NVH半消聲室內設備對NVH測試影響及優化

趙龍君 廖明輝 陳鹿生

摘要：隨著科技發展汽車NVH性能在開發過程中倍受關注。文章對NVH消聲室內設備汽車尾氣收集裝置，對車輛NVH性能測試數據的影響，結合試驗數據提出優化方案并進行驗證。

關鍵詞：NVH半消聲室;汽車尾氣收集裝置;噪聲

前言

隨著汽車工業的迅速發展以及產品零部件開發水平的快速提升，汽車廠商和客戶對汽車整車性能的要求變得越來越高，而NVH性能作為整車性能的重要指標之一，備受汽車廠商和客戶的密切關注[1]，因為NVH測試在露天室外進行測試極易受周邊環境、天氣等外界不可控因素的影響，直接導致測量精度低、數據一致性差等問題[2]。為了提高測試測量精度及質量很多整車NVH實驗從室外轉移到NVH半消聲室內進行，從而解決了環境、天氣外界因素對測試數據的影響，但是消聲室內設備使用不當會導致測試數據產生偏差。

本文就根據NVH半消聲室內的汽車尾氣收集裝置為例，運用LMS Test.Lab 軟件并且在駕駛員右耳、變速箱、前消聲器、排氣口等關鍵點布置傳感器在車輛怠速工況進行反復測試分析對NVH半消聲室內設備對NVH測試的影響，并根據測試結果，結合經驗積累提出優化方案。

1汽車尾氣收集裝置介紹

目前，大部分在整車NVH半消聲室測試的車輛都需要在工作情況下進行測試，在測試過程是發動機產生的大量的尾氣，彌漫在整車NVH半消聲室內，嚴重影響消聲室內測試人員身心健康[3]。本實驗室采用軟管收集方式，在軟管連接地下室內風機通過控制間自由控制軟管風量及開關并且尾氣收集口可自由調節位置、高度、風量。

2測試方案

汽車NVH性能來講，怠速工況是經常要考察的工況之一，在研發一款新車與評價在開發一部新車和評價其參考車的NVH性能時，怠速工況能快速檢驗和比較出汽車之間的NVH性能水平。因此，文中是基于怠速工況進行測試驗證。

測試尾氣收集裝置時分別對風量及離汽車排氣口距離的改變對測試結果的影響，見表1。

試驗設備：LMS 9槽56通道數采來采集試驗數據;LMS Test.Lab用于在線采集數據并對數據進行分析和處理;PCB麥克風輸出噪聲測試數據。實驗條件與測試工況：在NVH半消聲室內，測試背景噪聲為20dB（A）（背景噪聲低于被測噪聲10 dB（A）以上）、底盤測功機轂面為平整的噴涂鋼砂轂面，在怠速工況下，試驗車進行熱車待發動機曲軸轉速穩定在750 r/min左右時進行數據采集和分析。為保證數據的可靠性，需進行多次同工況采集，對一致性較好的數據進行平均計算[4]。采樣頻率：聲壓信號采樣頻率為12800Hz，頻率分辨率為1Hz，譜線數為12800Hz。

在進行測試之前，分別在尾氣收集裝置關閉情況下對汽車原狀態進行測試，為測試對比過程中提供參考。文中測試主要針對尾氣收集裝置離汽車排氣口距離、風量大小，對測試結果的影響。

3測試數據分析對比及優化

通過麥克風采集的噪聲總聲壓曲線、三維頻譜圖來分析。在汽車怠速工況下測得每一個采集點一致性較好的數據進行篩選保留，經過對比改變尾氣收集裝置離汽車排氣口距離與風量測得總聲壓曲線對比圖如下圖1。

經過對比麥克風采集的噪聲總聲壓級數值發現在改變尾氣收集裝置離汽車排氣口距離與風量對采集排氣口噪聲影響較大在尾氣收集裝置風量、距離在50%、60cm工況下總聲壓級比無尾氣收集裝置測得數據高出3.5dB（A）。

尾氣收集裝置風量通過分析30%、10cm，30%、60cm，40%、40cm，50%、60cm工況下排氣口噪聲三維頻譜圖，見圖2。

尾氣收集裝置距離排氣口10cm時測得在316Hz、421Hz頻率的噪聲被嚴重削弱由于尾氣收集裝置離排氣口過近部分頻率的噪聲被吸收導致總聲壓級值降低。在尾氣收集裝置風量大于40%時74Hz～450Hz寬頻噪聲大大提升由于尾氣收集裝置產生的氣流聲導致總聲壓級值升高。

在30%、60cm工況下根據三維頻譜圖尾氣收集裝置產生氣流噪聲較低基本可以忽略對排氣口噪聲采集的影響，尾排收集裝置距離排氣口右60cm的距離316Hz、421Hz頻率的噪聲影響較小。優化方案為將尾氣收集裝置風量設置為30%、60cm。

4總結

（1）通過改變改變尾氣收集裝置風量及距離在怠速工況測試數據與無尾氣收集裝置怠速工況測試數據進行對比，分析出尾氣收集裝置放置不合理時對排氣口附近聲學影響較大。篩選掉尾氣收集能力不足及氣流聲偏大的工況，進一步分析三維頻譜圖初步篩選出尾氣收集裝置風量30%，距離60cm工況對排氣口附近聲學影響小且滿足試驗時尾氣收集能力。

參考文獻

[1]洪文波，康海波，張志杰.LMSTest.Lab在變速器NVH改進中的應用[J].汽車實用技術，2019（15）：38-41.

[2]黃靈河，黃月芹，秦軍旭，何森東，韋習文.整車NVH半消聲室設計淺析[J].時代汽車，2019（17）：89-92.

[3]張旭.基于LMS Tes.Lab某車NVH實驗分析與改進[J].汽車零部件，2021（05）：54-57.

[4]何杰，何偉，陶波.產品車尾氣收排自動化裝置的設計[J].裝備維修技術，2012（04）：39-42.