車輛超聲波密封性對聲品質影響的研究

徐京蓮，覃毅

?

車輛超聲波密封性對聲品質影響的研究

徐京蓮，覃毅

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西 柳州 545007）

汽車密封性會影響車輛聲品質，研究采用超聲波密封性檢測方法，探討超聲波密封性測試值與車輛聲品質的關系。超聲波檢測將超聲波發生器信號源至于車輛車廂內，利用車外超聲波接受裝置，經信號處理評定車輛密封性，超聲波柔性探頭和便攜式顯示器可以測試微小孔洞，且不用改變車輛本身零件裝配。該方法檢測方便快捷、成本低、可靠性較高，具有現實意義，值得推廣應用。

聲密性；NVH；聲品質

1 前言

隨著汽車在人們生活中的普及和設計制造水平的不斷提升，用戶對車輛的聲品質要求也越來越高。乘客需要一個安靜舒適、不受干擾的車內環境，車輛的密封性要求也越來越重要。汽車密封性傳統采用氣密性測試儀或者淋雨試驗進行測試，但是氣密性測試設備體積較大，價格較高，針對比較小或者隱蔽的孔隙難以準確定位，淋雨試驗對非淋雨面評估效果不足。用超聲波檢漏儀來進行汽車密封性的測試，受外界環境干擾小，不需拆裝零件，柔性探頭可探測較隱蔽孔隙或密封不良部位的超聲波信號，可以準確定位泄露部位，進行控制和處理。本文主要研究車輛超聲波密封性不同測量值對車輛聲品質的影響。

2 超聲波檢測汽車密封性原理

超聲波是一種頻率高于20000赫茲的聲波，它的方向性好，穿透能力強，易于獲得較集中的聲能。在封閉的車輛駕駛艙內，放置超聲波發射源，超聲波在介質中傳播，在封閉的城市軌道交通車輛車廂內，放置超聲波發生器，超聲波在均勻的介質中以直線方式傳播，當傳播到界面或另一種介質的表面時，會發生反射、折射現象。如果封閉車廂內有縫隙、孔洞，超聲波將穿過該縫隙，用超聲波檢測探頭在車輛外側探測零部件裝配過孔、車身焊縫等部位，可以捕捉到超聲波，通過檢測儀器分析、處理，可以判斷出縫隙或孔的大小、位置。

超聲波的優點：

1）可檢測高頻率的超音波，避免環境干擾；

2）超聲波信號可轉換為人耳可聽到的聲波；

3）超聲波信號可進行量化、數值化。

超聲波檢測裝置原理框圖見圖１。

3 車輛聲品質

定義：聲品質可定義為聽覺事件對個人各方面需求的滿足程度。被廣泛認同的完整的聲品質定義首先由Blauert給出：“聲品質是在特定的技術目標或任務內涵中聲音的適宜性。”“聲品質定義中的‘聲’并不是指聲波這樣一個物理事件，而是指人耳的聽覺感知，‘品質’是指由人耳對聲音事件的聽覺感知過程，并最終做出的主觀判斷。”

