某車型前圍防火墻吸隔聲性能優化控制

原孝菊

摘要：汽車前圍防火墻對于控制發動機空氣聲進入乘員艙有著至關重要的作用。其隔聲性能主要受到車體前圍鈑金的結構特性如鈑金的厚度、安裝在前圍防火墻鈑金上過孔件的密封性能、覆蓋防火墻內飾材料的厚度及覆蓋率等等因素的影響。控制好前圍防火墻的隔聲性能，對于減少汽車發動機透過音有著重要的意義，是提升車內聲品質的關鍵舉措。

關鍵詞：前圍防火墻；吸隔聲材料；過孔元件；隔聲量

1 引言

汽車前圍防火墻的隔聲性能是汽車聲學包設計過程中最為重要的環節之一。做好前圍防火墻隔聲性能的研究，盡可能將發動機噪聲在乘員艙外或吸收轉化掉，是目前國內自主品牌汽車需要不斷努力提升的能力。

本文通過對某車型前圍防火墻吸隔聲性能的提升，列舉了一些車型防火墻的吸隔聲性能提升的方法，供參考。

2 問題提出

試驗采用PBNR（Power Based Noise Reduction）的方法，對試驗樣車前圍防火墻的隔聲量進行試驗驗證及提升。

試驗樣車前圍防火墻在400Hz-8000Hz頻帶（空氣聲主要頻帶）范圍內的隔聲量較同類聲學包材料的競品車相差0.95-8.48dB（具體數據見表1），尤其高頻噪聲相差明顯。為提升該汽車前圍防火墻的隔聲性能，需對試驗樣車的前圍防火墻內外飾聲學材料相關性能、材料的覆蓋率和過孔元件聲密性等方面做詳細的排查，找出影響該防火墻吸隔聲性能不足的影響因素并優化改進。試驗樣車與競品車隔聲量對比見下表1所示：

3 前圍防火墻隔聲性能排查及改進

3.1樣車防火墻鈑金厚度及前圍氣密性排查及確認

試驗樣車的前圍鈑金厚度與競品車前圍鈑金厚度均為0.8mm，氣密性高于競品車氣密性10SCFM（標準立方英尺每分鐘），且前圍無明顯可感知的泄漏點，故排除由于前圍鈑金隔聲性能及氣密性不足造成隔聲量差異的影響。

3.2 聲學材料性能排查及確認

試驗樣車前圍防火墻的內前圍采用2mmEVA+25mmPU（平均厚度）。經測試，其性能滿足目標值要求，低頻與高頻大于目標值4dB（如圖2所示），基本達到競品車輛的隔聲性能水平。外前圍隔音墊采用無紡布+酚醛樹脂氈結構，除在500Hz以下略低于目標值，其余頻率段均高于目標值要求（如圖3所示），且與競品外前圍吸聲系數基本相當，外前圍件材料也具有良好的吸聲性能。

通過以上測試，可排除前圍聲學材料性能不足的影響，需進一步排查前圍結構覆蓋及零部件過孔的密封性能。

3.3 前圍防火墻隔聲性能改進及確認

經前圍工裝上墻及超聲波檢測等測試方法排查，發現試驗樣車前圍防火墻及其上安裝的零部件存在覆蓋不良及過孔泄漏嚴重的問題，具體問題及改進措施如下：

1）內前圍隔音墊駕駛員腳踏處厚度不足：該處局部厚度不足5mm，如圖4所示，改進過程工藝以提升厚度至設計要求的10mm后隔聲性能對比如圖5所示，最大約相差2dB；

2）選換擋拉絲區域吸聲材料覆蓋不足：選換擋拉絲從座艙向發動機艙裝配，開孔較大，改為由發艙向座艙裝配開孔可減少至原來的1/4，提升了隔音墊的吸隔聲性能（如圖6），改進前后隔聲性能（如圖7）最大約相差2dB。

3）外前圍壓力室鈑金無聲學材料覆蓋：設計時，該處無吸隔音材料覆蓋（如圖8），將前圍隔熱墊尺寸從發動機艙處向上延伸，覆蓋整個壓力室鈑金，以提升前圍隔熱墊的覆蓋率（如圖9）。

4）真空助力器過孔處泄漏：泄漏路徑（如圖10）有兩條，針對兩條路徑各增加1個1mm厚的密封墊圈以減少聲泄漏，使用超聲波檢測設備測試，泄漏量由原來的24dB降至8dB。

4 結論

經過多輪驗證改進后，試驗樣車前圍防火墻隔聲性能得到有效提升。對改進樣車再次開展PBNR試驗，試驗結果如下表2所示：

由上圖可見：改進前后部分頻帶提升了0.68-9.74dB，已達到競品車的隔聲性能水平，局部頻帶甚至超過了競品車的隔聲性能水平。

綜上，某車型的前圍防火墻性能主要從以下幾個方面進行控制：

確保汽車前圍防火墻鈑金的搭接密封性：鈑金搭接的縫隙必須經過涂膠密封完整，搭接處的鈑金縫隙無聲泄漏；

前圍防火墻內外部的聲學材料性能要滿足目標設定要求：前圍隔音墊一般厚度為25mm，隔熱墊15mm左右，兩件的厚度要盡可能均勻，避免出現5mm以下厚度不足的區域；

提升內、外前圍隔熱墊的覆蓋率：基于噪聲源較高的水平，盡可能多的覆蓋前圍防火墻內外鈑金，提升前圍聲學材料的覆蓋率是提升吸聲性能較為有效的手段；

前圍防火墻過孔元件密封性能：避免因結構問題影響聲學材料尤其是內前圍隔音墊的覆蓋，同時，一定要有相應的過孔密封措施，確?？孜粺o噪聲源泄漏。

參考文獻：

[1]龐建《汽車車身噪聲與振動控制》 機械工業出版社 2015年4月 p176-214

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