汽車電喇叭振動問題分析

方麗琴，劉 行，陳倍彬，李 溪，高 茹

（一汽轎車股份有限公司奔騰開發院，吉林 長春 130012）

1 問題來源

車型A按動方向盤氣囊模塊使喇叭鳴叫時，發覺車輛方向盤、油門踏板及換擋機構一起振動，影響舒適性。

2 問題分析

車型A有高低音雙喇叭，低音喇叭為420Hz，高音喇叭為530Hz。喇叭振動可通過2種方式傳遞到車身內，一個是空氣傳播，另外一個是通過車身零件逐級傳遞，見圖1。

圖1 喇叭振動傳遞方式

可能影響傳遞的途徑從以下5個方面進行考慮。

1）前進氣格柵影響

對比進氣格柵拆除及不拆除兩種情況，分別在前排座位測試噪聲，在喇叭支架處、駕駛員側及非駕駛員側地板測試振動。從以下測試結果 （圖2～圖4）看，在拆除進氣格柵后振動及噪聲并未減少，說明跟進氣格柵無關。

2）車身敏感度

通過分別測試在不同位置的聲振耦合和結構噪聲傳遞函數曲線，如圖5、圖6所示，在420Hz和530Hz時沒有出現峰值。由此判定車身敏感度不存在問題，可以接受。

3）喇叭支架模態分析

通過測試，喇叭支架在喇叭發聲頻率處響應明顯 （圖7），需要加強強度，避免在發聲頻率處的共振。

4）喇叭固定金屬板模態分析

通過測試，喇叭固定金屬板在喇叭發聲頻率處響應明顯（圖8），需要加強強度，避免在發聲頻率處的共振。

圖2 前排座位人耳處振動傳遞函數曲線

圖3 喇叭支架處振動傳遞函數曲線

圖4 駕駛員側及非駕駛員側地板振動傳遞函數曲線

圖5 聲振耦合函數曲線

圖6 結構噪聲傳遞函數曲線

圖7 喇叭支架處噪聲傳遞函數曲線

圖8 喇叭固定金屬板處噪聲傳遞函數曲線

5）零件結構傳遞測試

通過阻斷喇叭支架與車身的連接進行對比測試，結果顯示至少有10dB振動的減少。具體見圖9。

圖9 阻斷喇叭支架與車身連接的噪聲傳遞函數對比曲線

3 問題方案

1）針對喇叭支架模態分析問題，通過更改喇叭支架，增加加強筋改變支架強度，避免共振，見圖10。

圖10 喇叭支架增加加強筋

2）針對喇叭固定金屬板模態分析問題，通過更改喇叭固定金屬板形狀及增加金屬板與橫梁的焊點，加強金屬板的強度，避免共振，見圖11。

3）針對零件結構傳遞測試問題，在喇叭支架與喇叭固定之間增加防震用的橡膠墊，減弱振動的傳遞，見圖12。

實車模擬橡膠墊的方案進行測試，測試結果顯示振動量有25%～50%的減少，見圖13。

4）永久措施及實施計劃

根據分析結構對喇叭支架進行了更改，并且增加了橡膠襯墊及螺栓襯套，但是在車間試裝時發現橡膠襯墊及螺栓襯套生產線很難裝配，裝配時間超出要求，方案無法實施，因此安裝方案及減震方案均需要更改，重新分析。圖14是裝置圖。

圖11 更改喇叭固定金屬板形狀及增加金屬板與橫梁的焊點

圖12 增加防震橡膠墊

原方案喇叭振動方向與喇叭固定的金屬板與橫梁固定方向一致，金屬板與橫梁固定是通過焊點連接，存在固定不牢靠的現象。當喇叭沿此方向振動時會帶動金屬板一同振動，所以更改喇叭振動方向為Y向，避免此問題。

同時，由于喇叭是固定在金屬板上的，喇叭發聲振動時帶動金屬板一同振動，導致振動能夠傳遞出去，新方案考慮直接在橫梁上焊接一個小的支架，喇叭直接固定在該支架上，避免與金屬板一同振動。更改前后方案對比如圖15所示。

更改后的方案，通過實車裝配確認，既解決了生產節拍問題，也降低了振動傳遞問題，可以實施。經過驗證：實車確認功能正常，裝配性無問題，不影響成本、法規、零件性能。

圖13 增加防震橡膠墊前后振動傳遞函數對比曲線

圖14 喇叭裝置圖

4 結論

方案分析需考慮生產的裝配性，需要在零件開發階段在生產線進行裝配分析。同時對于喇叭的安裝位置及方向要特別注意，盡量避免喇叭安裝在容易引起共振或質量較輕的零件上，盡量將喇叭直接固定在橫梁或縱梁上，這樣可有效避免共振現象。

圖15 喇叭固定方式前后對比圖