汽车车身NVH减振降噪材料及技术的应用

施亮

（滁州市交通技工学校，安徽 滁州 239000）

汽车车身NVH减振降噪材料及技术的应用

施亮

（滁州市交通技工学校，安徽 滁州 239000）

本文主要对汽车车内噪声来源及产生进行了分析，结合SRV成品车的NVH整改对车身减振降噪材料及技术的应用作了详细说明，并根据试验结果表明此类材料及技术实施可以取得较好效果。

汽车；减振降噪；噪声；振动；密封；技术

一、引言

汽车NVH是英文noise（噪声）、vibration（振动）、harshness（不平顺性）的缩写，是近年来人们对环保意识的增加而对汽车，尤其是乘用车提出的新要求，是现代汽车设计和生产质量的新标准。随着汽车制造技术的进步，人们越来越关注乘用车车内噪声、振动的控制，车内的噪声控制水平已成为衡量乘用车制造质量的重要标志之一。

对于国内的汽车制造厂来说，由于汽车制造技术基础比较薄弱，在汽车的设计之初，很难将控制整车NVH品质的动力总成、车身结构及底盘减振等要素设计到位，因此总是在成品车出来之后再进行整车NVH的整改，本文就是针对成品车车身应用的被动降噪技术及减振降噪材料进行说明。

二、车内噪声的来源及传递方式

N V H主要是研究车辆的噪声和振动对整车性能和舒适性的影响。车辆的噪声源，主要包括：发动机，排气系统，高速行驶时的风噪声、轮胎噪声。其它任何运动的部件都有可能发出噪声。车辆的振源，主要包括：发动机，传动系统，不平的路面。车内噪声一般是由外界产生的噪声传递到车内的，噪声传递的方式有两种：一是通过空气传递，二是通过固体（结构）传递。对于传递到车内的噪声，有研究表明，一般对于中、低频噪声（3 0～4 0 0 H Z）来说是通过结构振动传递的，而对于高频噪声则较多通过车身中的孔洞、缝隙等由空气传播到车内部，如果能够削弱或消除固体传播，则可使车内噪声大大降低。

对汽车噪声控制来说，影响车内噪声的外界噪声源主要有发动机、传动系等动力总成产生的噪声、路面激励产生的噪声、风激励车身钣金产生的噪声、进排气产生的噪音等。

三、车身减振降噪技术及材料的应用

如前所述，影响车内噪声的因素非常多，涉及到整车的各个环节，但车内噪音的产生是由外界激励通过车身的孔洞、缝隙由空气传播，或是由车身结构产生振动传递到车内形成的“b o o m i n g(嗡嗡)”声。因此车身减振降噪技术无非就是控制车身的密封性，避免外部噪声直接通过缝隙传递；设计合理的车身结构，使整个白车身结构模态的固有频率避开外界产生的激励频率，从而削弱由于车身共振引起的车内噪声贡献度；应用一些隔音、吸音材料，吸收车内噪声。对于成品车来说，通过实施一些减振降噪的材料来改善结构的强度或减弱钣金的振动就成为一种切实可行的方法。

（一）车身密封性的整改实施及材料应用

1、车身涂胶

对于汽车生产工艺来说，车身涂胶主要是通过焊装、涂装、总装三大工艺来实现车身密封的。

焊装用胶种类主要包括：折边胶、隔振胶、点焊密封胶等。

涂装用胶为：焊缝密封胶、P V C抗石击涂料等。其中焊缝密封胶主要应用与白车身内外表面的焊缝、不规则的孔洞中，保证焊缝及孔洞处的密封。对焊缝来说，可以使用焊缝密封胶和点焊密封胶来进行密封。

总装用胶主要为玻璃胶，用来粘接前、后挡玻璃，侧窗玻璃等，并起到周圈密封作用。

2、孔塞

整个白车身孔位有几千个，除了安装孔之外，还有焊接定位孔、避让孔、工艺孔、漏液孔、减重孔等，这些孔位对于影响乘座舱密封的，在整车装配过程中都应开发孔塞或胶片等进行封堵。孔塞一般开发成橡胶孔塞、铁孔塞、P V C贴片及一些隔音胶片等，孔塞与车身相应孔位应配合紧密，不易松动或脱落。

地板、前围（防火墙）上的孔位若密封不好，势必会影响发动机及路面噪音泄漏进来，因此必须进行完全密封，一般此处在涂装电泳后就用孔塞封堵，在孔塞边缘还要进行涂胶密封，由于涂装温度较高，此处孔塞一般为铁孔塞或耐高温橡胶孔塞。

3、空腔旁路密封

空腔旁路密封的原理即是通过对车身空腔（如侧围立柱空腔、门槛下边梁空腔等）进行堵塞密封，阻止汽车高速行驶时，气流进入空腔，在空腔中形成高速气流撞击薄板件形成轰鸣声。

汽车旁路密封应用的材料一般有海绵，膨胀胶片，三维预成型膨胀胶等。一般中低端的车型空腔中基本都应用了海绵。而现代汽车生产也广泛应用了膨胀胶片和三维预成型膨胀胶，应用于空腔的一些横断面上，通过对空腔一些易使进气流进入的区域进行横向堵塞，阻止形成空腔内高速气流。其中膨胀胶片是通过自粘层粘贴到车身钣金上，通过涂装高温发泡（膨胀率达8 0 0%）来堵塞空腔，但膨胀胶片高温发泡后，其刚性较差，且发泡过多有流挂的缺陷，因此其应用于空腔较窄的区域。对于空腔较大的区域，应用新型的三维预成型膨胀胶，能有效隔绝空腔。三维预成型膨胀胶中部是耐高温塑料模具件，可以根据空腔形状进行开发，周圈安装的膨胀胶能高温膨胀，整个件安装卡扣，可以直接固定到车身钣金上。

