Q505汽車怠速車內(nèi)燥音的優(yōu)化改善

楊亞軒

昌河汽車技術(shù)中心 江西省景德鎮(zhèn)市 333002

1 引言

眾所周知，NVH是評價汽車性能的重要指標(biāo)之一，其是指Noise（噪聲）、Vibration（振動）、Harshness（舒適性）。舒適性是指噪聲和振動的品質(zhì)，用來描述人對聲音的主觀感覺程度。隨著現(xiàn)代人們生活品質(zhì)的改善，人們對于汽車乘坐的舒適要求，越來越有所提升。現(xiàn)如今，汽車市場競爭十分激烈，各汽車生產(chǎn)企業(yè)，如何改善汽車質(zhì)量，提升NVH性能，NVH性能已成為商家的重大賣點，而且NVH性能的好壞直接影響汽車的整體銷售。

2 噪音

行駛汽車的噪聲包括發(fā)動機(jī)、底盤、車身以及汽車附件的工作噪聲。其中發(fā)動機(jī)的噪聲，是汽車的主要噪聲源。汽車噪聲振動特點是與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和汽車行駛速度相關(guān)，還有就是不同的噪聲振動源，會有不同的頻率范圍。發(fā)動機(jī)在低速時構(gòu)成主要噪聲以及振動源，而中速時主要噪聲和振動源是輪胎與路面的摩擦，高速時車身與空氣之間的摩擦（風(fēng)噪）是噪聲和振動源的主要來源。

（1）發(fā)動機(jī)噪聲主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)部件工作時發(fā)出的響聲。所謂燃燒噪聲，就是指內(nèi)燃機(jī)在燃燒過程中產(chǎn)生的噪聲，其在汽車總體的噪聲中所占比例最大。對于燃燒噪聲來說，其控制的根本方法在于縮短滯燃期。

（2）底盤噪聲即底盤結(jié)構(gòu)固體聲源發(fā)出的噪聲，即傳動系統(tǒng)噪聲以及輪胎噪聲。傳動系統(tǒng)的齒輪工作是機(jī)械噪聲的主要部分。胎面花紋在撞擊路面的時候、輪胎結(jié)構(gòu)不均勻還有就是路面的不平性等諸多因素，成為了胎噪的重要噪聲源。

輪胎噪聲，最主要是由于輪胎和地面的摩擦引起的，是導(dǎo)致底盤噪聲的最重要因素。實踐表明：在比較干燥的路面上行駛，當(dāng)車速達(dá)到100公里/小時，輪胎的噪音將蓋過所有噪音，變?yōu)橹饕胍魜碓础６跐衤访嫔希幢丬囁佥^慢，輪胎摩擦地面帶來的噪音都將成為主要噪聲源頭。

（3）車身噪聲是在汽車加速行駛過程中，空氣流過汽車表面和孔道時候產(chǎn)生噪聲。該噪聲主要源于汽流那些存在明顯折彎的地區(qū)，再此區(qū)域內(nèi)氣流分離，分離區(qū)內(nèi)旋渦脫落形成噪聲，也就是我們常說的風(fēng)噪。

3 噪聲控制

降噪的基本思路是從降低激勵源，切斷傳播路徑，隔離噪聲三個方面來采取措施，達(dá)到降噪的目的。噪聲控制主要分為主動降噪和被動降噪，其中主動降噪是通過優(yōu)化各系統(tǒng)部件的性能，降低聲源噪聲，即為減小激勵源；被動降噪是通過增加一些輔助裝置，阻斷噪聲傳遞和隔離噪聲，從而起到降噪的目的，切斷傳播路徑和隔離噪聲即為被動降噪的措施。

