汽车密封对车内噪声影响的道路试验研究

黄丽那 张威 李静波 张庆飞

汽车密封对车内噪声影响的道路试验研究

黄丽那 张威 李静波 张庆飞

（华晨汽车工程研究院）

介绍了轿车风噪声的形成、影响因素及测量方法，阐述了利用封堵排除法对某车型风噪问题的分析和改善过程。以国产某三厢轿车为例进行了整车静态烟雾试验和道路试验，通过“烟雾倒吸法”在车内直观呈现出泄漏点位置，再结合“开窗法”分析各泄漏点导致的驾驶室内声压-频率特性变化，从而确定它们对车内泄漏噪声的贡献。试验结果表明，在中高频范围泄漏噪声占主导地位，且车门前三角窗位置和玻璃导槽拐角位置是该轿车主要的泄漏噪声源。

1 前言

当汽车高速行驶时，风噪占据车内噪声的主导地位[1]。风噪主要由气动噪声（shapenoise）和泄漏噪声（leaknoise）两部分组成[2，3]，气动噪声是由车身外形引起的，泄漏噪声是由于车身密封不严引起的，无论是气动噪声还是泄漏噪声都会影响车内的噪声水平。在汽车开发前期，应通过数值仿真改变造型降低气动噪声[3]，而在样车试制阶段，应控制车身的密封以减少泄漏噪声，从而降低风噪。因此，在整车开发过程中，泄漏噪声成为关注重点。本文首先通过烟雾试验明确泄漏点位置，在此基础上采用“开窗法”，即对基态、整车全胶带密封状态和单个泄漏点状态噪声贡献进行道路试验，对比车内各状态噪声的测试结果，分析气动噪声和泄漏噪声的贡献量，再依次对比单个泄漏点导致的风噪变化，确定各泄漏点对风噪的影响程度。

2 整车气密性试验

以某轿车为试验样车进行整车气密性试验。试验时将样车熄火放置室内，关闭车门、车窗，调节空调为内循环模式，将图1所示泄漏仪的进风口固定在样车上，倒吸车内空气，使车内呈现负压；将车外的烟雾发生器对准车身各位置，通过观察判断该样车的烟雾泄漏部位。试验结果表明，该样车的烟雾泄漏部位主要分布于外门把手、前门三角窗和前、后门玻璃导槽等位置，图2所示为该样车前车窗泄漏位置。

3 道路试验

在车速为120 km/h的行驶工况下进行道路试验，将传声器布置在驾驶室内前、后排座椅位置并与数据采集装置连接，利用后处理分析软件对测试结果进行分析，得到车内噪声的声压频率结果，然后通过对比以下3类状态下的车内噪声水平，分析泄漏噪声对风噪的影响程度和各泄漏点的贡献量。

a.整车全密封——状态1。将样车整车外表面零部件接合缝隙及沟槽处均用密封胶带密封（图3）[2]，测试车内噪声水平。

b.基态——状态2。撕下状态1所有密封胶带，使样车整车处于基态，测试车内噪声水平。

c.单点贡献——状态3～状态12。在状态1的基础上分别撕去外门把手、外后视镜基座、前门三角窗密封条和各拐角玻璃导槽等的密封胶带，然后分别测试车内噪声水平，以考察单一泄漏位置对车辆风噪声水平的影响，表1为样车前、后排座椅噪声测量位置的单点贡献试验状态。

表1 样车前、后排座椅噪声测量位置的单点贡献试验状态

4 结果分析

由试验结果可知，对该车内前排位置影响最严重的泄漏噪声部位是前门三角窗泄漏位置和前门B柱上角玻璃导槽泄漏位置，其次是外门把手泄漏位置。

图4为状态3与状态1、状态2情况下车内噪声水平对比，从图4可看出，全密封状态可认为无泄漏噪声，此时风噪主要是由车身外形引起的气动噪声。当频率为1 800 Hz以上时，状态1声压级低于状态2声压级，且二者的差值随频率的增加而增大，当频率达到7 000～10 000 Hz时，最大声压级差值为10 dB，这表明泄漏噪声以中高频段为特征，泄漏噪声对车内总噪声的贡献比车辆外形引起的气动噪声大。同理，当频率为1 800 Hz以上时，状态3的声压级明显低于状态2的声压级，而在频率为4 000～6 000 Hz时，状态3的声压级趋近于状态2的声压级，说明外门把手的泄漏主要影响4 000～6 000 Hz频段内的噪声。

