汽车电喇叭振动问题分析

方丽琴，刘 行，陈倍彬，李 溪，高 茹

（一汽轿车股份有限公司奔腾开发院，吉林 长春 130012）

1 问题来源

车型A按动方向盘气囊模块使喇叭鸣叫时，发觉车辆方向盘、油门踏板及换挡机构一起振动，影响舒适性。

2 问题分析

车型A有高低音双喇叭，低音喇叭为420Hz，高音喇叭为530Hz。喇叭振动可通过2种方式传递到车身内，一个是空气传播，另外一个是通过车身零件逐级传递，见图1。

图1 喇叭振动传递方式

可能影响传递的途径从以下5个方面进行考虑。

1）前进气格栅影响

对比进气格栅拆除及不拆除两种情况，分别在前排座位测试噪声，在喇叭支架处、驾驶员侧及非驾驶员侧地板测试振动。从以下测试结果 （图2～图4）看，在拆除进气格栅后振动及噪声并未减少，说明跟进气格栅无关。

2）车身敏感度

通过分别测试在不同位置的声振耦合和结构噪声传递函数曲线，如图5、图6所示，在420Hz和530Hz时没有出现峰值。由此判定车身敏感度不存在问题，可以接受。

3）喇叭支架模态分析

通过测试，喇叭支架在喇叭发声频率处响应明显 （图7），需要加强强度，避免在发声频率处的共振。

4）喇叭固定金属板模态分析

通过测试，喇叭固定金属板在喇叭发声频率处响应明显（图8），需要加强强度，避免在发声频率处的共振。

图2 前排座位人耳处振动传递函数曲线

图3 喇叭支架处振动传递函数曲线

图4 驾驶员侧及非驾驶员侧地板振动传递函数曲线

图5 声振耦合函数曲线

图6 结构噪声传递函数曲线

图7 喇叭支架处噪声传递函数曲线

图8 喇叭固定金属板处噪声传递函数曲线

5）零件结构传递测试

通过阻断喇叭支架与车身的连接进行对比测试，结果显示至少有10dB振动的减少。具体见图9。

图9 阻断喇叭支架与车身连接的噪声传递函数对比曲线

3 问题方案

1）针对喇叭支架模态分析问题，通过更改喇叭支架，增加加强筋改变支架强度，避免共振，见图10。

图10 喇叭支架增加加强筋

2）针对喇叭固定金属板模态分析问题，通过更改喇叭固定金属板形状及增加金属板与横梁的焊点，加强金属板的强度，避免共振，见图11。

3）针对零件结构传递测试问题，在喇叭支架与喇叭固定之间增加防震用的橡胶垫，减弱振动的传递，见图12。

实车模拟橡胶垫的方案进行测试，测试结果显示振动量有25%～50%的减少，见图13。

4）永久措施及实施计划

根据分析结构对喇叭支架进行了更改，并且增加了橡胶衬垫及螺栓衬套，但是在车间试装时发现橡胶衬垫及螺栓衬套生产线很难装配，装配时间超出要求，方案无法实施，因此安装方案及减震方案均需要更改，重新分析。图14是装置图。

图11 更改喇叭固定金属板形状及增加金属板与横梁的焊点

图12 增加防震橡胶垫

原方案喇叭振动方向与喇叭固定的金属板与横梁固定方向一致，金属板与横梁固定是通过焊点连接，存在固定不牢靠的现象。当喇叭沿此方向振动时会带动金属板一同振动，所以更改喇叭振动方向为Y向，避免此问题。

同时，由于喇叭是固定在金属板上的，喇叭发声振动时带动金属板一同振动，导致振动能够传递出去，新方案考虑直接在横梁上焊接一个小的支架，喇叭直接固定在该支架上，避免与金属板一同振动。更改前后方案对比如图15所示。

更改后的方案，通过实车装配确认，既解决了生产节拍问题，也降低了振动传递问题，可以实施。经过验证：实车确认功能正常，装配性无问题，不影响成本、法规、零件性能。

图13 增加防震橡胶垫前后振动传递函数对比曲线

图14 喇叭装置图

4 结论

方案分析需考虑生产的装配性，需要在零件开发阶段在生产线进行装配分析。同时对于喇叭的安装位置及方向要特别注意，尽量避免喇叭安装在容易引起共振或质量较轻的零件上，尽量将喇叭直接固定在横梁或纵梁上，这样可有效避免共振现象。

图15 喇叭固定方式前后对比图