重型汽车驾驶室车内噪声控制分析

许子平，张鑫杰，任德买

（陕西重型汽车有限公司，陕西 西安 710200）

重型汽车驾驶室车内噪声控制分析

许子平，张鑫杰，任德买

（陕西重型汽车有限公司，陕西 西安 710200）

系统研究重型汽车驾驶室内部噪声控制方法，合理地在驾驶室内部设计及布置NVH材料，能有效的降低驾驶室内部噪声；文章介绍了驾驶室常用NVH材料的性能，并说明了其布置的方法和思路，为驾驶室内饰设计提供思路和参考准则。

重型汽车；车内噪声；NVH材料

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.01.059

CLC NO.:U463.5 Document Code:B Article ID:1671-7988(2016)01-171-03

前言

车辆行驶时产生的噪声严重影响驾驶室的舒适性，同时还关系到行驶安全、环境污染等问题。车内声环境已成为汽车设计的一个重要性能指标。引起噪声的原因也十分复杂，诸如发动机的燃烧噪声、机械噪声、进排气系统和风扇引起的空气动力噪声、传动系噪声、轮胎噪声等。这些噪声通过车身壁板及门窗上所有的孔、缝直接传入车内；或该声波作用于车身壁板，激发壁板振动，并向车内辐射噪声，其透射率与声波频率和壁板密度有关。

上述传入车内的噪声在密闭空间内多次反射，则车内声场由直达声与混响声叠加后构成。一般，在500Hz以上，以空气传播的噪声为主；400Hz以下，以弹性体传播、辐射的噪声为主。

按照《HJ2520-2012环境标志产品技术要求重型汽车》的要求，N类汽车50km/h匀速行驶车内噪声不应超过75dB（A）。

本文主要是分析了通过合理使用NVH材料，降低重型汽车驾驶室内部的噪声。

1、NVH材料

（1）分类

根据NVH材料降低噪声的机理不同，主要分为阻尼材料、增强材料、隔音材料、吸声材料等4类。阻尼材料：主要是附着在结构件表面，通过耗散结构件的能量达到减振降噪目的；

增强材料：将加强材料（玻璃纤维或不锈钢）通过反应型的环氧树脂或PVC树脂粘贴在钣金件表面，以达到补强钣金件的目的；

隔音材料：重卡驾驶室内衬常用材料有PP麻纤板，PP玻纤板，PU玻纤板，废纺棉等，材料的隔音性能与材料的面密度有直接关系。面密度越大，隔音性能越好。

吸声材料：吸声材料为多孔疏松，当声波进入材料孔隙时，引起空隙的空气和材料的细小纤维波动，由于摩擦和粘滞阻尼的作用，将传播中的噪声声能转为热能，降低声能的反射量，起到吸声降噪的目的。

（2）内饰材料的吸声性能

为了研究材料的吸声性能，选取几种重卡驾驶室内饰零件常用材料，测量材料在不同频率下的吸声系数，测量方法为GBT 18696.1-2004 《声学阻抗管中吸声系数和声阻抗的测量》第1部分：驻波比法。

表1 几种内饰NVH材料

通过试验，得出不同材料在各种频率下的吸声系数，见下表。

表2 吸声系数

2、驾驶室阻尼垫

阻尼减振技术是将高阻尼材料附着在结构件表面，通过耗散结构件的能量达到减振目的。这种方法不改变结构件的声辐射特征，却能有效地控制其振动水平，从而使噪声减小。

阻尼垫一般有沥青类阻尼垫和橡胶类阻尼垫。前者是以沥青为主要材料，加入橡胶、纤维等形成的混合物，目前已开发出普通型、自粘型和热熔型阻尼垫，应用在车身地板和前围板等部位，通过涂装烘房溶化、冷却后粘接在车身钣金结构上。沥青类阻尼垫直接放置在车身钣金结构上，在涂装过程中溶化成型。阻尼垫在车身上没有专门的固定装置，因此在一些立板或斜面上应用阻尼垫时，需在阻尼垫和钣金结构的贴合面加磁粉、涂粘性胶来预先固定阻尼垫在车身上的成形位置。橡胶类阻尼垫是以橡胶为主要材料，再加入还氧树脂等材料混合而成。以下是某重型汽车的后围和地板贴附的阻尼垫。

