、舒適已成為汽車發展的核心主題。汽車的各項性能控制水平已成為汽車企業的核心競爭能力的體現。重型汽車駕駛室內部噪聲控制是一項系統工程，需要從整車結構，底盤車架系統，駕駛室懸置系統等方面展開長期的基礎技術工作，需要投入大量的人力、物力進行研究試驗，以便掌握新材料、新結構對噪聲控制情況的核心數據。

[1] HJ2520-2012:環境標志產品技術要求重型汽車.

[2] 姜國輝.客車噪聲情況分析與控制[A].機電技術.2012.

[3] 謝忠明.汽車噪聲控制[C].北京：機械工業出版社,2007.

[4] 許明春，宣海軍，朱曉東.載貨汽車駕駛室車身噪聲控制策略[A].機械工程師.2014.

Inner noise control analysis of heavy truck cabin

Xu Ziping, Zhang Xinjie, Ren Demai
（ShaanXi Heavy-duty Automobile Co., Ltd, Shaanxi Xi’an 710200）

Systematically analyzed the control method of heavy truck cabin noise, design and arrange NVH material reasonably could efficiently reduce the degree of inside cabin noise; the article introduced the property of common NVH material used in the cabin, and explained its arrange method and train of thought, provide train of thought and reference standard for cabin interior design.

heavy truck; cabin inner noise; NVH material

U463.5

B

1671-7988(2016)01-171-03

許子平，就職于陜西重型汽車有限公司。