图5为状态4与状态1、状态2情况下副驾驶外耳处的泄漏噪声对比，由图5可看出，状态4的声压级与状态1的声压级基本一致，表明该车后视镜支座的泄漏对风噪影响较小。

图6为状态5与状态1、状态2情况下驾驶员外耳处的泄漏噪声对比，由图6可看出，状态5的声压级与状态2的声压级变化趋势基本一致，说明前门三角窗密封条位置的泄漏噪声是驾驶员位置噪声的主要贡献源。

图7为状态6与状态1、状态2情况下副驾驶外耳处的泄漏噪声对比，由图7可看出，当频率为5 000～10 000 Hz时，状态6的声压级趋近于状态2的声压级，说明前门B柱上角玻璃导槽的泄漏导致了10 000 Hz时出现噪声峰值。

图8和图9分别为状态7和状态8与状态1、状态2情况下前排位置的泄漏噪声对比，可看出该车前、后门B柱玻璃导槽下角的泄漏对车内泄漏噪声贡献量较小。

由试验结果可知，对后排位置影响最严重的泄漏噪声部件是后门C柱上角玻璃导槽（图10）,其次是后门C柱下角玻璃导槽（图11）。由图10可看出，状态1的声压级明显低于状态2和状态10的声压级，且状态2的声压级与状态10的声压级变化趋势一致，表明该车后门C柱上角玻璃导槽对车内噪声贡献的特征频段为3 000 Hz以上，该频段对车内声压级贡献平均约为5 dB（A）。由图11可看出，当频率为3 000～6 000 Hz时，状态11的声压级趋近于状态2的声压级，而在频率为6 000 Hz以上时，状态11的声压级趋近于状态1的声压级，以上结果表明，后门C柱上角玻璃导槽和下角玻璃导槽的泄漏噪声是后排位置（右侧）噪声主要来源。

图12和图13分别为状态9和状态12与状态1、状态2情况下后排位置的泄漏噪声对比，由图可看出，后门B柱上、下角玻璃导槽和后三角窗玻璃导槽不是后排位置噪声主要来源。

图14的鱼骨图表示仅胶带密封各泄漏位置时，驾驶室内的声压频率特性逐渐从最佳状态倾向于基态，从左向右表示各位置泄漏噪声的贡献量呈现增大趋势，对前排座椅位置的噪声影响频率在1 800 Hz以上，对后排座椅位置的噪声影响频率为3 000 Hz以上。

5 结束语

通过整车静态气密性烟雾试验，在明确了泄漏位置的基础上，通过整车道路试验对某轿车的泄漏噪声频率特性进行了分析，并通过“开窗法”分析了车身各密封部件对车内泄漏噪声的贡献。结果表明，该车内噪声主要由泄漏噪声和外形噪声构成，在中高频范围内泄漏噪声占据主导；前门三角窗、前门B柱上角玻璃导槽、后门C柱上角玻璃导槽和后门C柱下角玻璃导槽的密封部位是该轿车泄漏噪声最严重区域，是改善车内风噪主要应考虑的因素。

1 傅立敏.汽车空气动力学.北京：北京机械工业出版社, 1998.

2 庞剑.汽车噪声与振动理论与应用.北京：北京理工大学出版社,2006.

3 Bremner P G.Recent Progress using SEA and CFD to Pre⁃dict Interior Wind Noise.SAE Paper,2003-01-1705.

（责任编辑文 楫）

修改稿收到日期为2015年4月29日。

Research on the Influence of Automobile Sealing on Interior Noise By Road Test

Huang Lina,Zhang Wei,Li Jingbo,Zhang Qingfei
（Brilliance Auto R&D Center）

In this paper,the cause of passenger car wind noise,influential factors as well as measurement method are introduced,and the blocking method is used to analyze wind noise of a car model and the process of improvement.A home-made passenger car is selected for static smoke test and road test to determine the leakage contribution to interior noise level through analyzing the interior sound pressure level-frequency(SPL-F)in“window method”caused by the single leakage where can be identified from“smoke flowing method”.The results show that the leak noise is dominant in the medium-high frequency,and the main source is at the triangular window and corners of the window sealing.

Passenger car,Interior noise,Smoke test,Road test,Leak noise

轿车 车内噪声 烟雾试验 道路试验 泄漏噪声

U467.4+93

A

1000-3703（2015）05-0012-04