图1 驾驶室后围阻尼垫布置

图2 驾驶室地板阻尼垫布置

3、驾驶室增强垫

车身增强垫是以环氧树脂和PVC树脂为基材的车身钢板的增强材料。这种片状产品随电泳工序固化，尤其适用于薄型钢板的车身，应用增强垫对钣金件的最大补强效果可达7倍以上。对成品车外板件或薄板结构进行调整时，可考虑使用增强垫。在钣金件表面粘贴增强垫，固化后使结构加强、刚性提高、钣金结构的振动模态改变，从而达到抑制振动噪声的目的。

增强垫的基材是反应型的环氧树脂或PVC树脂，在基材表面上粘接了一薄层加强材料。目前应用的加强材料有玻璃纤维和不锈钢，不锈钢质增强垫固化后的增强效果比玻璃纤维的要高。以下是某重型汽车的车门外板上贴附的增强垫。

图3 驾驶室车门外板增强垫布置

4、隔音材料

表3 内饰常用材料隔音量

重型汽车驾驶室是箱式结构，可分为地板，左、右侧围，前、后围，车顶共六大片。从噪声隔离的角度，根据各功能结构特点，在六大片上要采用合理的隔音材料(但要控制材料重量)，同时需尽量保证驾驶室内衬板之间的密封性，如各内饰板之间的接缝处理，地板垫接缝之间的处理，门与门框的密封处理，前后挡风玻璃及侧玻璃与其安装框的密封处理。

不同材料有不同的隔音量，主要影响的物理因素：1）面密度；2）材料的内阻；3）板厚度。重型汽车驾驶室常用的内饰材料的隔音量如表3所示，可供参考选择。

重卡内衬常用材料，其隔音量与面密度成正比，面密度越大，隔音量大，因此为了降低驾驶室内部噪声，尽量使用面密度大的内衬材料，当然同时需要兼顾驾驶室重量和成本。

5、吸声材料

吸声材料一般是疏松多孔，一方面多孔性材料内透入声波后，空气分子振动时在微孔内与孔壁摩擦，空气中的粘滞损失使声能变为热能而消失；另一方面，入射声波引起吸声材料纤维运动，也消耗能量。吸声是声波撞击到材料表面后能量损失的现象，吸声可以降低室内噪声。多孔吸声材料主要采用弹性的动植物纤维（如麻、棉、丝等），有机无机纤维，蜂窝材料（聚氨酯发泡海绵），泡沫材料等。以下是某重型汽车的内衬背部粘贴的吸音材料。

图4 驾驶室内衬背部吸音材料布置

吸声材料一般布置在内衬的背部，在内衬与白车身钣金形成的空腔内部。驾驶室内饰吸声设计的目的在于消除室内混响声，吸声材料吸声系数越高，吸声材料面积越大，消除车内混响声效果越好。

6、结束语

在驾驶室外部噪声环境不变的情况下，通过合理的使用NVH材料，并提升驾驶室密封性能，通过隔声和吸声的方法能有效的降低驾驶室内部噪声。

当今，安全、可靠、舒适已成为汽车发展的核心主题。汽车的各项性能控制水平已成为汽车企业的核心竞争能力的体现。重型汽车驾驶室内部噪声控制是一项系统工程，需要从整车结构，底盘车架系统，驾驶室悬置系统等方面展开长期的基础技术工作，需要投入大量的人力、物力进行研究试验，以便掌握新材料、新结构对噪声控制情况的核心数据。

[1] HJ2520-2012:环境标志产品技术要求重型汽车.

[2] 姜国辉.客车噪声情况分析与控制[A].机电技术.2012.

[3] 谢忠明.汽车噪声控制[C].北京：机械工业出版社,2007.

[4] 许明春，宣海军，朱晓东.载货汽车驾驶室车身噪声控制策略[A].机械工程师.2014.

Inner noise control analysis of heavy truck cabin

Xu Ziping, Zhang Xinjie, Ren Demai
（ShaanXi Heavy-duty Automobile Co., Ltd, Shaanxi Xi’an 710200）

Systematically analyzed the control method of heavy truck cabin noise, design and arrange NVH material reasonably could efficiently reduce the degree of inside cabin noise; the article introduced the property of common NVH material used in the cabin, and explained its arrange method and train of thought, provide train of thought and reference standard for cabin interior design.

heavy truck; cabin inner noise; NVH material

U463.5

B

1671-7988(2016)01-171-03

许子平，就职于陕西重型汽车有限公司。