降低车内噪声试验控制

王文彬，赵伟丰，孙飞，姚婵娟

（长城汽车股份有限公司，河北省汽车工程技术研究中心，河北保定071000）

降低车内噪声试验控制

王文彬1，赵伟丰2，孙飞2，姚婵娟2

（长城汽车股份有限公司，河北省汽车工程技术研究中心，河北保定071000）

密封性及声学包性能的好坏，直接影响车内NVH水平。针对某款车怠速车内噪声大、车内声品质差问题，运用噪声源分离试验方法，识别出发动机噪声是车内主要的噪声源。通过对前围孔洞进行密封性改进和对传播路径进行声学包改进，有效阻隔了发动机噪声，有效提高车内声品质。

声学；密封性；声学包；车内噪声；声品质；噪声源识别

随着人们对汽车舒适性要求的不断提高，车内噪声水平越来越被关注。其中，发动机噪声是主要的车内噪声源，如何阻隔发动机噪声传入驾驶室，降低车内噪声水平，改善车内声学环境，已经成为汽车界研究的热点和重点。

按传递路径分类，车内噪声分为空气路径传播噪声和结构路径传播噪声，空气噪声主要通过车身缝隙或孔洞进入车内。车体密封好坏直接影响空气传播声，因为密封不好造成空气和空气直接耦合[1]。因此，密封性及隔吸声性能是影响车内声品质的重要因素。

以某款车为例，主观评价过程中发现，怠速工况下车内发动机穿透声大，在发动机噪声源无法改变的情况下，通过对空调膨胀阀、转向防尘罩、前围线束过孔等进行密封改进和对前围隔热垫、发动机装饰盖、前档风玻璃等进行隔吸性能改进，经主观评价及试验测试，车内噪声明显降低，车内声品质显著提高。

1 问题描述及排查

主观评价某款轿车怠速工况车内噪声大，发动机穿透声明显，对该车及标杆车进行车内噪声测试，测试布点和测试流程参照文献[2]。以车内驾驶员右耳噪声为对比点，测试结果显示，该车

声压级高于标杆车声压级5.5 dB（A）。为研究影响怠速车内噪声的主要因素，对该车进行噪声源分离测试。

1.1 噪声源分离测试

车辆噪声源识别是指在有许多噪声源或包括许多振动发声部件的复杂声源情况下，为了确定各个声源或振动部件的声辐射的性能，区分噪声源，并加以分等而进行的测量与分析。车辆的噪声主要分为发动机噪声、进气噪声、排气噪声、轮胎噪声以及其他机械噪声[3，4]。

车辆噪声产生机理不同，针对不同噪声源有不同的识别方法，各种方法可以参考文献[5]。在进行进排气噪声分离试验时，为更好体现预定部件噪声，首先用铅板将发动机舱覆盖，如图1，然后再在进排气口上加装大消声器，屏蔽进排气口噪声，如图2、图3。

图1 发动机舱覆盖铅板示意图

图2 屏蔽进气噪声示意图

图3 屏蔽排气噪声示意图

屏蔽进气口噪声后，驾驶员右耳声压级降低1.0 dB(A)；屏蔽排气口噪声后，驾驶员右耳声压级降低1.5 dB(A)，后排中间的噪声值低于前排1.0 dB(A)；屏蔽进排气口噪声后，将覆盖在发动机上的铅板去掉，对比驾驶员右耳声噪声压级前后相差3.5 dB (A)。

1.2 车内噪声源贡献量分析

通过声学计算方法，得到各部件对车内噪声的贡献，如图4。结果表明发动机噪声占车内噪声贡献量比例最大，与主观评价结果一致。

2 问题整改

图4 车内噪声贡献量试验结果

车身密封性是降低车内噪声的第一步，只有提高车身密封性，对整车添加隔、吸声材料，才能有效降低车内噪声[6]。因此，针对发动机噪声大制定解决方法：首先对前围系统进行噪声源定位，确定噪声泄露部位，然后对泄露部位进行密封改进，最后对发动机噪声传播路径进行声学包改进处理。

