怠速工况下发动机噪声与乘坐室内声场传递路径研究

2014-12-04薛昊强程磊华齐超飞

北京汽车 2014年5期

薛昊强，程磊华，齐超飞

Xue Haoqiang，Cheng Leihua，Qi Chaofei

（长安大学汽车学院，陕西西安 710064）

0 引言

利用试验方法测量怠速下发动机噪声通过不同的传播路径到达乘坐室内各点的声压值，并利用各点的测量声压值在 Matlab中求出各个测量点与驾驶员处声压值的互相关曲线，并利用Matlab进行傅里叶变换分析能量的传递[1]。最后根据各点的互相关性，提出相应的降噪策略。

1 试验的方案及分析

1.1 试验方案

1.1.1 试验器材

声级计、传声器、synergy数据采集仪、连接线、脚架、某国产轿车。

1.1.2 试验方案

本次试验是将传声器布置在图1中1～6序号处，并在外面将传声器与数据采集仪相连。试验开始时将汽车处于怠速工况下，待到一段时间稳定后利用仪器测量声压值，并用synergy进行数据采集[2]。乘坐室内声压测量数据见表1。

1.2 基于传递路径研究的Matlab试验分析图像

图像分析是根据编辑互相关曲线及其傅里叶变换的程序在Matlab中进行绘画[3]。

由图2～图6的互相关曲线可知发动机处的声压对驾驶员处的相关时间 T的最大值约为180 ms，汽车前排右侧车窗处的声压对其最大值约为3300 ms，汽车后窗处的声压对其最大值约为2300 ms，汽车后排左侧车窗处的声压对其最大值约为2800 ms，控制台处的声压对其最大值约为2200 ms[4]。故可知传递路径贡献量由低到高的顺序为发动机处→控制台处→后车窗处→左侧后车窗处→右侧前车窗处。

表1 乘坐室内声压测量数据

2 车内噪声的降噪

汽车乘坐舱形成一个封闭的声场空间，入射噪声在车内反复反射，形成混响声。因此可以通过添加具有吸收声能功能的材料来改进汽车的内饰结构，进而降低声能的反射能量并使混响声大幅度减小，从而达到降噪的目的。为了提高吸声性能并扩大吸声的频率范围，可在内饰板的板后附加一定的吸声材质，使吸声材质和内饰板构成薄板共振的吸声布局来达到目的[5]。将吸声材料固定在内饰板背面并安装到车上，吸声材料填充了内饰板后面的空气层，增强了薄板共振吸声结构的吸声能力，对降低车内噪声起到较好的效果[6]。

3 结束语

根据车室内声场的传递路径分析，从车辆车内噪声测试、汽车车内噪声贡献分析、汽车车内噪声控制方法的途径研究已形成一套完整的汽车室内声场传递路径识别和噪声控制方法。使用这种方法，探究某国产轿车驾驶室的声场传递路径问题并指出汽车车内噪声的主要影响因素，采取相应的措施，减少噪声。试验结果表明，发动机噪声通过不同路径影响驾驶员，需要对其进行降噪处理。在整个研究的过程中，完成下面内容：

1）对某国产轿车驾驶室进行噪声怠速试验分析。

根据 GB/T17362-2003《声学汽车车内噪声测量方法》测量该车驾驶室内的噪声水平，通过怠速工况下车内噪声测量试验，测量出各个路径的噪声声压值[7]。

2）对某国产轿车驾驶室内噪声主要来源的传递路径分析。

传递路径分析车辆内部噪声源识别基于测量声压级的互相关特性，并使用Matlab软件对其进行能量分析。以噪声传递路径为基础，分析汽车车内噪声的主要来源路径和车内噪声的贡献，发现车辆车内噪声的主要路径的影响，指明车辆噪声的控制方法。

3）噪声控制方法研究与应用。

分析吸声、隔声降噪技术的原理，指出各种降噪措施在汽车上的应用范围。通过试验分析方法，结合样车试验情况，采用附加吸声材料以及增加隔声挡板等降噪措施。

[1]何渝生.汽车噪声控制[M].北京：机械工业出版社，1999.

[2]朱才朝，秦人同，李润方.车身结构振动与车内噪声声场耦台分析与控制[J].机械工程学报，2002，38（8）：54-58.

[3]马天飞，林逸，彭彦宏，等.轿车车内低频噪声的仿真计算及试验研究[J].中国机械工程，2005，16（16）：1489-1492.

[4]庸人辉，庸光武.汽车噪声控制技术及低噪声客车产品开发措施[J].客车技术与研究.200l，23（6）：19-21.

[5]Langley R S.A dynamic stiffness／boundary element method for the prediction of interior noise levels.J of Sound and Vibration，1993.163（2）：207-230.

[6]叶武平，彭辉，靳晓雄.利用有限元方法进行汽车室内噪声预测的研究[J].同济大学学报，2000，28（3）：337-341.