4、车门的密封性

车门的密封性是影响整车密封强相关的因素，车门密封性相关因素较多，与其相关零部件有：车门及门框系统、铰链、限位器、门密封胶条。其中车门及门框系统影响门密封性主要是设计及制造过程的控制，铰链与限位器影响门密封性主要为设计、制造控制及车门装调控制，门密封胶条主要是其断面设计形式及材质影响车门密封性。车门密封性在设计过程应严格控制，若控制不好，后期整改的难度较大。

除了上述实施的整车密封措施外，还有其他一些密封方法，如在翼子板与A柱处的空腔，填充发泡材料进行密封，可以减小高速气流或胎噪从此处空腔流入前门处，从而尽量避免此处的噪音渗入车内；在各安装件的配合型面上加海绵或密封橡胶，以增加密封性等。

（二）车身减振性能的整改及材料的应用

如前所述，中低频噪声主要是通过外界激励引起车身结构振动传递到车内的，形成让乘客难以忍受的“booming(嗡嗡)”声，若在车身结构设计中能够对结构刚性进行控制，使其白车身的模态激振频率能尽量避开外界激励频率，那就基本控制车内的中低频噪声。但车身结构设计涉及的技术含量相当高，控制车身模态有相当大的难度，基本需要对成品进行降噪减振，由于车身已开发到位，整改难度及成本很高，因而一些减振材料就广泛应用到车身上。

1、车身阻尼垫的应用

所谓阻尼减振技术，就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。这种方法不改变机器的声辐射特征，却能有效控制其振动水平，从而使噪声减小[3]。

阻尼垫的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、纤维等的混合物，目前以开发出普通型、自粘型和热融型阻尼垫，应用到车身地板、前围板等部位，通过涂装烘房溶化，冷却后粘接到车身钣金上。鉴于其工艺特性，对于在一些立板或斜面上应用阻尼垫，阻尼垫与钣金粘接侧加磁粉及涂胶将改善其工艺性。后者是以橡胶为主要材料的，再加入还氧树脂等材料混合而成。

沥青基阻尼垫是一种很好的减振材料，目前广泛应用于汽车上。其原理是通过内部水平方向有较多纤维物质，在钣金发生振动时，由于其布置纵横交错，其内摩擦力必然要吸收相当多的动能量，从而达到减振、阻尼的效果。橡胶基阻尼垫则是以其本身所具有的粘弹性对结构进行阻尼减振，通过橡胶分子链之间的粘性内摩擦消耗部分振动能，减小了振动。

2、车身增强垫的应用

车身增强垫是以环氧树脂和P V C树脂为基材的车身钢板增强材料。这种片状产品经电泳工序固化，尤其适用于薄型钢板的车身。对于成品车外板件或薄板结构进行调整时，可考虑使用增强垫，在钣金表面通过粘贴增强垫，使其结构加强，提高刚性，改变板件与结构件振动模态，从而达到抑制振动噪声的目的。

增强垫一般在车身焊接过程中粘贴到指定钣金表面，通过涂装电泳工序受热冷却处理后基材变硬并牢固地贴到钣金表面上，有很大的补强作用。有研究表明，其对钣金的最大补强效果可达7倍以上。

除了应用上述减振材料，在与外板件搭接的加强板及加强梁的涂胶槽内，应用了隔振胶进行减振，在地板及轮包下涂敷的P V C胶，对钣金振动能产生阻尼作用。

（三）车身吸音材料的应用

车身上，大量使用了一些隔音、吸音材料，如前围、顶盖、发动机罩上。

车身吸音材料只要是指应用一些吸音垫，这种材料有较好的吸收噪音的作用，看起来像海绵一样，是一种厚而轻且较软的泡沫状塑料垫，可以使其任意弯曲，贴在发动机罩及前围板上，可以吸收发动机产生在空气中的声波能量，消除混响。

四、结语

本文对汽车减振降噪材料及技术应用的探讨是基于车辆N V H整改来进行的，应用的为当前广泛应用的被动降噪技术。整车N V H性能是一个系统性的问题，除了车身应用减振降噪措施外，其它引起车身振动、产生车内噪声的源头更应该控制N V H性能，如发动机本身产生的噪音，降低轮胎与路面摩擦产生的噪声及提高悬置、悬架系统的减振阻尼性能等。

随着汽车工业的发展，人们对汽车舒适性的要求越来越高，从而对汽车减振降噪技术的要求也越来越高。被动降噪技术在减振降噪方面取得了较大成就，但对于整车中、低频的噪声与振动的控制还不很完善，因此随着技术进步，主动降噪控制技术必将应用到汽车上。目前主动降噪控制技术已在国外一些技术雄厚的生产厂商的产品中加以应用，如噪声的有源控制“反噪声”技术、智能材料与电子匹配控制技术等，但总的来说，此类技术的研究与应用尚处于发展阶段，与技术成熟和普及还有一定距离。

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U463.213

A

1671-5993（2010）03-0069-03

2010-09-06

施亮（1975），男，安徽舒城人，滁州市交通技工学校讲师。