2.1前围系统噪声源定位测试

试验在混响室—消声室中进行测试，前围系统总成通过专门制作的工装，固定在混响室与半消声室相连墙的试验窗上，如图5前围系统及试验装置。

图5 前围系统及试验装置

混响室一角放置无指向球体声源产生白噪声作为噪声源，消声室内采用逐点声强法进行测试，前围系统表面声强分布见图6。

从前围系统表面声强分布图可以得知，前围主要泄露处为：线束过孔、空调膨胀阀、暖风阀及转向防尘罩，针对这些区域进行密封改进。

2.2 前围系统密封改进

声源的振动在介质中以波的形式进行传播，由于噪声的衍射特性[7,8]，发动机舱中的噪声可以通过安装连通元件与前围板连通孔之间的缝隙直接传递到车内。因此，必须在连通元件与连通孔之间增加密封橡胶套，才能避免噪声直接传递到车内[6]。

经过排查发现：

(1)前围线束过孔密封结构为单层结构，密封性差且隔吸声性能低；

(2)空调膨胀阀与钣金孔洞之间用橡胶密封，橡胶与钣金之间存在间隙；

图6 前围系统声强分布图

(3)暖风阀通过橡胶片与钣金贴合不紧；

(4)转向防尘罩无固定点，靠转向机压紧力压紧防尘罩，压力小、密封不良。

针对排查问题，对前围密封件进行改进：

(1)将前围线束护套单层结构改为双层结构，改善密封性及隔吸声性能，见图7线束改进图。

图7 线束改进图

(2)空调膨胀阀与钣金孔洞之间采用发泡材料，发泡材料与钣金紧密配合，密封良好；

(3)在暖风阀橡胶片上增加海绵密封条，橡胶片与钣金有力的贴合；

(4)将转向防尘罩增加固定点，提高转向防尘罩与钣金的压紧力，见图8转向防尘罩改进图。

图8 转向防尘罩改进图

改进后，利用超声波测漏仪对各部位置进行密封性测试，各部位泄露量均减小2 dB～3 dB，前围密封性有较大提高。对前围系统进行隔声量测试，中心频率在500 Hz以上，改进后的前围系统隔声量提高3 dB～5 dB，数据见图9前围改进隔声量对比曲线图。

对车内噪声进行测试，从数据上看：驾驶员右耳噪声由45.7 dB(A)至44.0 dB(A)下降1.7 dB（A），车内噪声明显改善，前围密封改进后车内对比曲线见图10。

图9 前围改进对比曲线图

图10 密封改进对比曲线

2.3 隔吸声处理方法

吸声处理是降低噪声强度的常用方法。通常在噪声源周围布置一些吸收声能的多孔材料，当声波进入材料孔隙时，引起孔隙中的空气和材料的细小纤维振动，并使各纤维发生摩擦。由于摩擦和粘滞阻尼的作用，将传播中的噪声声能转变为热能，降低声能的反射量，达到降噪的目的[9]。车辆常用的隔声措施为：车辆的隔声降噪中多采用单层均匀介质隔声和双层均匀介质隔声的方法。由二层均质墙与中间所夹一定厚度空气层所组成的结构称双层隔声墙或双层隔声结构。双层隔声结构的隔声机理是，当声波依次透过特性阻抗完全不同的墙体、空气介质时，造成声波多次反射，发生声波的衰减，并且由于空气层的弹性和附加吸收作用，使振动能量大大衰减。实际的车辆降噪多采用双层介质隔声的方法[10]。因此，分别对前围隔热垫、发动机装饰盖、前档风玻理处进行隔吸声改进。