聲品質分析一般會結合主觀評價和心理聲學客觀定量分析。影響產品品質和顧客購買心理的重要指標有聲壓級、響度、尖銳度、粗糙度、語音清晰度等。

4 試驗方案及樣車選取

4.1 試驗目的

監測不同級別聲密性測試值，并進行聲品質主觀和客觀評價，評估車輛前圍聲密性對駕駛室聲品質的影響。

4.2 試驗人員組成

公司車輛感知質量評估專業人員、NVH專業工程人員、質量評審員等

4.3 測試工況

怠速、勻速、加速。

4.4 測試車輛

公司剛下線合格車輛（3公里以內），NVH評估合格車輛。

4.5 測試場地

符合NVH測試要求的跑道：

圖2 試驗方案

5 試驗結果

5.1 樣車前圍聲密性測試數據

表1 樣車聲密性測試結果

5.2 主觀評價試驗結果

1）同一過孔超聲波泄漏量差異較大時，（1號車，泄漏量增加30dBuV以上）時乘客主觀能明顯感受到車內聲品質變差，尤其在高轉速狀態下非常明顯，前圍風噪聲增大。

表2 樣車聲品質主觀評價結果

（1）同一過孔超聲波泄漏量差異較大時，（1號車，泄漏量增加30dBuV以上）時乘客主觀能明顯感受到車內聲品質變差，尤其在高轉速狀態下非常明顯，前圍風噪聲增大。

（2）超聲波泄漏量差異量級一般時（2號車，降低10至20dBuV），怠速差異不明顯，勻速及加速超聲波泄露量大車聲品質稍差。

（3）超聲波泄漏量相差較小時（3號車，僅增加5dBuV左右）車內聲品質主觀評價基本一致。

6 客觀測試結果

6.1 怠速開關空調及勻速客觀測試結果

表3 樣車怠速勻速客觀測試結果

注：“+”表示正常車與超標車的聲品質系數與聲密性表現正相關，涂綠色；“-”表示正常車與超標車的聲品質系數與聲密性表現負相關，涂黃色。

6.2 怠速掃描及加速車內聲品質測

（1）1號車超聲波泄漏量較高車（泄漏量67）較正常狀態車怠速掃描聲壓級高約0.5dBA，響度約高1sone。

圖3（1） 1號車怠速掃描同轉速車內聲音粗糙度

圖3（2） 1號車怠速掃描同轉速車內噪聲聲壓級

圖3（3） 1號車怠速掃描同轉速車內語音清晰度

（2）1號車超聲波泄漏量大車粗糙度升高（高轉速尤為明顯），語音清晰度在2500rpm以上降低約5%。

6.3 客觀測試小結

（1）粗糙度、語音清晰度與超聲波泄漏量大小基本呈正相關。隨著超聲波泄漏量增加，粗糙度降低、語音清晰度指數提升。

（2）聲壓級、響度、音調、尖銳度相關性隨機分布，無明顯規律。

7 結語

（1）超聲波泄漏量較大時，對車內聲品質有影響。

（2）隨著超聲波泄漏量的增加，對車內聲品質的影響程度加大，超聲波泄漏量越大，車內聲品質越差。

（3）聲品質客觀測試反應，超聲波泄漏量與粗糙度、語音清晰度基本正相關，泄漏量越大，粗糙度和語音清晰度數據變差。

（4）通過監測車輛超聲波泄漏量，可以有效評估車輛密封性及分析聲品質變異原因。為一種檢測方便快捷、成本低、可靠性較高，具有現實意義，值得推廣應用。

[1] 王曉軍.汽車車內噪聲與車身密封性的關系探討[J].北京:北京汽車,2011,(02).

[2] 趙松林.噪聲的降低與隔離[M].上海:同濟大學出版社,1985.

[3] 劉和平,丁寶英.超聲波檢測鐵道車輛密封性技術介紹[J].沿海企業與科技, 2014(01):24-26.

[4] 周龍,牟懌,謝莉.基于超聲波檢測的汽車防雨密封性試驗研究[J].華中科技大學學報(自然科學版),2007(08):80-82.

[5] 新一代超聲波密封泄漏檢測儀[J].汽車零部件,2012(08):45.

Study on the Influence of Ultrasonic Sealability on Sound Quality in Vehicles

Xu Jinglian, Qin Yi

( SAIC GM Wuling Automobile Co., Ltd., Guangxi Liuzhou 545007 )

Vehicle sealability will affect vehicle sound quality. The ultrasonic sealability testing method is studied to explore the relationship between the test value of ultrasonic sealability and vehicle sound quality. Ultrasound testing uses the signal source of the ultrasonic generator in the vehicle compartment, uses the external ultrasonic receiving device, evaluates the sealing of the vehicle by signal processing, and the ultrasonic flexible probe and portable display can test the tiny holes without changing the assembly of the vehicle parts. This method is convenient, fast, low cost, high reliability, and has practical significance. It is worth popularizing and applying.

Sound tightness; NVH; Sound quality

B

1671-7988(2019)05-107-03

U467.1

B

1671-7988(2019)05-107-03

U467.1

徐京蓮（1983-），女，中級工程師，碩士研究生，目前從事汽車汽車感知質量監控及提升等工作。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.05.032