某SUV車型車內噪聲源識別試驗研究

李孟宇，陳 克，于海偉

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

汽車車內噪聲是影響駕乘人舒適性的重要評價指標，發動機振動會通過懸置系統傳遞至駕駛室引發低頻結構振動，從而產生車內噪聲[1，2]。識別出經懸置傳遞的振動對車內噪聲影響程度并有針對性的優化改進，是有效降低車內噪聲的關鍵。

本文針對一輛具有三點懸置的SUV車型進行試驗研究，在怠速工況下測得三個懸置點被動側的振動加速度和車內噪聲聲壓數據，基于相干性理論處理試驗數據，以相干系數為指標，量化識別噪聲源。

1 試驗設備與參數

試驗對象為某國產SUV汽車，測試設備為LMS公司生產的數采前端設備、PCB公司的三向加速度傳感器和GRAS公司的ICP式聲壓傳感器，具體參數如表1所示。

表1 傳感器型號與技術參數

2 振動與噪聲試驗

依據《聲學汽車車內噪聲測量方法》（GB18679-2002）進行傳感器布置與試驗，在懸置點被動側布置加速度傳感器，在車內駕駛員右耳處布置聲壓傳感器，具體布置如圖1所示。

圖1 振動與噪聲測點布置

將試驗車輛轉速控制為1 000 r/min，應用LMS測試系統進行振動與噪聲信號采集，其中，數據采集與處理參數如下：采樣頻率6 400 Hz，采樣時間10 s，低通濾波器（200 Hz），進行5組試驗。采集處理后的車內噪聲自功率譜如圖2所示。

圖2 車內噪聲自功率譜

從圖2的車內噪聲A計權聲壓自譜函數可知：怠速工況下，懸置被動側振動對車內噪聲的影響主要集中在200 Hz以下的低頻段，在33 Hz和194 Hz頻率處車內噪聲最明顯，分別達到40.34 dB和39.68 dB，是相干分析識別噪聲源的重點研究頻率。

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

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

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

（2）相干性分析

本次試驗以三個懸置點的振動加速度為輸入，以車內噪聲聲壓值為輸出，建立的三輸入單輸出系統模型如圖3所示。

圖3 三輸入單輸出系統模型

3.2噪聲源識別

試驗車輛怠速1 000 r/min可視為穩態工況，可以進行相干分析，在圖3系統模型的基礎上進行常相干計算，求出的頻域下的常相干函數如圖4所示。

圖4 懸置振動與車內噪聲相干系數

觀察圖4常相干函數可以得出，在33 Hz下，左懸置振動與車內噪聲的相干系數為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噪聲的相干系數為0.98，右懸置為0.89，后懸置為0.98.經相干性計算結果可知，車內噪聲在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均為0.98，是主要噪聲源，左懸置相干系數分別為0.94和0.98，是次要噪聲源。

4 結束語

試驗結果表明：車內噪聲在33 Hz和194 Hz頻率下聲壓值較高，以懸置點振動加速度為輸入，車內噪聲為輸出的相干性分析計算出輸入和輸出信號間的相干系數，以相干系數為量化指標分析，后懸置振動是主要噪聲源，左懸置振動次之。試驗測試結合相干性分析識別噪聲源的研究方法為該理論結合試驗的應用研究提供借鑒。

參考文獻：

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

[2]吳超群，汪三龍，徐 進，等.國產自主品牌汽車車內噪聲的識別與控制[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，2005（Z2）：10-13.