2.4 隔吸声改进

前围隔热垫增加吸音棉材料，以降低发动机噪声车内透过率，前围隔热垫改进图见图11。

图11 前围隔热垫改进图

图12为前围隔热垫改进前后车内噪声对比曲线，从数据上看：驾驶员右耳噪声由44.0 dB(A)至42.4 dB(A)下降1.6 dB（A），车内噪声明显改善。

图12 前围隔热垫改进对比曲线

发动机装饰盖增加PU发泡，有效吸收发动机噪声，提高车内噪声水平，见图13发动机装饰盖改进图。

图13 发动机装饰盖改进图

图14为发动机装饰盖改进对比曲线，从数据上看：驾驶员右耳噪声由42.2 dB(A)至40.5 dB(A)下降1.7 dB（A），车内噪声明显改善。

将前档风玻璃由单层结构改为双层结构，大大提高玻璃隔声量，有效阻隔发动机传入驾驶室内，车内噪声由40.6 dB(A)至39.6 dB(A)下降1.0 dB（A），数据见图15挡风玻璃改进对比曲线。

图14 发动机装饰盖改进对比曲线

图15 挡风玻璃改进对比曲线

3 改善效果

整改方案实施后，主观评价怠速工况车内噪声有较大改善，经测试驾驶员右耳测点处声压级由45.7 dB(A)至39.6 dB(A)下降6.1 dB(A)；副驾驶左耳测点处噪声值由44.9 dB(A)至39.1 dB(A)下降5.8 dB(A)；驾驶员右耳测点处语言清晰度由97.1%至99.9%提高2.8%，数据见图16车内语音清晰度对比曲线；响度值由4.5 sone至2.6 sone下级1.9 sone，响度对比曲线见图17；车内声品质显著提升，达到标杆车水平。

4 结语

通过车内噪声控制，获得以下结论：

(1)噪声源定位测试方法能够快速有效的识别噪声泄露大部位，为制定降噪措施提供依据；

(2)密封性和隔吸声性能对整车NVH性能具有重要影响，密封性是确保声学包发挥作用的前提条件；

(3)下一步工作应从发动机悬置刚度和隔振性能、排气系统吊挂振动等方面展开测试分析和研究。

[1]庞剑，谌刚，何华.汽车噪声与振动—理论与应用[M].北京：北京理工大学出版社，2006.309-346.

图16 车内语音清晰度对比曲线

图17 响度对比曲线

[2]国家质量监督检验检疫总局.GB/T18697-2002《声学汽车车内噪声测量方法》[S].北京：中国标准出版社，2002.

[3]何渝生.汽车噪声控制[M].北京：机械工业出版社，1999.20-95.

[4]马大猷.噪声控制学[M].北京：科学技术出版社，1987.406-423.

[5]熊建强，黄菊花，廖群.车辆噪声源识别理论与方法分析[J].噪声与振动控制，2008，4：97-101.

[6]王晓军.汽车车内噪声与车身密封性的关系探讨[J].北京汽车，2011(02).

[7]李志远.机械工程试验方法与技术[D].合肥：合肥工业大学，2002.

[8]马大猷.噪声与振动控制工程手册[M].北京：机械工业出版社，2002.

[9]叶武平.车内噪声预测及控制的统计能量分析法研究[D].上海：同济大学，2011.8.

[10]李耀中.噪声控制技术[M].北京：化学工业出版社，2001.5.

Experiment on Vehicle’s Interior Noise Control

WANG Wen-bin1,ZHAO Wei-feng2,SUNFei2,YAO Chan-juan2

（R&D Center of GWM,Automotive Engine Technial Center of Hebei,Baoding 071000,Hebei China）

Sealing and sound-package performances can directly affect the NVH level inside cars.In this article,the problem of the high interior noise and the poor sound quality of a car at idling is studied.Using noise source separation testing method,the engine noise is found to be the main noise source inside the car.Through the dash-hole sealing improvement and sound-package improving of the noise propagation path,the engine noise is blocked and the interior sound quality is improved effectively.

acoustics;sealing characteristic;soundpackage;interior noise;sound quality;noise source identification

U491.9+1

ADOI编码：10.3969/j.issn.1006-1335.2014.02.018

1006-1355(2014)02-0080-04

2013-04-26

王文彬（1986-），男，河北肃宁县人，助理工程师，目前从事汽车噪声、振动控制研究。

E-mail:wangwenbin5012510@126.com