某车型前围防火墙吸隔声性能优化控制

原孝菊

摘要：汽车前围防火墙对于控制发动机空气声进入乘员舱有着至关重要的作用。其隔声性能主要受到车体前围钣金的结构特性如钣金的厚度、安装在前围防火墙钣金上过孔件的密封性能、覆盖防火墙内饰材料的厚度及覆盖率等等因素的影响。控制好前围防火墙的隔声性能，对于减少汽车发动机透过音有着重要的意义，是提升车内声品质的关键举措。

关键词：前围防火墙；吸隔声材料；过孔元件；隔声量

1 引言

汽车前围防火墙的隔声性能是汽车声学包设计过程中最为重要的环节之一。做好前围防火墙隔声性能的研究，尽可能将发动机噪声在乘员舱外或吸收转化掉，是目前国内自主品牌汽车需要不断努力提升的能力。

本文通过对某车型前围防火墙吸隔声性能的提升，列举了一些车型防火墙的吸隔声性能提升的方法，供参考。

2 问题提出

试验采用PBNR（Power Based Noise Reduction）的方法，对试验样车前围防火墙的隔声量进行试验验证及提升。

试验样车前围防火墙在400Hz-8000Hz频带（空气声主要频带）范围内的隔声量较同类声学包材料的竞品车相差0.95-8.48dB（具体数据见表1），尤其高频噪声相差明显。为提升该汽车前围防火墙的隔声性能，需对试验样车的前围防火墙内外饰声学材料相关性能、材料的覆盖率和过孔元件声密性等方面做详细的排查，找出影响该防火墙吸隔声性能不足的影响因素并优化改进。试验样车与竞品车隔声量对比见下表1所示：

3 前围防火墙隔声性能排查及改进

3.1样车防火墙钣金厚度及前围气密性排查及确认

试验样车的前围钣金厚度与竞品车前围钣金厚度均为0.8mm，气密性高于竞品车气密性10SCFM（标准立方英尺每分钟），且前围无明显可感知的泄漏点，故排除由于前围钣金隔声性能及气密性不足造成隔声量差异的影响。

3.2 声学材料性能排查及确认

试验样车前围防火墙的内前围采用2mmEVA+25mmPU（平均厚度）。经测试，其性能满足目标值要求，低频与高频大于目标值4dB（如图2所示），基本达到竞品车辆的隔声性能水平。外前围隔音垫采用无纺布+酚醛树脂毡结构，除在500Hz以下略低于目标值，其余频率段均高于目标值要求（如图3所示），且与竞品外前围吸声系数基本相当，外前围件材料也具有良好的吸声性能。

通过以上测试，可排除前围声学材料性能不足的影响，需进一步排查前围结构覆盖及零部件过孔的密封性能。

3.3 前围防火墙隔声性能改进及确认

经前围工装上墙及超声波检测等测试方法排查，发现试验样车前围防火墙及其上安装的零部件存在覆盖不良及过孔泄漏严重的问题，具体问题及改进措施如下：

1）内前围隔音垫驾驶员脚踏处厚度不足：该处局部厚度不足5mm，如图4所示，改进过程工艺以提升厚度至设计要求的10mm后隔声性能对比如图5所示，最大约相差2dB；

2）选换挡拉丝区域吸聲材料覆盖不足：选换挡拉丝从座舱向发动机舱装配，开孔较大，改为由发舱向座舱装配开孔可减少至原来的1/4，提升了隔音垫的吸隔声性能（如图6），改进前后隔声性能（如图7）最大约相差2dB。

3）外前围压力室钣金无声学材料覆盖：设计时，该处无吸隔音材料覆盖（如图8），将前围隔热垫尺寸从发动机舱处向上延伸，覆盖整个压力室钣金，以提升前围隔热垫的覆盖率（如图9）。

4）真空助力器过孔处泄漏：泄漏路径（如图10）有两条，针对两条路径各增加1个1mm厚的密封垫圈以减少声泄漏，使用超声波检测设备测试，泄漏量由原来的24dB降至8dB。

4 结论

经过多轮验证改进后，试验样车前围防火墙隔声性能得到有效提升。对改进样车再次开展PBNR试验，试验结果如下表2所示：

由上图可见：改进前后部分频带提升了0.68-9.74dB，已达到竞品车的隔声性能水平，局部频带甚至超过了竞品车的隔声性能水平。

综上，某车型的前围防火墙性能主要从以下几个方面进行控制：

确保汽车前围防火墙钣金的搭接密封性：钣金搭接的缝隙必须经过涂胶密封完整，搭接处的钣金缝隙无声泄漏；

前围防火墙内外部的声学材料性能要满足目标设定要求：前围隔音垫一般厚度为25mm，隔热垫15mm左右，两件的厚度要尽可能均匀，避免出现5mm以下厚度不足的区域；

提升内、外前围隔热垫的覆盖率：基于噪声源较高的水平，尽可能多的覆盖前围防火墙内外钣金，提升前围声学材料的覆盖率是提升吸声性能较为有效的手段；

前围防火墙过孔元件密封性能：避免因结构问题影响声学材料尤其是内前围隔音垫的覆盖，同时，一定要有相应的过孔密封措施，确保孔位无噪声源泄漏。

参考文献：

[1]庞建《汽车车身噪声与振动控制》 机械工业出版社 2015年4月 p176-214

[2]马大猷 《噪声与振动控制手册》 机械工业出版社 2002年9月 p178-188

[3]庞建 谌刚 何华 《汽车噪声与振动》 北京理工大学出版社 2006年6月 p310-326