莫浩 邱洋
摘要:客車 NVH 控制技術是一項系統工程,本文主要結合實際工作經驗,探討如何進行客車車身隔音降噪,降低車內噪音,提高乘坐舒適性。
關鍵詞:客車;車身;隔音降噪
客車 NVH 控制技術是一項系統工程,涉及諸多方面因素,需要與客車其他性能通盤考慮,作為等同于安全性、可靠性、動力型、經濟性和環保等性能的重要性能之一,在研發過程中如何進行整車 NVH 性能的設計與控制是特別值得關注的重要課題。由于早期客車產品研發過程中對 NVH 性能的關注不夠,沒有將 NVH 性能作為一個性能指標(等同于其它基本性能)來設計開發,使得客車 NVH 性能不高甚至出現問題。如何從根本上解決客車 NVH 問題,必須從客車產品規劃、設計、試制和生產各階段將客車 NVH 性能作為等同于其他性能指標來考慮,將客車 NVH 設計納入客車產品設計的流程,制訂設計目標,編制指導文件,實現客車多性能合理匹配。本文主要結合實際工作經驗,探討如何進行客車車身隔音降噪,降低車內噪音,提高乘坐舒適性。
一、車內噪聲源的來源及分類
車內噪音主要來源主要有:
1.動力總成所產生的噪聲、風噪聲、輪胎噪聲和雨滴噪聲等。
2.動力總成振動向車內的傳遞;路面激勵通過輪胎向車內的傳遞。
車內響應是由多激勵源多路徑疊加而成,包括觸覺、視覺和聽覺。顛簸、抖動、蜂鳴、路面噪聲、動力系統呼嘯聲、嗡嗡聲、嗚嗚聲等。
一般而言,車內噪聲分為結構噪聲和空氣噪聲。結構噪聲是指通過結構傳遞載荷造成,對車身傳遞反映外界激勵源直接激勵或傳遞到車身,引起車體壁板振動,并與車內聲腔耦合而產生車內噪聲。空氣噪聲由空氣傳播導致車內聲腔氣壓發生變化,并由車身的密封和隔聲性能決定。結構傳遞途徑多為低頻,而空氣傳播途徑多為高頻。需要通過聲學包裝技術來控制。兩類噪聲,途徑不同,頻率分布范圍不同,處理方式也不同。
二、車身聲學包裝設計
聲學包裝設計分吸音、隔聲和阻尼三方面,吸音和隔聲設計是以降噪量為目標的整體設計,阻尼是以減少車內振動為目標的整體設計。三者相輔相成,聲音包整體作用采用降噪量來評價。
1.吸聲。車身內部噪音水平依賴于聲音包對輻射噪音的吸收效果。如此要選擇好吸聲材料,做好吸聲結構設計。車室內內飾可以在背部裝吸聲材料,如PP雙組分棉等,表面還可以進行通氣孔非織布處理。吸聲材料應柔軟而多孔,覆蓋在阻尼材料上的隔離層應盡可能薄而輕,材料吸聲系數影響因素主要有流阻、厚度、密度和多孔性。常用吸聲材料:發泡、海綿、復合降噪材料(PE+海綿+鋁箔等)、蜂窩降噪材料和PP雙組分棉等。
2.隔聲。車身隔聲設計問題涉及隔聲材料與隔聲結構,隔聲降噪是隔離從聲源輻射出的空氣聲,在傳播路徑上插入障礙物。隔聲特性以聲傳遞損失指標表征。影響因素主要有密度、密封性和覆蓋面積。隔聲遵循質量原則,質量(密度)越大,隔聲效果越好。
由鈑金和隔音墊共同構成隔聲結構。隔音墊必須與鈑金貼好良好才能起到隔聲作用,若未能貼好,聲音透過鈑金件后,通過二者間的縫隙直接輻射到車內。其他如隔音墊起皺、隔音墊上線束過孔太大、零件間結合不良等,都會影響隔聲效果。
隔聲一個重要方面就是車身的密封性。客車車身上有大量的孔和縫,尤其是駕駛區、輪胎區和發動機艙區域,必須得到有效的處理。孔和縫影響中高頻傳聲損失,要做好穿孔元件設計。車身密封包含兩類:靜態密封和動態密封。靜態密封注重氣密性問題。車身氣密性問題涉及工藝孔封堵、涂裝膠使用到位、焊縫處理、零件間搭接、線束管道密封、車門密封能力、密封條、內外夾條等。動態密封主要指車門密封條。
重點關注駕駛區過孔處理:線束、暖通、空調、轉向、制動、換擋等過孔,采用兩面裝過孔設計方案。要進行氣密性檢測(車門、鉸鏈、密封條等)。
3.阻尼。控制結構噪聲的主要技術措施就是隔振---隔振降噪。阻尼材料產生阻尼作用,以達到控制振動和降低噪音的目的。車身阻尼材料控制 100~500Hz 范圍結構傳聲,降低 100~500Hz 范圍車身聲學敏感度,特別是共振頻率處。地板阻尼可減少 100~300Hz 范圍路噪。使用阻尼材料,降低共振頻率峰值,降低對輸入力的靈敏度。與吸聲處理方式結合,起到降噪作用。其它有空腔阻隔材料,如發泡材料,可避免空腔共鳴,阻隔噪聲通道;復合結構,如吸音棉、膨脹材料、補強材料等。
結束語
當下,對于大客企業而言,想在客車領域站得住陣腳,占據一席之地,甚至是獲得生存,降低車內噪音,提高整車乘坐舒適性勢在必行,這也是中國客車的發展態勢。
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作者簡介:莫浩,男,出生于1982.10,高級工程師,安徽安凱汽車股份有限公司技術中心產品設計員,從事客車內飾設計及相關工作。聯系電話:0551-62297883,E-mail:mohao@ankai.com