在主動降噪方面，發(fā)動機(jī)可以采用靜音鏈條、優(yōu)化燃燒控制等技術(shù)降低發(fā)動機(jī)噪聲；底盤方面可以采用低滾阻輪胎，降低輪胎與地面的摩擦系數(shù)，降低胎噪；車身方面，采用流線型造型設(shè)計，可以降低風(fēng)噪。在被動降噪方面，可以采取空腔隔斷，粘堵車身工藝孔等措施，切斷噪聲傳遞路徑，同時，設(shè)計吸音材料、隔音材料，來消除噪聲。

（1）降低噪聲源噪聲，控制噪聲的最直接途徑。具體要辨別出噪聲源，確定好聲源產(chǎn)生噪聲的規(guī)律，改進(jìn)完善機(jī)器設(shè)計方案以及結(jié)構(gòu)，降低噪聲源的激勵力，降低發(fā)聲零件對激勵力的呼應(yīng)，從面來達(dá)成杜絕噪聲的目的。

（2）聲波在傳播過程中，碰到勻質(zhì)屏障物的時候會因為介質(zhì)特性阻抗的變化，部分聲能被屏障物反射，一部分被屏障物吸收，另一部分聲能透過屏障物輻射到另一空間，透射聲能僅僅是入射聲能的部分。

（3）采用吸聲材料進(jìn)行聲學(xué)處理，此乃最常用的吸聲降噪措施。工程上那些有吸聲作用且有工程應(yīng)用價值的材料。絕大多數(shù)是多孔性吸聲材料，而穿孔板等具有吸聲用途的材料，則被歸納為吸聲結(jié)構(gòu)。吸聲材料最常用在發(fā)動機(jī)周圍吸收以及降低輻射效率。

4 Q505汽車噪聲的優(yōu)化方案

Q505在第一輪設(shè)計完成后，經(jīng)過NVH測試，發(fā)現(xiàn)整車的NVH方面需要存在很大的改善空間。第一輪樣車測試結(jié)果如圖1所示：

經(jīng)過發(fā)動機(jī)采取優(yōu)化，采取OAP電機(jī)，優(yōu)化電噴控制技術(shù)等，裝配了低滾阻輪胎，加上流線型的車身設(shè)計，同時，在CAE方面采取了大量的設(shè)計優(yōu)化，Q505在噪聲方面有了非常大的改觀。大量采用先進(jìn)的NVHCAE技術(shù)開發(fā)NVH性能，如車身模態(tài)分析，帶內(nèi)飾車身的NTF（噪聲傳遞函數(shù)）分析，VTF（振動傳遞函數(shù)）分析，底盤接附點IPI（源點動剛度分析），極大的保障了車身NVH性能。測試結(jié)果，如下系列圖2所示：

采用EPDM+PU發(fā)泡高性能隔聲材料隔除發(fā)動機(jī)噪聲，其聲音傳遞損失達(dá)25dB以上，α吸聲系數(shù)在中高頻段達(dá)0.5以上。

全車多達(dá)12處采用空腔發(fā)泡，隔斷車體結(jié)構(gòu)空腔，提高了整車密封性能，使整車氣密性達(dá)到業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的194m3/h，阻隔了空氣聲傳播路徑，降低了車內(nèi)噪聲。

最終在量產(chǎn)前的NVH測試中，無論從主觀評價還是從數(shù)據(jù)來看，都有了非常大的改善。實測數(shù)據(jù)結(jié)果如圖3所示：

5 結(jié)語

NVH開發(fā)遵循從“源—路徑—接受體”全環(huán)節(jié)降低整車振動噪聲的開發(fā)思路。“源”即發(fā)動機(jī)采用靜音正時鏈條技術(shù)，液壓和橡膠隔振技術(shù)，降低了噪聲與振動源；“路徑”即采用車身空腔隔斷技術(shù)，高吸聲系數(shù)和高傳遞損失材料應(yīng)用，提高了整車隔音性能；“接受體”即應(yīng)用先進(jìn)的CAE技術(shù)開發(fā)出模態(tài)高，低振動噪聲敏感度的車身。最終使量產(chǎn)車達(dá)到了業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的NVH性能，怠速噪聲僅36.8dB（A）。